高应变速率下载荷方向对镁合金力学性能的影响

为了研究高应变速率下AZ31B镁合金动态力学行为各向异性,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对沿挤压方向（ED）、法向（ND）及横向（TD）加工的AZ31B镁合金在应变速率为1.058~2.500s-1范围内进行冲击压缩实验,并采用扫描电镜观察压缩断口形貌.结果表明：高应变速率下AZ31B镁合金沿ED方向和ND方向有明显的应变强化现象,而沿TD方向应力对应变速率不敏感;随应变速率的增加,不同载荷方向屈服强度与最大应力值的差值变化程度有所不同,其中沿ND方向差值变化最大,沿TD方向差值变化最小;通过观察扫描断口形貌发现,在高应变速率下AZ31B镁合金在不同载荷方向下的断裂方式均为解理断裂.     

应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响

为了研究应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响,试验温度为室温、150℃时,对AZ31B变形镁合金进行拉伸试验,并记录抗拉强度和屈服强度,计算延伸率.通过扫描电镜观察拉伸断口形貌,结果表明,随着应变速率的提高,AZ31B变形镁合金的抗拉强度和屈服强度都随之提高,而延伸率却逐渐降低;随着温度的升高,同一应变速率下的抗拉强度和屈服强度降低,而延伸率大幅度升高.通过观察扫描断口形貌发现,合金表现为韧性断裂,且随着应变速率的降低,韧窝逐渐增多.     

温度和应变速率对ZK60镁合金压缩变形行为的影响

在应变量为0.6（ε=0.6）、不同温度（523~723 K）和应变速率（0.001~10 s-1）条件下,利用Gleeble-1500D热模拟试验机,对铸态ZK60镁合金进行热压缩变形行为的研究,分析变形温度和应变速率对ZK60镁合金压缩变形行为的影响规律,即在相同应变速率条件下,随着变形温度的升高,合金的峰值应力降低。在相同温度条件下,随着应变速率的增大,合金的流变应力增大。计算其应变速率敏感指数m值为0.14和表观激活能Q值为226~254 kJ/mol。研究表明,在温度为573~673 K、应变速率为0.001~0.1 s-1时,合金发生动态再结晶。     

挤压态稀土镁合金高温单轴拉伸行为特征研究

使用Instron3382电子拉伸试验机研究了挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金的高温拉伸变形行为,分析并归纳了该合金在温度为250～350℃,应变速率为10~(-2)～10~(-4) s~(-1)条件下的峰值应力随温度和应变速率的变化关系.研究结果表明:温度和应变速率是影响高温变形力学性能的重要因素,随着温度的升高和应变速率的降低,峰值应力减小;随着变形温度的升高,应变速率敏感性增加,应力指数减小,其平均值为6.75;在试验温度范围内,随着温度的升高和应变速率的增加,变形激活能降低,位错的攀移和滑移为塑性变形的主要机制.     

AZ81E镁合金的高温流变应力模型及热加工图研究

在应变速率为0．003—3．0s^-1、温度为340～430℃的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对AZ81E镁合金进行高温热压缩变形特性研究。结果表明：流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小,峰值应力随温度的降低和应变速率的升高向应变较大处转移,进入稳态阶段的临界应变明显增大。结合Arrhenius方程并引入Zener-Hollomon参数,构建AZ81E镁合金的高温流变应力模型,其平均变形激活能为166．15kJ／mol。根据材料动态模型,计算并分析AZ81E镁合金的热加工图。利用热加工图确定热变形的流变失稳区,获得试验参数范围内的热变形过程最佳工艺参数：热加工温度范围为380～420℃,应变速率范围为0．01～0．03S^-1.     

高应变速率下Mg-Gd-Y镁合金动态拉伸性能与失效行为

为了研究Mg-Gd-Y镁合金在高应变速率下的动态拉伸性能及失效机制,采用分离式Hopkinson拉杆(SHTB)装置在室温下且应变速率为1 400~3 000 s-1范围内对其进行了动态拉伸实验,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对动态拉伸后的镁合金试样进行了分析.结果表明,在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金沿ED方向呈现连续屈服现象.应变速率增大后,Mg-Gd-Y镁合金具有正应变速率效应.在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金的断口形貌呈解理断裂特征,镁合金的变形方式为孪生和滑移,且滑移为主要变形方式.     

