AZ31B镁合金挤压材料的力学性能与本构分析

通过单向拉伸与压缩试验,研究AZ31B镁合金挤压材料的力学性能,并建立相应的本构模型。结果表明：室温下AZ31B镁合金挤压材料的宏观力学性能存在显著的各向异性和拉压非对称屈服的现象,且在塑性流动过程中,屈服面的演化也呈现出各向异性的特点,即畸变硬化特性。基于系统的试验结果,结合考虑了各向异性和拉压非对称性的CPB06屈服面函数,采用解析函数形式的本构参数来描述畸变硬化特性,建立了一种唯象的镁合金材料塑性流动本构模型。通过用户材料子程序VUMAT,将本构模型应用于缺口试件拉伸的有限元模拟中,计算结果与试验结果吻合较好,证实了本构模型的适用性。     

基于平面应变压缩的AZ80镁合金本构模型研究

基于平面应变压缩实验,在温度为623和673 K、应变速率为0.0003、0.03、0.05和0.1s-1条件下对AZ80镁合金的高温应力应变变化规律进行热模拟研究,建立了应变补偿的Arrhenius本构模型和基于蠕变方程的少参数本构模型.当应变速率为0.03～0.1 s-1时,两种模型流变应力预测值和实验值的平均相对...     

挤压态镁合金流变行为及本构模型研究

通过Gleeble热模拟机,在变形温度250~500℃、应变速率0.005~5 s-1下对挤压态镁合金进行热压缩实验,得到应力-应变曲线,基于加工硬化与软化机制,分析了温度和应变速率对流变曲线及峰值应力的影响。其次,考虑变形中温升,在高应变速率下采用温度补偿修正流变应力。最后,运用双曲正弦模型构建不同流变应力范围的本构模型,得到流变应力与温度、应变速率和应变的定量关系。将模型预测应力值与实验值进行对比。结果表明:实验值与预测值的相关性系数为0.984,平均相对误差绝对值为3.87%,说明所建立的本构模型能够准确预测成形过程中不同变形量下镁合金的流变应力值。     

形状记忆合金的细观力学本构模型

定义了一个能反映形状记忆合金超弹性和形状记忆效应的概念：形状记忆因子．利用相变过程中自由能与马氏体体积分数之间的微分关系,推导了形状记忆因子演化方程．从细观力学角度建立了一个考虑马氏体择优取向过程的形状记忆合金三维本构模型．与功能相同的现有模型相比,该模型具有更简单的数学表述和清晰的物理意义．     

基于滑移与孪生镁合金晶体塑性本构模型及微结构关联分析

为了揭示镁合金晶体微结构与孪生变形之间的关联性,采用伪滑移模式描述孪生变形,建立包含滑移与孪生变形机制的晶体塑性本构关系,推导以剪切应变率作为自变量的本构方程牛顿-拉普森迭代式。采用基于体素方法建立的多晶三维微结构有限元模型,对挤压镁合金材料沿挤压方向加载的单轴拉伸和压缩变形行为进行模拟。模拟结果表明,单轴加载下模拟与试验的材料宏观硬化行为基本吻合,及压缩变形的模拟织构演化与试验织构演化也基本趋同。对多晶体内基本物理量的统计分析表明,该模型能够展现多晶内的应力应变、孪晶体分数在空间的不均匀分布特性,而孪晶体分数分布与晶粒尺寸、晶界位向角及晶界倾角等微结构之间缺乏确切的关联性,表明非均匀微结构所导致的独特应力非均匀状态并不是出现孪生变形与微结构强关联性的原因。     

AZ80镁合金热变形本构模型及动态再结晶行为研究

基于AZ80镁合金高温热压缩成形试验,对合金热变形本构模型及动态再结晶行为进行了研究。采用双曲正弦模型回归分析变形温度和应变速率对AZ80镁合金热变形流动应力的影响,建立了AZ80合金高温塑性变形的本构模型;定量分析了镁合金发生动态再结晶的临界条件与变形参数之间的函数关系,基于Avrami方程建立了AZ80镁合金动态再结晶动力学模型。     

基于管材挤压实验的ZK60镁合金本构关系模型

根据管材挤压实验建立了适合于ZK60镁合金管材挤压变形时的材料本构关系模型。对ZK60镁合金进行了管材热挤压实验研究。根据管材热挤压实验数据以及Arrhenius型材料本构模型,确定了适合于ZK60镁合金管材挤压变形时的材料本构关系模型,该本构关系模型的计算相对误差小于9.2%,本文确定的本构关系模型的适用温度范围为270~330℃,应变速率范围为1.29~5.15s-1。     

AZ31镁合金高温变形行为及本构模型

采用Gleeble-3500热模拟实验机,对AZ31镁合金在变形温度为523～723 K、应变速率为0.01～10.00 s-1、最大变形程度为60%的条件下进行热压缩实验.结果表明,流变应力随应变的增加而显著增大,到达峰值后逐渐降低并趋于稳态,变形呈明显的动态再结晶特征.变形温度和应变速率对流变应力影响显著,本文采用包含Arrheniues项的本构方程来描述AZ31镁合金的高温变形行为.     

