LZ92镁锂合金热变形行为
发布时间：2022-01-06 05:28
LZ92镁锂合金在210～300℃、0.001～1 s-1条件下进行等温压缩试验,分析合金流变行为,根据应力峰值建立合金的热变形本构方程。结果表明:应力峰值随变形温度升高而减小,随应变率增大而增大。该本构方程能较好预测合金的应力峰值,变形激活能Q为108 291.51 J/mol。试验验证,该本构方程预测的应力峰值精度较高,平均相对误差为8.55%,相关系数为0.98。
【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
LZ92镁锂合金挤压态显微组织[19]
图2为不同变形的LZ92镁锂合金真应力-真应变曲线。可知，不同变形的流变应力变化趋势基本相同：急剧上升-逐渐下降-趋于水平。原因是当合金变形量较小时，位错密度迅速增加，发生积塞，加工硬化起主导作用。随应变量的增加，动态软化效应增强，软化效应逐步大于加工硬化效果，软化效应起主导作用。变形量继续增加，动态热软化作用与加工硬化作用达到稳态平衡，流变应力呈水平锯齿形波动，直至试样断裂而迅速下降。表1为不同应变速率和温度条件下的应力峰值。可知，应力峰值随变形温度降低和应变率增大而升高。是因为变形温度较低时，α相hcp结构滑移系临界剪切应力较高，材料的变形抗力较大。此外低温晶界移动速率较慢，位错移动受抑制作用及位错湮灭机制的发生[20]；当变形温度升高，柱面和锥面的滑移系临界剪切应力迅速下降，达到激活条件的柱面和锥面滑移系参与塑性变形，此时应力峰值降低。在高应变速率下变形时，材料发生的塑性变形时间很短，晶体位错密度增长迅速，动态回复和再结晶引起位错湮灭来不及抵消位错增长量，位错在晶界处聚集，密度增大，位错运动的阻力也随之增加。因此，变形温度和应变速率是影响LZ92镁锂合金塑性变形的重要因素，也是塑性成形工艺参数设计时必须考虑的重要因素。
Zener等[22]提出Zener-Hollomon指数方程可用于描述应变速率ε?和变形温度T对流变应力的影响规律，其表达式：对式（8）两边对数化解可求出n的表达式为?ln Z/?[sinh(ασ)]。图4为ln Z与[sinh(ασ)]的关系图。根据线性拟合的斜率和Y轴截距可求得n=3.747 18,ln A=22.663 82,A=6.96×109。因此在变形温度为483～573K、应变率为0.001～1 s-1条件下，LZ92镁锂合金的Ar‐rhenius本构方程模型表达式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁锂合金强化行为研究进展[J]. 蔡祥,乔岩欣,许道奎,李传强,杨兰兰,周慧玲. 材料导报. 2019(S2)
[2]热轧及退火Mg-5Li-1Al板材的组织及力学性能演变（英文）[J]. 李瑞红,陈志军,蒋斌,潘复生. 稀有金属材料与工程. 2018(12)
[3]预孪晶AQ80镁合金热压缩本构方程及热加工图[J]. 尹振入,卢立伟,刘晓烨,盛坤,刘楚明. 中国有色金属学报. 2018(08)
[4]Mg-Zn-Zr-Y合金高温塑性变形本构模型及流变行为预测[J]. 陈宝东,郭锋,温静,马文,蔡会生,刘亮. 稀有金属材料与工程. 2017(11)
[5]挤压态Mg-9Li-3Al-1.6Y合金的热变形行为[J]. 王宝,杨艳,彭晓东,杨国庆,李俊辰. 兵器材料科学与工程. 2017(04)
[6]热处理对双相Mg-8Li-4Al-3Zn-La合金组织与性能的影响[J]. 吴洪超,唐玲玲,赵永好. 材料科学与工程学报. 2017(02)
[7]航天用超轻镁锂合金研究进展[J]. 冯凯,李丹明,何成旦,陈学康. 特种铸造及有色合金. 2017(02)
[8]挤压比对LZ92双相镁锂合金组织与力学性能的影响[J]. 姜炳春,王淑萍,刘方方,唐联耀,李真真. 有色金属工程. 2017(01)
[9]铸态AZ31B镁合金流动应力预测模型研究[J]. 朱艳春,黄庆学,叶力平,黄志权,马立峰,秦建平. 稀有金属材料与工程. 2016(10)
