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。     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

热轧及退火对Mg-Zr系阻尼合金组织和性能的影响

研究了热轧及退火对3种Mg-Zr系阻尼合金(Mg-0.6Zr、Mg-0.6Zr-0.4Zn、Mg-0.6Zr-0.4Zn-1.5Cd)组织和性能的影响。结果表明:热轧使晶粒发生明显细化,力学性能获得提高。铸态合金的阻尼性能与应变振幅有关,随着应变振幅的提高而不断提高;经热轧,合金的阻尼性能显著下降,几乎与应变振幅无关;热轧后的退火处理使合金的阻尼性能又有上升,但低于铸态水平。在各种状态下,Mg-0.6Zr-0.4Zn和Mg-0.6Zr-0.4Zn-1.5Cd合金的力学性能明显高于Mg-0.6Zr合金,而铸态时的阻尼性能与Mg-0.6Zr合金的相差不大,但经过热轧及退火之后又有较大差距。Mg-Zr系合金上述阻尼性能的变化可以用Granato-Lücke位错模型来解释。     

Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金动态再结晶临界条件及动力学模型的构建

在300～400℃、0.003～1 s^-1变形条件下，采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金进行热压缩实验。依据加工硬化率曲线拐点特征构建了合金热变形过程中的动态再结晶临界应变模型，并根据临界条件构建了合金的动态再结晶动力学模型，并分析了不同变形条件对合金动态再结晶的影响。结果表明：变形温度和应变速率对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的热变形行为有显著的影响，其流变曲线表现出典型的动态再结晶特征，并且提高变形温度和降低应变速率都将促进动态再结晶的发生；在本实验条件下，Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的加工硬化率曲线均具有拐点特征，得到了合金在变形温度为300～400℃及应变速率为0.003～1 s^-1条件下所对应的临界应变ε_c和峰值应变ε_p,并获得了合金临界应变模型和动态再结晶动力学模型，合金显微组织特征验证了所获得的临界应变模型和动态再结晶模型的准确性。     

轧制对Mg-3Cu-1Mn合金温度阻尼峰的影响(英文)

经过变形量4.7%的单道次室温轧制变形,Mg-3Cu-1Mn合金的一次温度—阻尼谱出现了3个明显的阻尼峰;在二次温度—阻尼谱中,3个阻尼峰均发生变化,特别是第3阻尼峰P3受到抑制,变得非常不明显。对各阻尼峰峰温处淬火样品进行金相、XRD、EBSD等实验,研究轧制对Mg-3Cu-1Mn合金温度—阻尼峰的影响。结果表明:在一次温度—阻尼谱中的P3峰处出现织构增强、孪晶急剧消失的现象;轧制变形后,3个温度—阻尼峰依次为位错阻尼峰、晶界阻尼峰和孪晶引发的再结晶阻尼峰;另外,随着拉伸孪晶的消失,室温轧制态Mg-3Cu-1Mn合金的应变阻尼性能大幅度恢复,高应变下接近均匀化退火态Mg-3Cu-1Mn的应变阻尼性能。这说明拉伸孪晶对Mg-3Cu-1Mn合金应变阻尼性能有不利的影响。     

轧制变形量对Zn-3Cu合金显微组织、力学和耐腐蚀性能的影响

本文以Zn-3Cu合金为研究对象。研究了轧制变形量对Zn-3Cu合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,随着轧制变形量的增加,Zn-3Cu合金基体晶粒细化程度不断加深,合金中的CuZn5相沿着轧制方向不断被拉长并出现部分断裂。Zn-3Cu合金的强度先增后减,塑性不断增强,60%变形量的Zn-3Cu合金具有最高的屈服强度,达到了263.1 ± 4.9 MPa。 随着变形量增加,轧态Zn-3Cu合金的耐腐蚀性能逐渐减弱,铸态Zn-3Cu合金表现优异的耐腐蚀性能。     

粉末冶金法SiC颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能研究

采用粉末冶金法制备了两种不同成分的基体合金及S iC颗粒增强镁基复合材料。采用LMA-1型低频力学弛豫谱仪对基体合金及复合材料的阻尼性能随频率、振幅及温度的变化关系进行了研究。结果表明,Mg-1.01%Zn-0.86%Zr合金的阻尼性能优于Mg-2.51%Zn-0.63%Zr合金的;S iC颗粒的加入使S iCp/Mg-1.01%Zn-0.86%Zr基复合材料的阻尼性能有所提高;基体合金及复合材料的内耗值均随频率的增加先急剧降低,随后趋于平缓;低应变振幅下阻尼性能受应变振幅影响较小,但在较高应变振幅下阻尼随应变振幅的增加而急剧增大;在200℃~250℃及350℃~400℃的温度范围内均出现内耗峰。     

