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。     

拉伸条件下AZ31镁合金动态再结晶的研究

在200～300℃,应变速率10-3s-1时对挤压态AZ31镁合金进行拉伸试验,研究了温度及断面收缩率对镁合金动态再结晶的影响.结果表明:初始动态再结晶的临界应变约为峰值应变的0.8～0.87;随着温度升高或断面收缩率增加,动态再结晶分数增加,并建立了动态再结晶分数与断面收缩率之间的数学模型;动态再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大,且再结晶晶粒直径与Z因子之间符合特定的指数关系.     

AZ31镁合金热轧变形的动态再结晶机制

在轧制温度603~703 K、轧制压下量20%~40%、应变速率4~16 s-1下对AZ31镁合金进行轧制变形,研究轧制压下量、应变速率和变形温度对AZ31镁合金变形组织的影响,分析了镁合金的动态再结晶机制。结果表明：应变速率和变形温度不仅影响动态再结晶进行的程度,而且能够改变再结晶的方式或形核机制。当轧制应变速率= 13.9 s-1,变形温度T=603 K时,再结晶方式为孪生动态再结晶;变形温度升高到703 K时,沿晶界有链状新晶粒出现。当变形温度T= 673 K,应变速率= 11.35 s-1时,再结晶方式以孪生动态再结晶为主;应变速率降低到= 4 s-1时,再结晶方式以旋转动态再结晶为主。     

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镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸预测模型

采用热模拟实验方法获得了AZ31镁合金热变形真实应力-真实应变曲线,分析了变形工艺参数对AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸的影响规律。随着塑性变形应变速率的增大,动态再结晶晶粒尺寸减小。随着塑性变形温度的升高,晶粒尺寸增大。基于Yada模型,建立了AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸与变形工艺参数关系模型,以及动态再结晶临界应变与变形温度关系模型。晶粒尺寸预测模型计算值与实验值相吻合,最大相对误差为8.5%。临界应变模型计算值与实验值相吻合,最大相对误差为8.1%。建立的动态再结晶晶粒尺寸预测模型和临界应变预测模型的适用条件为变形温度250～400℃,应变速率0.01～1.0 s^-1。     

Laasraoui-Jonas位错密度模型结合元胞自动机模拟AZ31镁合金动态再结晶

通过Gleeble 3500热压缩试验机对AZ31镁合金进行热压缩实验,得到温度为300、350、400、450和500℃,应变速率为0.03、0.3、和3 s 1的流变应力曲线。对流变应力曲线进行图形变换求解出不同应变速率下的回复参数r,求得的回复参数的自然对数lnr与温度的倒数1/T成线性相关。结果表明:可以采用修正的Laasraoui-Jonas(L-J)位错密度模型计算AZ31镁合金动态再结晶过程中的位错密度演变;修正的L-J位错密度模型结合元胞自动机(CA)能精确地模拟位错密度动态再结晶过程。     

采用元胞自动机结合Laasraoui-Jonas位错密度模型模拟AZ31镁合金的动态再结晶行为

采用元胞自动机结合Laasraoui?Jonas 位错密度模型(LJ模型)模拟AZ31镁合金在动态再结晶过程中的位错密度和微观组织演化。LJ模型中的硬化参数、回复参数和应变速率灵敏系数决定模拟的准确性。在目前的研究中,基于 LJ 模型和 Kocks?Mecking 模型(KM 模型)求解硬化参数;采用动态再结晶中的稳态应力公式求解回复参数和应变速率灵敏系数。结果表明：模拟结果与实验结果一致。     

AZ31镁合金多阶段超塑性变形

开展了多阶段变形的方法对AZ3 1镁合金超塑性性能提升的研究。结果表明 :第一阶段动态再结晶的最佳条件是温度 3 0 0℃、应变速率 1× 10 - 3s- 1 、此条件下变形量为 5 0 %的时候 ,晶粒尺寸约为 10 μm ;在第二阶段 ,实验温度为40 0℃以及应变速率为 10 - 3s- 1 的变形条件下 ,获得最大延伸率 2 82 .1%。     

基于动态再结晶的铸态AZ31B镁合金本构方程

通过GLEEBLE压缩试验获得铸态AZ31B镁合金真应力应变曲线,本试验从真应力应变曲线出发,通过数值分析获得临界应力应变模型、饱和应力模型和稳态应力模型等多种应力模型。同时,结合位错理论和动态再结晶动力学,根据镁合金在变形过程中发生动态再结晶的临界点,将应力应变曲线分为两段,分别对以动态回复为主的曲线和以动态再结晶为主的曲线建立本构模型,分析并得出了动态再结晶分数与基于动态再结晶下的流变应力之间的变化规律。     

工业态AZ31镁合金的超塑性变形行为

研究了工业态AZ31镁合金在温度 6 2 3～ 72 3K和应变速率 1× 10 -5～ 1× 10 -3 s-1范围内的超塑性变形行为。结果表明 ,工业态AZ31镁合金表现出良好的超塑性 ,其最高断裂延伸率达到 314%,应变速率敏感指数达 0 .4。显微组织观察和断口分析表明 ,工业态AZ31镁合金超塑变形主要由晶界滑动机制所控制 ,同时 ,动态再结晶也是合金超塑变形的一种协同机制。     

AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件研究

为确定AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件或临界应变，通过在变形温度范围473～623K、应变速率范围0．001-1 s^-1条件下进行等温压缩试验，利用所得数据并采用单参数方法，建立起AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件，即临界应变（εc）与变形条件（引入温度补偿应变速率因子即Zener-Hollomon参数）的定量关系，并对不同应变下合金微观组织的演变规律进行了研究。     

基于3D CA的AZ31镁合金动态再结晶行为研究

本文建立了三维元胞自动机(3D-CA)模型,通过热压缩试验和电子背散射衍表征技术(EBSD),对AZ31镁合金在热变形过程中的微观组织演化规律进行可视化和定量预测。根据试验得出的真应力-应变曲线,确定了3D-CA模型参数在试验条件下的取值,建立了模型参数与变形条件(应变、变形温度和应变速率)之间的关系。利用所建立的3D-CA模型,对AZ31镁合金在热变形过程中的流动行为和微观组织演化进行模拟和讨论。结果表明:再结晶体积分数随着应变的增大而增加,随着变形温度的增大或应变速率降低而增大,提高应变速率或降低温度可以细化再结晶晶粒。模拟结果与实验结果吻合较好,相对误差值在4.5%-16.2%之间,所建立的3D-CA模型能够较准确地预测镁合金AZ31的微观组织演化。     

Inverse Identification of the Dynamic Recrystallization Parameters for AZ31 Magnesium Alloy Using BP Neural Network

The effect of the dynamic recrystallization (DRX) parameters are of prime importance to improve the accuracy of the numerical simulation of hot forming processes for metals. However, it is difficult to determine the values of DRX parameters from experiments because of the influence of various factors, such as temperature, etc. In the present study, the DRX parameters for AZ31 magnesium alloy are identified by using the method of inverse analysis based on measured stress, BP neural network algorithm, genetic algorithm (GA), orthogonal experiment, and numerical simulation. Then, by applying the identified parameters in finite element analysis, the comparison between the numerically calculated and the experimental results is made to verify the correctness of the method. The results show that the numerically calculated stress, strain, recrystallized fraction, and average grain size valus are in good agreement with the experimental ones. These results demonstrate that the method of inverse analysis is a feasible and an effective tool for determination of the AZ31 DRX parameters.     

Activation Energy in Hot Forming and Recrystallization Models for Magnesium Alloy AZ31

Kinetics of the dynamic, as well as postdynamic recrystallization of the wrought magnesium alloy AZ31, was ascertained. Continuous compression tests associated with the study of dynamic recrystallization were realized at temperatures from 523 to 723 K and at the strain rates from 0.001 to 10 s^?1. The activation energy in hot forming was determined as Q = 158 kJ/mol for stress-strain curves of conventional shape, or Q = 146 kJ/mol for stress-strain curves with the concave initial phase affected by twinning. If the Zener-Hollomon parameter Z > 9.1 × 10¹² s^?1 the deformation necessary for the initiation of dynamic recrystallization is almost independent on the forming parameters. Using the results of the stress relaxation tests, equations describing the kinetics of metadynamic recrystallization and the grain size originated in such a way were developed and the effect of individual variables was evaluated.     

AZ31B镁合金拉伸应力-应变和再结晶组织

通过单向热拉伸试验和金相显微组织观察研究了AZ31B薄板热变形过程及变形前后的再结晶组织.结果表明:160～400℃的热拉伸应力-应变曲线具有3个特征温度区间,且明显区别于室温的应力-应变曲线.薄板制备方式和退火制度对应力峰值有较大影响.在160～200℃热变形中,发生了不完全静态和动态再结晶.最佳热变形参数为:变形温度为260～320℃,变形前静态再结晶时间为12～18 min,应变速率为1×10-3s-1.此时延伸率δ达925%～137%,可获得均匀分布的细小等轴动态再结晶组织.     

双辊快速凝固AZ31镁合金薄带试验研究

在等径双辊连铸机上进行了AZ31镁合金薄带连铸的试验研究，掌握了诸如浇铸温度、铸辊转速、辊缝和侧封等合理的工艺参数，成功地铸出了AZ31镁合金薄带并对其显微组织进行了分析。     

半连续铸造AZ70镁合金的纯净化及均质化

试验优化了传统的半连铸生产工艺,并研究了合金锭的均质化处理工艺.结果表明,工艺优化后,主要元素及杂质Fe的含量在达到设计要求的同时,不带入新的杂质,净化了镁合金基体.确定了最佳的均质化工艺参数为400～430℃保温10～15 h.AZ70合金铸锭经410℃/12 h均质化处理后,整个横截面的组织及力学性能均匀,且具有较高的塑性,其伸长率为8.16%.