Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金组织及室温变形行为

以Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金为对象,研究其组织形貌及相组成.并利用UTM5305电子万能试验机对其进行了不同应变速率以及不同变形量的室温压缩实验,获得真应力-应变曲线,构建合金的室温变形本构方程.研究压缩前后合金的微观组织和压缩性能演变规律.结果 表明,Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn...     

Y对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Mg-8Li-3Al-xY（x=0.5,1.0,3.0）合金。研究稀土Y对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响。结果表明：在Mg-8Li-3Al合金中加入稀土Y,α（Mg）相被明显细化和球化,合金中生成了Al2Y相,添加w（Y）=0.5%-1%后,合金强度得到提高。     

Mg-8Li-4Al-0.3Y合金微观组织与力学性能研究

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段系统研究了铸态、固溶处理态和挤压态Mg-8Li-4Al-0.3Y合金的微观组织,测试了其室温力学性能。实验结果表明：铸态实验合金主要由ɑ-Mg、β-Li、Al2Y和AlLi相以及MgAlLi2相组成;固溶处理后合金中在相界处分布的MgAlLi2化合物相消失,大量AlLi相发生分解并固溶于合金基体中,仅剩下部分尺寸较大的AlLi相。在挤压过程中合金发生动态再结晶,显微组织明显细化,组织更加均匀。固溶处理后合金基体硬度明显高于铸态合金;与铸态相比,挤压态合金的综合力学性能得到大幅提升,其抗拉强度和延伸率分别达到208 MPa和25.1%。     

Al-9.4Zn-1.9Mg-2.0Cu合金的热变形流变行为与本构方程

本文对Al-9.39Zn-1.92Mg-1.98Cu合金做等温热模拟压缩实验,变形温度为300 ℃~460 ℃,应变速率为0.001 s-1~10 s-1,变形量为60%。结果表明：变形时,合金的流变应力力随着变形温度的降低或应变速率的增大而增大。由于热变形时存在摩擦影响,对流变应力曲线进行修正.结果发现摩擦修正后的应力值低于实验值,摩擦力对流变应力的影响程度随着温度的降低和应变速率的增大而增大。基于经典的Arrhenius方程,考虑应变量对材料常数(α,n,Q和A)的影响,构建该合金在热变形时的本构方程。评价改进的本构方程预测能力发现流变应力值与实测值吻合度较高,其相关度高达93.5%。     

Mg-4Zn-2Y合金的高温拉伸流变本构关系

通过对轧制态Mg-4Zn-2Y合金在不同热变形温度以及应变速率下进行高温拉伸试验,研究了Mg-4Zn-2Y合金在不同工艺参数下进行热变形时流变应力的变化规律,并绘制了热加工图。结果表明,流变应力与变形温度以及应变速率均有关系,热变形温度不变时,材料的最大流变应力会随着应变速率的提高而增大;在应变速率不变时,材料的最大流变应力随着变形温度的升高会逐渐下降。采用双曲正弦修正的本构模型确定了轧制态Mg-4Zn-2Y合金的变形激活能Q=242 233.2 J·mol^-1,应力指数n=8.09。通过热加工图确定了Mg-4Zn-2Y合金的可加工区域为472.15~545.00 K,10^-3~10^-4 s^-1和545.00~672.15 K,10^-4~10^-1 s^-1。     

Mg-8Li-2Al-1Zn合金的热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-8Li-2Al-1Zn合金进行热压缩实验,研究了变形温度为523~723 K、应变速率为0.01~10 s-1条件下的合金热变形行为,并建立了合金的流变应力本构方程及热加工图。结果表明:Mg-8Li-2Al-1Zn合金的流变曲线均属于动态再结晶型,流变应力随着温度升高(应变速率降低)而减小。显微组织的变化验证了动态回复和动态再结晶的发生。Mg-8Li-2Al-1Zn合金流变应力本构关系可以用双曲正弦函数和Z参数准确的描述,平均应力指数为4.62,平均热激活能为139.35 J/mol。根据建立的加工图,预测合金热变形的最佳工艺参数为:523~573 K,0.1~1 s-1。     

基于数学模型的Mg-9Li-3Al-2.5Sr合金热变形行为研究

建立了Mg-9Li-3Al-2.5Sr合金在不同热变形条件下的本构方程,并研究了热变形条件对材料显微组织的影响。结果表明,热变形过程中合金的流变应力与变形速率和变形温度之间的关系可以用本构方程Z=9.23×1011×[sinh(0.002 472 52σ)]3.75描述。材料变形过程中的稳态流变应力可以用双曲正弦函数描述。在高温低应变速率下,当三角晶界处应力集中的速率大于晶界扩散和滑移速率时,将产生裂纹。裂纹不断萌生扩展,最终导致材料失稳。     

Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu合金热压缩变形的流变应力与组织演变

利用GPL-1500热模拟试验机对Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu合金在不同温度和不同应变速率条件下进行高温压缩试验,得到压缩真应力-应变曲线,并得出该合金的变形激活能和流变应力-应变方程。结果表明,变形温度和应变速率的变化对流变应力的影响明显,流变应力随变形温度的提高而显著降低,随应变速率的提高而增加。该合金高温变形过程的流变应力可用Zener-Hollomon参数(Z)描述;用双曲正弦函数修正的Arrhenius关系表示的流变应力方程为.ε·=1.282×100[sin(0.010σ)]4.9145exp(-134157/RT)。     

Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金高温锻造本构模型研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金进行了温度1000～1200℃、应变速率0.001～1.0 s-1的等温热压缩实验,根据摩擦修正后的流变应力曲线,研究了工艺参数变化对流变应力的影响,建立了TiAl合金高温变形的本构模型.结果表明:流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,并且通过线性回归分析获得了1000～1200℃时的变形激活能为466 kJ·mol-1和高温锻造本构方程.     

Y对Mg-8Li-4Zn-xY合金及其1 mm薄板组织与性能的影响

采用锂盐熔剂保护熔铸了Mg-8Li-4Zn-xY合金铸锭,并通过正挤压制成1mm的薄板。通过光学显微镜、扫描电镜、XRD分析及合金硬度测试,探讨合金的组织与力学性能。结果表明:Mg-8Li-4Zn-xY合金基体为β-Li(bcc)和α-Mg(hcp)相,析出强化相颗粒和化合物为Mg2Zn11,Mg72.05Zn27.95,MgZn,Mg2Y,MgY及未知相。随Y含量的增加,铸态基体组织得到细化,析出相数量增加。1mm正挤压变形态薄板材基体组织大小、形貌和β-Li相内弥散析出的强化相颗粒数量随着Y含量的提高没有明显变化,但α-Mg相由β-Li相包裹着被拉长并得到一定程度的细化,呈平行于挤压方向的条带状。β-Li相在协调塑性变形的同时发生了动态再结晶,晶界均匀分布着强化相颗粒。无论是铸态还是挤压后1mm的Mg-8Li-4Zn-xY合金薄板,随着Y含量的增加合金得到不同程度的强化,硬度均得到不同程度的提高。     

快速凝固Al-5Zn-2.5Mg-2.5Mn合金的显微组织演化

利用DSC、X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)和能谱分析研究了快速凝固Al 5Zn 2 5Mg 2 5Mn(质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的硬度。DSC曲线有四个放热峰 ,位于 90～ 110℃、2 6 0℃、4 6 0℃和 4 80℃ ,它们分别对应于 η相 (MgZn2 )、T相 (Al2 Mg3Zn3)、Al3Mn相和Al6 Mn相的析出或转变 ,分析结果与XRD和TEM分析一致。研究还表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和Al基固溶体 ,无其它相存在 ;快凝合金经 30 0℃× 1h处理后 ,出现 η和T相 ,此时无Al Mn相出现 ;快凝合金经 5 0 0℃× 1h处理后 ,出现了Al Mn弥散相 ,而 η和T相溶入固溶体 ,Al的点阵常数和合金硬度变化验证了上述显微组织的演化过程。随着Al Mn相的析出或转变 ,合金硬度显著提高     

Microstructural Evolution and Biodegradation Response of Mg-2Zn-0.SNd Alloy During Tensile and Compressive Deformation

The effect of deformation behavior on the in vitro corrosion rate of Mg-2Zn-0.5Nd alloy was investigated experimentally after uniaxial tensile and compressive stress.The microstructure and texture were characterized using electron backscattered diffraction and X-ray diffraction,while potentiodynamic polarization and immersion tests were used to investigate the cor-rosion response after deformation.The result reveals that applied compressive stress has more dominant effect on the corro-sion rate of Mg-2Zn-0.5Nd alloy as compared to tensile stress.Both tensile and compressive strains introduce dislocation slip and deformation twins in the alloy,thereby accelerating the corrosion rate due to the increased stress corrosion related to dislocation slips and deformation twins.The { 10(1)2} tension twinning and prismatic slip were the major contributors to tensile deformation while basal slip,and { 10(1)2} tension twin were obtainable during compressive deformation.The twinning activity after deformation increases with the plastic strain and this correlates with the degradation rate.     

Strain-Compensated Arrhenius-Type Constitutive Model for Flow Behavior of Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu Alloy

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了挤压态Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金的等温压缩试验,获得了温度523~723 K、真应变0.1~0.6和应变速率0.001, 0.01, 0.1和1 s-1下的应力应变试验数据。基于Arrhenius本构模型,采用了含有Zener-Holloman参数的幂指数方程来描述温度和应变速率对流变行为的影响。采用线性回归分析的方法,研究了不同温度和应变速率下,材料常数随应变的变化规律。结果表明：除加工硬化率n外,其他材料常数Q,α,β和lnA3的数值均随着应变数值的增大而呈现出增大趋势;同时拟合出不同试验条件下不同材料常数的应变补偿方程,并借助于调整判定系数进行了应变补偿材料常数方程的拟合优度分析,在此基础上建立了试验合金的应变补偿本构模型。通过对比,分析了不同试验条件下的真实应力-应变曲线和建立模型的预测应力-应变曲线,并以相关系数R和平均绝对误差（AARE）为评价因子研究了考虑应变补偿Arrhenius本构模型的可靠性和适宜性,预测结果与试验结果相比较的R和AARE数值分别为0.995 82和6.66%,表明该模型精度高,可靠性好。     

