冲击变形对镁合金组织演变的影响

发布时间：2017-07-20 23:19

  本文关键词：冲击变形对镁合金组织演变的影响

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【摘要】：镁合金有着密度小、比强度高等一系列优秀的物理力学性能,在航空航天、通信和武器装备的轻量化方面显示出广阔的应用前景。本文围绕影响镁合金变形行为的因素及其变形机制,开展了系列的实验研究和理论分析,得到了系列有意义的结果。本论文选择典型的挤压态AZ31镁合金为研究对象,利用分离式霍普金森压杆进行冲击压缩实验,借助金相显微镜和X射线衍射仪、背散射衍射仪等检测设备对冲击变形镁合金进行微观组织演变分析,研究加载方向、应变速率、环境温度等工艺条件对AZ31镁合金的宏观力学行为和微观变形机制等的影响规律及其机理。获得结论如下:材料的动态力学行为与加载方向密切相关。当冲击压缩方向与晶粒c轴垂直时,变形的初始阶段,{2110}拉伸孪晶处于有利取向容易被激活启动,屈服强度相对较低,应力-应变曲线为下凹形状,屈服强度对应变速率表现得不敏感,屈服强度为70 Mpa,且随着环境温度的升高,屈服强度呈下降趋势;当冲击压缩方向与晶粒c轴相平行,晶粒取向不利于激活{2110}拉伸孪晶,屈服强度较大,应力-应变曲线为上凸形状,变形机制以非基面滑移为主,{1110}压缩孪晶处于有利的受力状态时也参与协调变形,但不是主要的塑性变形机制。在高应变速率下,对冲击方向平行于挤压方向(ED)和垂直于ED试样,室温下的绝热温升均随着应变速率的增加而增加,室温冲击变形由于绝热温升小不足以使得组织内部的温度达到发生动态再结晶,变形主要以{2110}孪生为主。随着环境温度的升高,相同应变量下绝热温升下降。虽然产生的绝热温升下降,但由于其外部提供能量,使得材料在变形中能够达到柱面、锥面滑移所需的临界剪切应力,使得其塑性变形方式以孪生为主转换为以滑移为主,并出现动态再结晶现象。此外,当温度越高时,越易发生动态再结晶,绝热温升在变形过程中的影响减小。挤压态AZ31镁合金具有强的{0002}基面织构。由于织构的存在使不同方向的力学性能相差较大,表现出各向异性。在加热的冲击过程中,热软化效应能够使材料的应变速率强化效应减弱。高温变形中呈现出连续、非连续和旋转动态再结晶的特征,且织构得到明显的弱化。
【关键词】：AZ31镁合金 高应变速率 微观组织 力学行为
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 前言10-11
• 1.2 镁合金的塑性变形机理11-15
• 1.2.1 镁合金的滑移12-13
• 1.2.2 镁合金的孪生13-15
• 1.2.3 镁合金的动态再结晶15
• 1.3 镁合金动态变形行为的研究现状15-21
• 1.3.1 纯镁冲击加载下的变形机制16-17
• 1.3.2 镁合金冲击力学行为和断裂机制17-18
• 1.3.3 初始取向对镁合金冲击力学性能的影响18-20
• 1.3.4 镁合金的高温冲击力学行为与变形机制20-21
• 1.4 本论文研究内容和意义21-24
• 第二章 实验装置、材料和方法24-30
• 2.1 实验装置24-25
• 2.2 实验材料25
• 2.3 实验方法25-30
• 2.3.1 试样尺寸与制备25-26
• 2.3.2 实验步骤及数据处理26-27
• 2.3.3 微观分析27-30
• 第三章 挤压态AZ31镁合金动态变形行为30-58
• 3.1 挤压态AZ31镁合金原始显微组织30-31
• 3.2 应变速率对挤压态AZ31镁合金的动态变形行为影响31-43
• 3.2.1 动态压缩应力应变关系31-33
• 3.2.2 应变速率对AZ31镁合金组织的影响33-38
• 3.2.3 绝热温升的计算38-40
• 3.2.4 变形机制分析讨论40-43
• 3.3 环境温度对挤压态AZ31镁合金的动态变形行为影响43-58
• 3.3.1 动态压缩应力应变关系43-47
• 3.3.2 环境温度对AZ31镁合金组织的影响47-50
• 3.3.3 环境温度对AZ31镁合金织构的影响50-53
• 3.3.4 绝热温升的计算53-55
• 3.3.5 变形机制分析讨论55-58
• 第四章 结论与展望58-60
• 4.1 结论58-59
• 4.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 附录A：攻读硕士期间所发表的学术论文和参与研究的科研项目66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨勇彪;王富耻;谭成文;吴园园;才鸿年;;Plastic deformation mechanisms of AZ31 magnesium alloy under high strain rate compression[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2008年05期

2 毛萍莉;于金程;刘正;董阳;席通;;挤压态Mg-Gd-Y镁合金动态压缩力学性能与失效行为[J];中国有色金属学报;2013年04期

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本文编号：570485