AZ61镁合金热压缩流变应力及晶粒尺寸预测

通过在Gleeble-1500D热模拟试验机上对AZ61镁合金进行热模拟试验,获得等温恒速单轴方向热压缩变形过程的流变应力-应变关系曲线.经过分析和计算曲线的特征值,利用线性和非线性数值回归方法建立峰值应力、峰值应变、再结晶晶粒尺寸等特征值与Zener-Hollomon参数即带温度补偿的应变速率因子Z的定量关系.流变应力的预测计算值与实测值误差在10%以内,晶粒尺寸计算值与实测值误差在5%以内.     

基于BP神经网络的AZ61镁合金流变性能的预测与评估

采用热模拟机对AZ61镁合金进行等温压缩试验,研究变形温度和应变速率对流变应力的影响。结果表明:温度越低、应变速率越高,都使流变应力增大。根据实验数据,建立了BP神经网络(BP-ANN)模型。该模型预测值与实验值吻合良好,其相关系数达到0.999 6,平均误差为0.11%。     

AZ61镁合金高温变形应力修正及本构方程的建立

有限元模拟日益成为金属成形工艺优化的有力工具，而工程材料变形行为本构方程的精确描述是保证模拟精度的关键之一。通过热模拟实验对AZ61镁合金的高温压缩变形行为进行研究，实验设备为Gleeble3500热模拟实验机，实验采用的温度为250、300、350、400和450℃，应变速率为0，01、0，1、1、10和50s^-1。研究发现，AZ61镁合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的升高而升高。在高应变速率下，变形热引起的试样温升非常显著。为了真实地反应AT61镁合金高温压缩变形时的力学行为，对流变应力作出相应修正，并根据修正后的流变应力建立高温变形本构方程。     

AZ80镁合金温变形性能实验研究

通过对AZ80镁合金进行不同变形温度和应变速率的压缩实验,讨论了不同应变速率条件下,变形过程中试样温升对流变应力的影响。结果表明,通过升高变形温度并降低变形速率可使镁合金迅速达到动态再结晶状态,从而有利于镁合金的晶粒细化,为后续制定温变形工艺参数提供理论依据。     

铸态AZ31B镁合金热压缩流变应力

在Gleeble-1500热模拟机上,对铸态AZ31B镁合金在温度280℃～440℃和应变速率0.001s-1～0.1s-1条件下,研究其流变应力行为.结果表明:铸态AZ31B镁合金在高温下表现出较低的流变应力,其真应力-应变曲线表现出明显的动态再结晶特征;可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述AZ31B镁合金高温变形时的流变应力行为;获得流变应力σ解析表达式中的A、α和n值分别为7.59×109s-1、0.015MPa-1和4.91,激活能Q为141.6kJ/mol.     

AZ31镁合金板温拉深流变应力行为研究

为了建立镁合金板温拉深成形的流变应力数学模型,在温度为200℃～350℃和应变速率为0.001 s^-1～0.1s^-1的条件下,对AZ31镁合金板进行拉伸实验,研究其温拉深流变应力行为.通过对Fields-Backofen方程修正分析,建立了AZ31镁合金板温拉深流变应力数学模型,在峰值应力之前,模型预测值与实测结果相比十分接近.对加入软化因子s的模型进行了计算,与修正的Fields-Backofen相比,更好的模拟了软化阶段的流变应力变化.本文研究的模型可以用于指导镁合金板成形,也为有限元分析流变应力打下基础.     