高应变速率下Mg-Gd-Y镁合金动态

为了研究Mg-Gd-Y镁合金在高应变速率下的动态拉伸性能及失效机制,采用分离式Hopkinson拉杆(SHTB)装置在室温下且应变速率为1 400~3 000 s^-1范围内对其进行了动态拉伸实验,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对动态拉伸后的镁合金试样进行了分析.结果表明,在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金沿ED方向呈现连续屈服现象.应变速率增大后,Mg-Gd-Y镁合金具有正应变速率效应.在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金的断口形貌呈解理断裂特征,镁合金的变形方式为孪生和滑移,且滑移为主要变形方式。     

热轧镁合金AZ31B板材的超塑性变形行为与机制

研究工业态热轧 AZ31B镁合金板材的超塑性及变形机制,在应变温度为 723K,应变速率为 1× 10-3s-1的实验条件下,其最大断裂延伸率达到 216%,应变速率敏感指数达 0.36;研究结果表明:晶界滑动( GBS)是工业态热轧 AZ31B镁合金超塑性的主要变形机制,变形初期有动态再结晶发生,断裂是由晶界处形成的空洞不断长大、连接而引起的.     

热挤压AZ81镁合金的拉伸变形行为

为了确定试验温度和应变速率对热挤压AZ81镁合金拉伸变形行为的影响规律,在不同温度和应变速率下对其进行了拉伸试验,结合透射电镜分析了热 挤压AZ81镁合金的微观组织结构与其拉伸变形行为间的关系.结果表明：在一定的应变速率 和试验温度范围进行拉伸变形时,热挤压AZ81镁合金可发生动态应变时效,其中当应变速率 在5×10^-5～1×10^-4范围时,动态应变时效发生的温度范围为125 ～200℃,而当应变速率为5×10^-4时,动态应变时效发生的温度范围 为150～200℃.在相同应变速率下,随着试验温度的升高,合金中的位错密度增大,位错与溶质原子的交互作用增强.     

挤压态ZK60镁合金棒材的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机对挤压态ZK60镁合金棒材进行热压缩实验,为ZK60镁合金热压缩变形时合理选择参数范围提供理论指导。分析应变速率、变形温度和流变应力之间的关系;构建ZK60镁合金流变应力本构方程;采用金相显微镜观察微观组织演化规律。结果表明:峰值应力随着应变速率的提高和变形温度的降低而增大,且真应力-真应变曲线中表现出动态再结晶的特征;在给定参数下,通过本构方程计算得到ZK60镁合金的变形激活能Q为128.91kJ/mol,应力指数n为4.8519;降低变形温度、提高应变速率有助于减小再结晶晶粒的平均尺寸。     

316LN钢高温塑性及其断口特征

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机,对316LN钢进行温度为950~1200℃,应变速率分别为0.005、0.05、0.5和1s-1的热力模拟试验。借助扫描电镜(SEM)对断口进行观察,研究316LN钢的高温塑性及高温断裂机制。结果表明:316LN钢高温断裂为韧性断裂,随着温度和应变速率的增加,韧窝尺寸增大,深度增加,塑性增加。同时,采用回归方法构建了断裂应变、塑性指标(延伸率和断面收缩率)分别与变形条件(温度和应变速率)的关系模型,应用这些模型可以计算一定条件下316LN钢的断裂应变、延伸率和断面收缩率,对制定316LN钢的锻造工艺有一定的指导作用。     

应用Zener－Hollomon因子探讨Ti－17的高温压缩行为

用热模拟压缩方法测得Ｔｉ－１７合金在温度为８０５～９４５℃、应变速率ε为１０－３～８０ｓ－１、变形程度。在５０％范围内的真应力─应变曲线，研究了不同温度、不同应变速率下的流动应力及组织变化规律。发现：β区变形是以扩散国复型变形机制占主导地位，在高温、低应变速率下易发生连续再结晶；在（α＋β）两相区变形以位错滑移机制为主，低温、高应变速率时发生动态再结晶；近β区是两种机制的综合作用。试验还应用Ｘｉｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ因子确定了发生连续再结晶的临界因子ｌｏｇＺｃ＝４１．２，从而表明连续再结晶与高温回复形成亚结构有关。     

7055铝合金高温压缩变形的流变应力

在Gleeble 1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,研究了7055铝合金在250～450℃温度范围内压缩变形的流变应力变化规律.结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈影响合金的流变应力,流变应力随变形速率的提高而增大;随变形温度的提高而降低.7055铝合金高温变形时的流变应力可用Zener Hollomon参数来描述.     

AZ31B镁合金动态力学行为及变形机制

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的力学行为及变形机制,采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,平均应变速率范围在500~2600s^-1之间,用光学显微镜观察了测试后试样的微观组织变化.结果发现,由于在挤压过程中形成了基面织构,沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶｛1012｝<1120>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低,但在塑性变形的第二阶段,位错滑移参与变形,应变速率硬化效应显著;沿挤压方向拉伸时,压缩孪晶｛1011｝<1120>和非基面滑移是其主要的塑性变形机制,合金屈服强度较高,并表现出轻微的正应变速率效应;由于织构的形成,合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值约为0.32.     