Temperature-Dependent Flow Behavior and Microstructural Evolution During Compression of As-Cast Mg-7.7Al-0.4Zn

The microstructure and mechanical properties improve substantially by hot working. This aspect in as-cast Mg-7.7Al-0.4Zn (AZ80) alloy is investigated by compression tests over temperature range of 30-439°C and at strain rates of 5 × 10^?2, 10^?2, 5 × 10^?4 and 10^?4 s^?1. The stress exponent (n) and activation energy (Q) were evaluated and analyzed for high-temperature deformation along with the microstructures. Upon deformation to a true strain of 0.80, which corresponds to the pseudo-steady-state condition, n and Q were found to be 5 and 151 kJ/mol, respectively. This suggests the dislocation climb-controlled mechanism for deformation. Prior to attaining the pseudo-steady-state condition, the stress-strain curves of AZ80 Mg alloy exhibit flow hardening followed by flow softening depending on the test temperature and strain rate. The microstructures obtained upon deformation revealed dissolution of Mg₁₇Al₁₂ particles with concurrent grain growth of α-matrix. The parameters like strain rate sensitivity and activation energy were analyzed for describing the microstructure evolution also as a function of strain rate and temperature. This exhibited similar trend as seen for deformation per se. Thus, the mechanisms for deformation and microstructure evolution are suggested to be interdependent.     

Mg-6Zn-1.5Gd-0.4Zr合金的半固态等温热处理组织演变研究

研究了砂型铸造Mg-6Zn-1．5Gd-0．4Zr镁合金在半固态等温热处理过程中的组织演变,研究了等温时间、等温温度对组织形态的影响,并对组织演变机理进行了简单探讨。研究结果表明：540℃等温过程中,晶界处的共晶组织先发生熔解;随着等温时间的加长,α相（Mg）熔化分离,并在等温处理过程中由块状向球状转变;25min时,转变为粒径40-60μm的均匀球状组织;等温时间过长时,球状晶粒发生合并长大;合金等温温度越高,组织的球化进程就越快,异形长大后,晶粒越粗大。     

Constitutive Analysis to Predict High-Temperature Flow Stress in 2099 Al-Li Alloy

采用高温等温压缩试验并利用修正后的流变曲线,研究了2099 Al-Li合金在变形温度为300~500℃,应变速率为0.001~10 s-1,变形量(真应变)为0.7条件下的流变行为。结果表明:可用包含Z参数的双曲正弦形式来表征变形温度和应变速率对2099 Al-Li合金热变形行为的影响;将应变作为影响因素,求解了不同应变量下的材料常数,并构建了考虑应变的本构模型;统计分析结果表明,除了在变形温度为300℃,应变速率为10 s-1之外,该模型能够很好的预测2099 Al-Li合金高温流变行为。     

Influence of the Hot Deformation Conditions on the Texture Evolution in Mg-8Li-5Zn-2Re Alloy

通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射研究了Mg-8Li-5Zn-2Re合金热变形过程中组织和织构的演变。Mg-8Li-5Zn-2Re合金热挤压后,α相平行挤压方向伸长呈变形结构。在热压缩过程中随着温度的升高,α相转变为β相。在热挤压过程中,β相产生了{001}<110>和{110}<110>织构,而α相由于基面滑移出现了{0001}<10ī0>织构。由于压缩条件的变化,晶粒的取向分布发生了很显著的变化。利用XRD结果分析了热压缩实验中不同变形温度和应变速率下织构的演变规律。     

Inconel 617合金高温热变形行为与组织演变

为解决Inconel 617合金的高温加工问题,对锻造Inconel 617合金的高温热变形行为进行了研究。利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Inconel 617合金在900~1200 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1范围内的热塑性行为。推导了该温度和应变速率下的本构方程,得到了该温度范围内的热加工图。用电子背散射衍射研究了合金压缩后的动态再结晶。确定了失稳区的位置,并表明在热变形条件下,确实发生了动态再结晶,获得了细小的晶粒。Inconel 617热处理的最佳温度范围为1075~1175 ℃,该温度范围处于材料的安全区。     

热处理对Mg-8Li-4Zn-3Y合金组织和性能的影响

采用锂盐熔剂保护法熔铸Mg-8Li-4Zn-3Y合金,并对合金进行T4固溶和T6固溶+时效热处理,探讨了热处理对Mg-8Li-4Zn-3Y合金组织及硬度的影响。结果表明,T4固溶后,组织中的强化相减少,α-Mg相晶粒尺寸增大,形貌亦变得不规则,合金的硬度下降;再经过T5时效后,组织中又析出一些强化相颗粒,合金的硬度有一定程度的提高。压缩过程中,Mg-8Li-4Zn-3Y合金试样均呈鼓形后开裂,且均呈45°的剪切断裂。