[10]Al-Li-Cu-Mg-Zn-Ag合金的热变形特征与加工图研究[J]. 孙宝庆,闫晓东,杨胜利,姚勇. 稀有金属. 2017(09)
本文编号：3571825
【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
LZ92镁锂合金挤压态显微组织[19]
图2为不同变形的LZ92镁锂合金真应力-真应变曲线。可知，不同变形的流变应力变化趋势基本相同：急剧上升-逐渐下降-趋于水平。原因是当合金变形量较小时，位错密度迅速增加，发生积塞，加工硬化起主导作用。随应变量的增加，动态软化效应增强，软化效应逐步大于加工硬化效果，软化效应起主导作用。变形量继续增加，动态热软化作用与加工硬化作用达到稳态平衡，流变应力呈水平锯齿形波动，直至试样断裂而迅速下降。表1为不同应变速率和温度条件下的应力峰值。可知，应力峰值随变形温度降低和应变率增大而升高。是因为变形温度较低时，α相hcp结构滑移系临界剪切应力较高，材料的变形抗力较大。此外低温晶界移动速率较慢，位错移动受抑制作用及位错湮灭机制的发生[20]；当变形温度升高，柱面和锥面的滑移系临界剪切应力迅速下降，达到激活条件的柱面和锥面滑移系参与塑性变形，此时应力峰值降低。在高应变速率下变形时，材料发生的塑性变形时间很短，晶体位错密度增长迅速，动态回复和再结晶引起位错湮灭来不及抵消位错增长量，位错在晶界处聚集，密度增大，位错运动的阻力也随之增加。因此，变形温度和应变速率是影响LZ92镁锂合金塑性变形的重要因素，也是塑性成形工艺参数设计时必须考虑的重要因素。
Zener等[22]提出Zener-Hollomon指数方程可用于描述应变速率ε?和变形温度T对流变应力的影响规律，其表达式：对式（8）两边对数化解可求出n的表达式为?ln Z/?[sinh(ασ)]。图4为ln Z与[sinh(ασ)]的关系图。根据线性拟合的斜率和Y轴截距可求得n=3.747 18,ln A=22.663 82,A=6.96×109。因此在变形温度为483～573K、应变率为0.001～1 s-1条件下，LZ92镁锂合金的Ar‐rhenius本构方程模型表达式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁锂合金强化行为研究进展[J]. 蔡祥,乔岩欣,许道奎,李传强,杨兰兰,周慧玲. 材料导报. 2019(S2)
[2]热轧及退火Mg-5Li-1Al板材的组织及力学性能演变（英文）[J]. 李瑞红,陈志军,蒋斌,潘复生. 稀有金属材料与工程. 2018(12)
[3]预孪晶AQ80镁合金热压缩本构方程及热加工图[J]. 尹振入,卢立伟,刘晓烨,盛坤,刘楚明. 中国有色金属学报. 2018(08)
[4]Mg-Zn-Zr-Y合金高温塑性变形本构模型及流变行为预测[J]. 陈宝东,郭锋,温静,马文,蔡会生,刘亮. 稀有金属材料与工程. 2017(11)
[5]挤压态Mg-9Li-3Al-1.6Y合金的热变形行为[J]. 王宝,杨艳,彭晓东,杨国庆,李俊辰. 兵器材料科学与工程. 2017(04)
[6]热处理对双相Mg-8Li-4Al-3Zn-La合金组织与性能的影响[J]. 吴洪超,唐玲玲,赵永好. 材料科学与工程学报. 2017(02)
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[8]挤压比对LZ92双相镁锂合金组织与力学性能的影响[J]. 姜炳春,王淑萍,刘方方,唐联耀,李真真. 有色金属工程. 2017(01)
[9]铸态AZ31B镁合金流动应力预测模型研究[J]. 朱艳春,黄庆学,叶力平,黄志权,马立峰,秦建平. 稀有金属材料与工程. 2016(10)
[10]Al-Li-Cu-Mg-Zn-Ag合金的热变形特征与加工图研究[J]. 孙宝庆,闫晓东,杨胜利,姚勇. 稀有金属. 2017(09)
本文编号：3571825
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