添加Zn、Y对Mg-7Li合金变形行为及应变率效应的影响

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子拉伸试验机等对挤压态Mg-7Li合金及Mg-7Li-3Zn-6Y合金的显微组织和力学行为进行研究。结果表明:Mg-7Li合金及Mg-7Li-3Zn-6Y合金热挤压后均发生了动态再结晶,且Zn、Y的添加使Mg-7Li-3Zn-6Y合金的晶粒显著细化;随着应变率提高,两种合金均表现出应变率强化效应,且添加Zn、Y后合金的强度明显提高、塑性降低,同时,塑性不稳定性得到抑制;两种合金的微观断裂机制均为微孔聚合型断裂与沿晶断裂的混合机制,但添加Zn、Y后合金断口中沿晶断裂的比例明显增大。     

稀土元素Y对Mg-0.6%Zr合金力学性能与阻尼行为的影响

研究了添加微量稀土元素Y对Mg-0．6％Zr合金力学性能与阻尼行为的影响。结果表明，由于Y的固溶强化及细晶强化作用，添加稀土元素Y可提高Mg-0．6％Zr合金的力学性能；同时由于Y在合金基体中的固溶及晶粒细化后晶界数量的增加，使合金的应变振幅无关阻尼略有降低，临界应变振幅显著增大，但应变振幅相关阻尼变化不大。合金的阻尼行为可采用Granato-Lticke位错阻尼理论解释。     

微量Y对Mg-0.6Zr合金阻尼性能和力学性能的影响

采用动态机械分析仪(DMA)及电子式万能试验机研究了微量Y对Mg-0.6Zr合金阻尼行为和力学性能的影响,分析了合金的阻尼特性随应变振幅及温度变化的机制。结果表明,添加微量Y(0.5wt%)后,其细晶强化和固溶强化作用提高了Mg-0.6Zr合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率。同时由于Y的加入,合金晶界数量增多,对位错运动的进一步阻碍作用使合金的应变振幅效应降低,从而降低了其阻尼性能。研究还发现,Mg-0.6Zr合金及Mg-0.6%Zr-0.5%Y分别在65和75℃处出现一个明显的阻尼峰,且当温度分别达到200和250℃时,合金的阻尼性能随温度升高而急剧增加。     

稀土Y元素对铸态镁合金组织与力学性能的影响

采用熔炼工艺制备了Mg-2.0Zn-0.2Ca与Mg-2.0Zn-0.2Ca-2Y合金,研究了两种合金的铸态组织及力学性能。结果表明,Y元素的添加细化了Mg-2.0Zn-0.2C合金的铸态组织。Mg-2.0Zn-0.2Ca合金主要由α-Mg与少量Mg₇Zn₃相组成,添加2wt%的Y后,改变了Zn在Mg基体中的固溶度,降低了其固溶强化效果,同时组织中形成了I相和W相。添加Y元素后,合金的规定塑性延伸强度升高,从41.0 MPa升高到50.6 MPa;伸长率降低,从12.6%降低到4.0%。     

Anisotropy and Deformation Mechanisms of As-Extruded Mg-3Zn-1Y Magnesium Alloy Under High Strain RatesEI北大核心CSCD

As a very important design principle, the dynamic properties of materials attracted extensive attention in resent years and a bunch of works have been done concerning with the materials deformation behaviors under high strain rates. However, the dynamic behaviors of magnesium alloys are not through understood, especially the rare earth based magnesium alloys. In order to investigate the dynamic and anisotropic behavior under high strain rates deformation of as-extruded Mg-3Zn-1Y magnesium alloy, the split Hopkinson pressure bar (SHPB) apparatus was used to testing the true stress-true strain curves under the high strain rates of 1000, 1500 and 2200 s(-1) of as-extruded Mg-3Zn-1Y magnesium alloy. The OM and SEM were used to analysis the micorstructure evolution and fracture surface morphology of the alloy. The true reason behind the anisotropic phenomenon was revealed based on the deformation mechanism of highly basal-textured magnesium alloy. The results demonstrate that the as-extruded Mg-3Zn-1Y magnesium alloy exhibits pronounced anisotropy during compression according to the loading direction. The anisotropy of the as-extruded Mg-3Zn-1Y magnesium alloy are arised from the variety of the deformation mechanisms. When the loading direction is along extrusion direction, the predominant deformation mode changes from extension twinning at a lower strain to prismatic slip at a higher strain. While compressed along extrusion radial direction (ERD), the predominant deformation mode changes from contraction twinning to a coordination of basal and second order pyramidal slip with the increasing of strain.     

