Mg-2.5Nd-1.0Zn-0.5Zr合金热变形行为及微观组织研究

本文采用Gleeble-1500B热模拟试验机研究了铸造 Mg-2.5Nd-1.0Zn-0.5Zr稀土镁合金在变形温度为200~400℃、应变速率为0.001~0.1 s?1,变形程度为30%条件下的高温压缩变形行为,分析了实验合金在高温变形过程中应力与应变速率和变形温度之间的关系。结果表明,Mg-2.5Nd-1.0Zn-0.5Zr镁合金热变形时,变形温度和应变速率是影响合金热变形性能的重要因素。应变速率越低,温度越高时更容易发生再结晶。提高变形温度和变形量、降低应变速率,均使动态再结晶程度增加,晶粒尺寸加大。     

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。     

Mg-6Zn-1Mn镁合金的热压缩变形行为及加工图

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。     

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.     

Mg-2.5Nd-1.0Zn-0.5Zr合金的热变形行为及微观组织

本文采用Gleeble-1500B热模拟试验机研究了铸造Mg-2.5Nd-1.0Zn-0.5Zr稀土镁合金在变形温度为200~400℃、应变速率为0.001~0.1 s~(-1),变形程度为30%条件下的高温压缩变形行为,分析了实验合金在高温变形过程中应力与应变速率和变形温度之间的关系。结果表明,Mg-2.5Nd-1.0Zn-0.5Zr镁合金热变形时,变形温度和应变速率是影响合金热变形性能的重要因素。应变速率越低,温度越高时更容易发生再结晶。提高变形温度和变形量、降低应变速率,均使动态再结晶程度增加,晶粒尺寸加大。     

Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的热变形行为及加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究Mg-5Sn-2.5Pb镁合金在变形温度250~450℃、应变速率为0.001~10 s~(-1)条件下的热压缩变形行为,并基于动态材料模型(DMM)建立了Mg-5Sn-2.5Pb镁合金在应变为0.6时的热加工图。结果表明,Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的高温流变应力对应变速率和温度的变化敏感,随变形温度的降低和应变速率的增大而增大;Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的最佳加工区域:变形温度为375~450℃、应变速率为0.01~0.3 s~(-1)。在此区域Mg-5Sn-2.5Pb镁合金的显微组织为动态再结晶组织。     

ZX115镁合金热压缩过程的本构分析及有限元模拟

在应变速率为1×10-3~1 s-1、温度为300~450℃条件下,采用Gleeble-3500型热模拟机对Mg-1.3Zn-1.7Ca(质量分数,%)镁合金(ZX115)进行单轴热压缩实验;通过分析ZX115镁合金的真应力-真应变曲线,探讨变形温度和应变速率对其流变曲线中峰值应力、峰值应变及Zener-Hollomom参数的影响,建立描述该合金高温压缩变形的本构方程。将本构方程应用于有限元分析软件DEFORM 3D中,并对ZX115镁合金热压缩过程进行数值模拟,利用后处理程序,分析工件内部的应变速率场、应变场和温度场变化。研究表明:温度越高或应变速率越低时,流变曲线所达到的峰值应力越小,而在相同的应变速率下,峰值应变也随着变形温度的升高而明显减小;ZX115合金热压缩过程具有明显的变形不均匀性,为了合理控制变形后的再结晶晶粒尺寸,可适当降低形变温度和应变速率。     

Hot Deformation Behavior and Microstructure of AZ31-1Sm Alloy Compression at Elevated Temperatures

在单向压缩热模拟试验机上对AZ31-1Sm合金在变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的热变形行为和微观组织进行研究。结果表明:AZ31-1Sm镁合金在热压缩变形时,流变应力随着应变速率的增大和变形温度的降低而增大;该合金的热压缩流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,在本实验条件下,AZ31-1Sm镁合金热热变形激活能Q为160.8 k J/mol。AZ31-1Sm易发生动态再结晶,在高变形温度和低应变速率条件下动态再结晶趋势明显,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加和应变速率的降低而增大。     

AZ31-1Sm镁合金高温压缩热变形行为和微观组织研究(英文)

在单向压缩热模拟试验机上对AZ31-1Sm合金在变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的热变形行为和微观组织进行研究。结果表明:AZ31-1Sm镁合金在热压缩变形时,流变应力随着应变速率的增大和变形温度的降低而增大;该合金的热压缩流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,在本实验条件下,AZ31-1Sm镁合金热热变形激活能Q为160.8 k J/mol。AZ31-1Sm易发生动态再结晶,在高变形温度和低应变速率条件下动态再结晶趋势明显,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加和应变速率的降低而增大。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金热压缩行为及晶粒尺寸的研究

采用Gleeble-3500热压缩实验机对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金在温度360～480℃、应变速率0.001～1 s-1、最大变形程度为60%的条件下进行高温压缩实验研究。分析了应变速率和变形温度对该合金在高温变形时流变应力的影响,引入温度补偿应变速率因子Z构建合金高温流变应力的本构方程;研究了合金在不同压缩条件下的组织变化及动态再结晶晶粒尺寸,为后续有限元组织模拟提供了实验依据。结果表明:该合金的真应力-真应变曲线具有动态再结晶曲线的特征。动态再结晶的再结晶晶粒尺寸随温度的降低、应变速率的增大而减小;而且峰值应力也随再结晶晶粒尺寸的减小而增大。     