AS41压铸镁合金的低周疲劳行为

为了探索AS41压铸镁合金在室温下的低周疲劳变形与断裂行为,分别对压铸态和固溶处理态的AS41镁合金进行了应变控制疲劳实验,并利用S 3400N型扫描电子显微镜对合金的低周疲劳断口形貌进行了观察与分析.结果表明,在低周疲劳加载条件下,合金均表现为循环应变硬化;合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间分别服从Coffin Manson和Basquin公式;AS41压铸镁合金经固溶处理后的组织比压铸态更均匀,强化相分布更弥散,在相同的外加总应变幅下表现出更高的疲劳寿命.断口形貌观察结果揭示,对于两种加工状态的AS41镁合金,疲劳裂纹均以穿晶方式萌生于试样表面并以穿晶方式扩展.     

等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形行为

为了确定等通道转角挤压对AZ61镁合金塑性变形能力的影响,针对经过二道次和不同路径等通道转角挤压的AZ61镁合金在不同试验温度和应变速率下进行了拉伸试验,并对相应的变形机制进行了分析.结果表明,在200~300℃之间,采用路径A和路径C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率随试验温度的升高而升高,而采用路径B、C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率则随试验温度的升高而降低,其中经过路径B、C等通道转角挤压的AZ61镁合金在200℃时伸长率可达272%,呈现出良好的低温超塑性;等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.     

Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金冲击断裂机理研究

针对冲击载荷下镁合金变形和断裂问题,研究了Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金在-40℃~350℃范围内的冲击性能,给出了冲击断口形貌及其形成机制,并在相同的冲击条件下,选用一种近共晶铝硅合金AC8A进行对比性的冲击试验。研究表明:在-40℃~350℃范围内,Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金冲击韧性随着冲击温度的增加而增大,冲击功值从18.023 5 J/cm2增加到68.088 1 J/cm2。在-40℃~200℃冲击时,试样断口平齐,几乎全部是放射区,断口呈准解理断裂特征;在250℃~300℃冲击时,试样表面出现剪切唇和纤维区,放射区的面积明显减小,断口呈准解理+韧窝断裂特征;温度增加到350℃时,断口表面几乎为剪切唇,无放射区和纤维区,断口呈韧窝断裂特征。AC8A铝合金在-40℃~350℃范围内,冲击韧性随着温度的增加变化很小,断口呈解理断裂特征。Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金的冲击韧性高于AC8A铝合金的冲击韧性。     

热处理对挤压变形AM50镁合金疲劳行为的影响

采用低周疲劳试验研究了固溶处理和时效处理对挤压变形AM50镁合金在疲劳加载条件下的变形行为和疲劳寿命的影响.结果表明，固溶和时效处理均可改变挤压变形AM50镁合金的循环应力响应行为和循环应力-应变行为，并降低挤压变形AM50镁合金的循环应变硬化指数和循环强度系数；在高的外加总应变幅下，固溶和时效处理可以提高挤压变形AM50镁合金的疲劳寿命，但当外加总应变幅较低时，固溶和时效处理则降低挤压变形AM50镁合金的疲劳寿命；固溶处理将抑制挤压变形AM50镁合金在疲劳变形期间发生动态应变时效.     

石墨烯增强铝基复合材料的热变形本构方程研究

采用热模拟实验机对石墨烯增强7075铝合金复合材料进行高温热压缩实验,变形温度为300～450℃、应变速率为0.001～1 s^-1,分析其在不同应变速率及温度条件下的高温流变应力特征,并以实验数据为基础,通过函数拟合确定包含应变、应变速率和温度等变形参数的双曲正弦本构方程。研究结果表明：铝基复合材料热压缩变形时流变应力随应变增加迅速增大,达到峰值应力后略有下降且出现锯齿状波动;给出的双曲正弦本构方程可以较好地描述流变应力与应变、应变速率及温度之间的关系,计算值与实验值吻合良好。     

不同温度下AZ31镁合金绝热剪切变形局域化

为了了解镁合金在不同温度高应变率载荷作用下发生变形局域化的特点,进而揭示镁合金在高速冲击载荷作用下发生绝热剪切的特殊规律,采用分离式Hopkinson压杆对挤压态AZ31镁合金进行了常温及高温的高速冲击压缩试验,而后对不同温度冲击后的试样通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行变形机制的分析.结果表明:常温下试样在受到剪切力后,在剪切区的裂纹周围产生了大量的孪晶;高温下试样的剪切区内产生了明显的绝热剪切带,并且在剪切带周围发现了大量平行的孪晶.在TEM下观察到剪切带内为等轴晶晶粒,在剪切区内发生了动态再结晶过程.