复合添加Y和Nd对Mg-Li合金显微组织及室温压缩织构的影响

采用OM,SEM,XRD,EBSD及电子万能试验机,对比研究了Mg-5Li-3Al-2Zn和Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd铸态合金的显微组织、力学性能以及室温单向压缩后的织构演变.研究发现,复合添加Y和Nd 2种稀土元素后,合金中絮丝状AlLi相明显减少,晶粒得到显著细化,平均尺寸在30μm左右.2种合金的塑性表现良好,加入少量稀土的合金室温压缩的变形量可达到27%.复合添加的稀士元素大幅度降低了Mg品格的c/a值,显著弱化了合金的基面织构,激活了锥面滑移系的同时,也使得室温下少见的柱面滑移破激活.     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

低合金化Mg-Zn-Y合金的显微组织与力学性能研究

本文通过常规铸造制备了三种成分的低合金化Mg-Zn-Y (Mg-0.6Zn-0.1Y、Mg-1.3Zn-0.1Y、Mg-2.0Zn-0.1Y，wt.%)，并对其进行低温慢速挤压（140℃，0.1mm/s）。研究结果表明：随Zn含量的增加，挤压前合金的晶粒尺寸逐渐减少。挤压后合金晶粒显著细化，形成弥散的纳米析出相，同时随Zn含量的增加合金的再结晶程度与纳米析出相的数量均增加，基面织构强度则无显著变化。挤压后合金的力学性能得到大幅提升，其中Mg-2.0Zn-0.1Y合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到406.4MPa、424.5MPa、12.2%。随Zn含量增加，Mg-Zn-Y合金的延伸率显著增加，其断口形貌由解理面转变为细小的韧窝，断裂方式由解理断裂转变为韧性断裂。     

挤压态MB350镁合金的高温拉伸变形行为

研究了热挤压态Mg-3Al-3Zn-1Ti-0.6RE镁合金的高温拉伸变形行为和微观组织演变,分析了该合金在温度为623K-723K,应变速率为1x10-4s-1-1x10-2s-1条件下的流变应力随温度和应变速率的变化,归纳了温度、应变速率与流变应力的关系。研究结果表明：温度和应变速率是影响流变应力的主要因素,在变形过程中,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。在本实验条件下,该合金的变形本构方程可用双曲正弦函数 来描述,应力指数n=3.286,激活能Q=238kJ/mol,表明该合金的高温塑性变形机制主要是位错滑移和攀移。     

时效前冷变形对Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金组织及力学性能的影响

对热轧态Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金进行固溶+时效和固溶+冷轧+时效处理,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能力学试验机等研究了各状态合金的微观组织及力学性能。结果表明,冷轧可使饱和Al-Zn固溶体分解,并动态析出Zn相,同时冷轧还促使合金晶粒细化以及位错增殖。人工时效可使合金内析出高密度η′相,而冷轧所导致的高密度位错促进了析出过程并加速了η′相向η相的转变。时效前冷轧可明显优化Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金的力学性能,Al-15Zn-0.5Mg-0.5Sc合金经固溶+冷轧+70 ℃人工时效后,其屈服强度和极限抗拉强度分别为413和462 MPa,其强化机理包括细晶强化、位错强化和析出强化。而120 ℃时效会加速位错湮灭,从而削弱位错强化效果。     

铸态Mg-2Zn-1.5Cu合金组织及力学性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、XRD物相分析以及力学性能测试等手段,研究了Mg-2Zn-1.5Cu(at%)合金的显微组织及力学性能。结果表明:铸态合金存在较为明显的元素偏析,主要的第二相为MgCuZn相;合金的力学性能随着温度的提高而不断降低,塑性变化幅度要明显高于强度,合金的断裂方式也由低温时的沿晶断裂转变为高温时的穿晶断裂;在相同温度下,随着应力的提升,合金的稳态蠕变速率提高,蠕变机制由晶界控制转变为晶界及位错共同控制;在相同的应力下,随着温度的提升,合金的稳态蠕变速率存在数量级的提升,蠕变激活能由130kJ/mol降低到36.4 kJ/mol;在200℃,45 MPa时,出现加速蠕变阶段,发生蠕变断裂,断口存在明显的穿晶断裂特征,基体中有大量的沿基面运动的位错,部分位错发生攀移,MgZnCu相具有减缓蠕变变形的作用。     

超细晶不锈钢/TiC复合材料的电化学腐蚀行为

采用Gleeble-1500热/力模拟试验机进行压缩试验,研究了Mg-6Zn-1Mn合金在变形温度250～450℃、应变速率0.001～10 s-1范围内的流变应力行为,采用Zener-Hollomon参数法构建合金高温塑性变形的本构关系;并以热压缩试验为基础,建立并初步分析了Mg-6Zn-1Mn合金的DMM加工图.结果表明:Mg-6Zn-1Mn合金在热压缩过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的升高而降低;流变应力的预测值与试验值较吻合;建立的加工图表明合金高温变形时存在2个失稳区域,而在温度325～425℃、应变速率0.01～0.365 s-1范围内出现1个非失稳区、功率耗散峰值区,该区域最适合Mg-6Zn-1Mn合金进行热加工.