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。     

形状记忆合金的剪切本构模型

利用形状记忆因子的概念,建立了用于描述纯剪切状态下形状记忆合金(SMA)相变行为的形状记忆演化方程.在假设SMA为各向同性材料和利用三维细观力学本构方程的前提下,推导了纯剪切状态下SMA的力学本构方程.所建立的形状记忆演化方程和力学本构方程中的材料常数均可以通过宏观实验来测定,便于工程实际中的应用.数值计算结果表明,所建立的形状记忆演化方程能正确地描述纯剪切状态下SMA发生在奥氏体、孪晶马氏体和非孪晶马氏体间的相变行为,力学本构方程可再现形状记忆效应和超弹性的热力学过程.     

Constitutive model for casting magnesium alloy involving spherical void evolution

Casting magnesium alloys are highly heterogeneous materials inevitably containing numerous voids.These voids will evolve during material deformation and markedly affect material behaviors,so it is important to investigate the equation of the void evolution and the constitutive relation involving the void evolution.By assuming the voids in casting magnesium alloys were spherical,the growth equation of the voids was obtained from the incompressibility and continuity conditions of material matrix. Through c...     

镁合金熔模精密铸造技术研究现状

概述了镁合金材料的基本特性及性能、镁合金的分类,介绍了镁合金的成形工艺研究现状,着重对镁合金熔模精密铸造技术进行了论述,对其存在的问题进行了讨论,并展望了其发展前景。     

Constitutive description for casting magnesium alloy involving void evolution

In order to investigate the effect of microvoids on the mechanical behavior of casting magnesium alloy, a spherical void-cell model of the material was presented. The velocity and strain fields of the model were obtained from the assumption that the material matrix is homogeneous and incompressible. The hardening and softening functions, which respectively reflect the deformation-hardening and void-softening behaviors of the material, were presented and introduced to an endochronic constitutive equation for describing the mechanical behavior of the material including microvoids. The corresponding numerical algorithm and finite element procedure were developed and applied to the analyses of the elastoplastic response and the porosity of casting magnesium alloy ZL102. The computed results show satisfactory agreement with experimental data.     

Nonclassical constitutive model involving void evolution of casting magnesium alloy

The void evolution equation and the elastoplastic constitutive model of casting magnesium alloy were investigated. The void evolution equation consists of the void growth and the void nucleation equations. The void growth equation was obtained based on the continuous supposition of the material matrix, and the void nucleation equation was derived by assuming that the void nucleation follows a normal distribution. A softening function related to the void evolution was given. After the softening function was embedded to a nonclassical elastoplastic constitutive equation, a constitutive model involving void evolution was obtained. The numerical algorithm and the finite element procedure related to the constitutive model were developed and applied to the analysis of the distributions of the stress and the porosity of the notched cylindrical specimens of casting magnesium alloy ZL305. The computed results show satisfactory agreement with the experimental data.     

镁合金压铸的亮点与盲点

综述了镁合金压铸件在汽车工业中的应用现状,并对目前镁合金压铸存在的问题,解决办法和未来应用进行了分析和预测.     

镁合金反重力铸造的发展

镁合金密度小、粘度低、流动性好,很适合于反重力铸造.阐述了先进的镁合金反重力铸造技术及其特点和不足,指出了将来的发展方向.     

半固态镁合金铸轧试验研究

自行研究开发了一套半固态铸轧试验设备,利用该设备可以获得半固态浆料,并进行半固态铸轧成形。试验研究了AZ91D镁合金半固态铸轧成形过程,观察了样品的微观组织形貌。结果表明,镁合金半固态铸轧可以改善镁合金高温铸造的安全防护和镁合金变形困难需要较大变形力的现状。     

铸造镁合金的应用和技术进展

近年来,国际上主要金属材料的应用发展趋势发生了显著变化,钢铁、铜、铅、锌等传统材料的应用增长缓慢,而以镁合金为代表的轻金属材料异军突起,镁合金得到了广泛的研究和应用,本文介绍了铸造镁合金应用领域,分析了铸造镁合金的生产技术进展,并讨论了我国铸造镁合金产业发展的一些基本情况.     

AZ31镁合金薄带直接铸轧新工艺

本文研究了AZ31镁合金薄带铸轧工艺过程。对铸轧状态AZ31镁合金显微组织进行分析。结果表明，利用薄带直接铸轧新工艺可消除偏析，极大的细化晶粒。并研究了组织形成机理。将镁合金薄带在240～300％进行热轧，最大压下率达到了50％。     

挤压铸造AZ81镁合金均匀化热处理工艺研究

为改善挤压铸造AZ81镁合金组织的不均匀性,对铸态试样进行均匀化热处理。采用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜对AZ81镁合金的组织与性能进行分析。结果表明:经400℃、8h均匀化处理后,AZ81合金有效地消除了枝晶偏析,改善了材料的组织状态;合金硬度由HRE73.72下降到HRE57.68,屈服强度由130MPa增加到138MPa,抗拉强度由226MPa增加到258MPa,伸长率则由7.6%增加到13.6%;试样的室温拉伸断口均为准解理断裂,经均匀化处理后断裂方式由沿晶界的脆性断裂转变为韧性穿晶断裂。