镁合金AZ61变形组织研究

用热模拟机对AZ61镁合金在150-400℃、0．01～10s^-1条件下进行压缩变形；利用现代冶金分析、硬度测试及扫描电镜等研究不同变形条件下AZ61镁合金的组织与性能。结果表明：AZ61镁合金压缩变形时表现出动态再结晶特征，随温度上升，再结晶容易发生且应力峰降低，再结晶晶粒变大；随应变速率上升，发生再结晶转变的临界应变增大且再结晶晶粒尺寸减小；同时在实验温度范围内，合金塑性随变形温度上升有所改善。     

变形程度对铸态AZ31镁合金动态再结晶的影响

研究了铸态AZ31镁合金在温度为250～425℃、变形量为10%～40%、应变速率为0.01 s-1的条件下的热压缩时动态再结晶的变化规律,分析了流变应力与变形程度的关系。结果表明:铸态AZ31镁合金在应变速率为0.01 s-1的条件下进行热压缩变形,变形程度达到40%时,材料会发生断裂;当应变速率和变形温度一定时,流变应力随变形程度的增大不断增加,在达到峰值后逐渐降低,表现出明显的动态再结晶的特征;且随变形程度的增大,动态再结晶晶粒越来越多。     

基于BP神经网络的AZ61镁合金流变性能的预测与评估

采用热模拟机对AZ61镁合金进行等温压缩试验,研究变形温度和应变速率对流变应力的影响。结果表明:温度越低、应变速率越高,都使流变应力增大。根据实验数据,建立了BP神经网络(BP-ANN)模型。该模型预测值与实验值吻合良好,其相关系数达到0.999 6,平均误差为0.11%。     

铸态AZ61镁合金热压缩变形组织变化

利用Gleeble-1500对铸态AZ61镁合金在变形温度200~500℃,应变速率0.001~1s-1的条件下进行压缩变形;利用显微结构分析和硬度测试等研究不同变形条件下AZ61镁合金的组织和性能,引用Z值(Zener-Hollomon系数)研究温度和应变速率对AZ61镁合金组织的影响,建立再结晶晶粒尺寸与Z值之间的关系。结果表明:铸态AZ61镁合金在热变形时表现出动态再结晶特征,随温度上升,再结晶容易发生且峰值应力降低,再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大;随应变速率上升,峰值应力增大且峰值应力对应的应变量增大,再结晶晶粒尺寸减小;硬度大小的变化也与动态再结晶密切相关。     

Dynamic recrystallization behavior of AZ61 magnesium alloy

An AZ61 alloy was subjected to hot compression at temperatures ranging from 523 K to 673 K, with strain rates of 0. 001 - 1 s^-1. Flow softening occurs at all temperatures and strain rates. There are peak and plateau stresses on flow curves. The initiation and evolution of dynamic recrystallization（DRX） were studied by the flow softening mechanism based on the flow curves and microstructural observations. A linear relationship was established between the logarithmic value of the critical strain for DRX initiation（lnεc） and the logarithmic value of the Zener-Hollomon parameter （lnZ）. The volume fraction of DRX grain （φd） is formulated as a function of the process parameters including strain rate, temperature, and strain. The calculated values of φd agree well with the values extracted from the flow curves. The size of DRX grain（d） was also formulated as a function of the Zener- Hollomon parameter. This study suggests that DRX behavior of AZ61 can be predicated from plastic process parameters.     

AZ80镁合金高温热变形流变应力研究

在Gleeble2000热模拟机上对铸态AZ80镁合金在应变速率为0.001～1s-1、变形温度为240～440℃条件下的热压缩变形行为进行了研究.结果表明:AZ80镁合金热压缩变形的流变应力受到变形温度和应变速率的显著影响,可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述.本实验条件下,AZ80镁合金热压缩变形时的应力指数n为5,其热变形激活能Q为183 kJ·mol-1,建立了流变应力的数学模型,其结果可为变形镁合金的塑性成形工艺的制订提供更为科学的依据.     

AZ80镁合金热变形流变应力研究

在应变速率为0.001s-1～10s-1,变形温度为200℃～400℃条件下,在Gleeble-3800热模拟机上对AZ80合金的流变应力进行了研究。结果表明,AZ80合金的流变应力强烈地受变形温度的影响,当变形温度低于300℃时,其峰值流变应力呈现幂指数关系;当变形温度高于300℃时,其峰值流变应力呈现指数关系。在该文实验条件下,AZ80合金热变形应力指数n=8.43,热变形激活能Q=165.83kJ/mol。     

锻压态AZ61镁合金的变形行为

对模压态AZ61镁合金在室温～150℃条件下的的力学性能及变形机制进行研究.结果表明:在拉伸速度1 mm/min,随着拉伸温度的升高,拉伸后的显微组织中晶界逐渐软化,动态再结晶有减少趋势,并伴随有孪晶出现,抗拉强度及屈服强度显著下降,而其伸长率在低温拉伸中的变化幅度有限;同时在90 ～ 130℃发生了动态应变时效;对拉伸断口的观察分析表明,随着温度的逐渐升高(≤150℃),其断裂机制由韧脆混合断裂逐渐变为韧性断裂.     

AZ80镁合金的高温热压缩变形行为

在应变速率为0.01-50 s^-1、温度为300-450℃的条件下,在Gleeble-3500热模拟机上对AZ80镁合金的高温热压缩变形特性进行研究。实验得出变形过程中的真应力应变曲线,并利用本构方程对流变应力值进行修正,进而利用修正后的应力值得出本实验本构方程中的系列常量;实验还分析温度、应变速率及应变量对微观组织的影响。结果表明：变形过程中的应力值随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高,且修正后的应力值高于未修正值;变形过程中发生动态再结晶且晶粒平均尺寸随变形参数的不同而改变,其自然对数随Zener-Hollomon（Z）参数的自然对数的升高呈线性降低。     

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.005～1s~(-1)、温度250-350℃条件下,采用Instron-5500热模拟机对AZ91D镁合金的高温压缩特性进行研究,得到其真实应力-应变曲线.分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响,得出本构方程的一系列常数,建立AZ91D镁合金在高温压缩中的本构方程关系式.结果表明:变形过程中AZ91D镁合金的流动应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;该流动应力可以用双曲正弦函数来描述,其双曲正弦值随Zener-Hollomon参数自然对数的升高呈线性增大;AZ91D镁合金是正应变速率敏感材料,其应变速率敏感指数m=0.14.     

AZ31镁合金高温热压缩变形特性

在应变速率为0.005～5 s-1、变形温度为250～450℃条件下,在Gleeble-1500热模拟机上对AZ31镁合金的高温热压缩变形特性进行了研究.结果表明:材料流变应力行为和显微组织强烈受到变形温度的影响;变形温度低于350℃时,流变应力呈现幂指数关系;变形温度高于350℃时,流变应力呈现指数关系;变形过程中发生了动态再结晶且晶粒平均尺寸随变形参数的不同而改变,其自然对数与Zener-Hollomon(Z)参数的自然对数成线性关系;材料动态再结晶机制受变形机制的影响,随温度的不同而改变;低温下基面滑移和机械孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒的产生;中温时Friedel-Escaig机理下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高温时位错攀移控制整个动态再结晶过程.在本实验下,材料的最佳工艺条件是:变形温度350～400℃,应变速率为0.5～5 s-1.     

AZ70镁合金热压缩变形特性

在温度为300℃～420℃、应变速率为0.001s-1～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ70镁合金热压缩变形特性进行了研究。结果表明,合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为132kJ/mol,应力指数为6.2;建立了合金高温变形的本构方程;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒平均尺寸减小。根据实验分析得出,材料的最佳热加工工艺条件为变形温度340℃～400℃,应变速率0.001s-1～0.1s-1,并提出以低速为宜。     

Hot compression deformation behavior of MB26 magnesium alloy

The flow stress features of MB26 magnesium alloy were studied by isothermal compression at 300-450 ℃ and strain rate of 0.001^-1 s J with Gleeble 1500 thermal simulator. In addition, the deformation activation energy Q was calculated. The results show that the strain rate and deformation temperature have obvious effect on the true stress. The peak value of flow stress becomes larger with increasing strain rate at the same temperature, and gets smaller with the increasing deformation temperature at the same strain rate. The alloy shows partial dynamic recrystallization. The flow stress of MB26 magnesium alloy during high temperature deformation can be represented by Zener-Hollomon parameter including the Arrhemius term. The temperatt, re range of 350-400℃ is suggested for hot-forming of this alloy.