Mg-4Al-0.29Mn-0.97Gd合金的热压缩变形行为

利用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-4Al-0.29Mn-0.97Gd镁合金在应变速率为0.1~5.0s-1、变形温度为200~400℃的试验条件下进行热压缩变形行为进行了研究。结果表明,该合金热压缩时发生了动态再结晶;试样边缘部分的变形机制主要为孪晶,而试样中部的变形机制主要为再结晶;变形温度和应变速率综合影响镁合金的热压缩变形过程。     

Mg-5.6Zn-0.7Zr-0.8Nd合金高温塑性变形的热/力模拟研究

采用Gleebe-1500热／力模拟机研究了Mg-5．6Zn-0．7Zr-0．8Nd合金在应变速率为0．1，0．01和0．002s^-^3、变形温度为373—673K,最大变形程度60％条件下的高温塑性变形行为．分析了合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系，计算了高温变形时变形激活能和应力指数，并观察了合金变形过程中显微组织变化情况．结果表明：Mg-5．6Zn-0．7Zr-0．8Nd合金在热变形过程中不同温度下流变应力呈现不同形式，分析可知加工硬化、动态回复和动态再结晶在不同温度和不同应变速率下各自起到了重要的作用，合金变形激活能随应变速率增加而升高．在473K温度以上变形，合金发生明显动态再结晶且动态再结晶晶粒非常细小，晶粒尺寸为5—10μm，从而可明显提高合金的塑性．     

Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr耐热镁合金热变形行为

采用Gleeble-1500D型热模拟试验机,在变形温度为623~773 K、应变速率为0.002~1 s~(-1)、最大变形程度为50%条件下,研究Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr耐热镁合金的热压缩变形行为。分析合金在不同变形条件下流变应力的变化规律,并观察合金变形过程中显微组织的变化,建立具有双曲正弦关系的流变应力本构方程。结果表明:该合金的流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;而且合金在773 K热压缩变形时发生完全动态再结晶,整个组织呈现为均匀细小的等轴晶,有细小颗粒状第二相在动态再结晶的晶界分布;计算出了合金的热变形激活能为235.958 k J/mol;合金适合的热加工温度为723~773 K。     

铸态Mg-8Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn镁合金的热变形行为和热加工图（英文）

采用热压缩实验研究Mg-8Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn镁合金在温度为200~350°C、应变速率为0.001~1 s-1条件下的热变形行为。结果表明,流变应力随着应变速率的增加而明显增大,随着变形温度的升高而减小。同时,采用回归分析的方法建立预测合金流变应力的模型,该模型与实验结果能较好地吻合。以动态材料模型为基础建立合金的热加工图,从加工图中可以看出,随着应变的增大,合金的非稳态区域变大,合金在高温和低应变速率下具有良好的加工性。     

AZ91镁合金的热变形特征及组织演变

采用Gleeble-1500热模拟机对AZ91镁合金进行了高温压缩变形实验,分析了该合金在变形温度为250~400℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下流变应力及组织演变规律。结果表明:合金的热变形过程均表现出明显的动态再结晶特征,其流变应力及组织均受变形温度和应变速率的因素影响显著;流变应力随变形温度的升高、应变速率的减小而降低,而再结晶晶粒尺寸则随之增大,且再结晶程度进行越为充分,其再结晶晶粒大小基本随Z参数自然对数值的增大而呈指数递减规律。     

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Al-5.5Zn-1.5Mg-0.2Sc-0.1Zr铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～10s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程和加工图,采用电子背散射衍射(EBSD)分析变形过程中合金的组织特征.结果表明流变应力随变形温度的升高而降低;当应变速率ε=10s-1,变形温度为300～500℃时,合金发生了动态再结晶.Al-5.5Zn-1.5Mg-0.2Sc-0.1Zr合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述.在热变形过程中,随着真应变增加,合金的变形失稳区域增大.该合金适宜的变形条件如下变形温度300～360℃、应变速率0.01～0.32s-1,或变形温度380～500℃、应变速率0.56～10s-1.     

Mg-9Y-3Zn-0-5Zr合金的热变形行为

用Gleeble-1500热／力模拟机研究Mg-9Y-3Zn-0、5Zr镁合金在应变速率为0.001～0.1／s,变形温度为543～743K下的热变形行为,分析实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及温度之间的关系,计算变形激活能和应力指数,并讨论热压缩过程中的组织变化。结果表明：在同一变形温度下,实验合金的真应力水平随应变速率的增加而增加,随温度的提高而降低且表现出明显的再结晶特征。当变形温度在643～693K时,激活能变化不大;当温度大于693K时,激活能随温度升高而增大。当温度达到693K时,合金发生了完全再结晶。Mg-9Y-3Zn-0．5Zr合金在693K挤压后的抗拉强度为340．0MPa,伸长率为16．2％;该合金在时效后的抗拉强度为396．4MPa,伸长率为6％,时效抗拉强度明显上升。     

Mg-6Zn-1Mn镁合金热压缩流变行为及动态再结晶

采用Gleeble-1500热压缩模拟试验机对Mg-6Zn-1Mn合金进行压缩实验,研究了该合金其在变形温度250 ～400℃、应变速率0.01 ～10 s-1范围内的流变应力及动态再结晶行为.通过计算加工硬化速率θ得到合金发生动态再结晶的临界应力σc和临界应变εc,并且建立临界值与峰值应力σp、峰值应变εp之间的定量关系,用截线法测量合金压缩后的平均晶粒尺寸.结果表明:Mg-6Zn-1Mn镁合金在高温下塑性变形的热本构方程为:ε·exp(22919/T) =2.77·σ8.19;合金发生动态再结晶的临界应变随着应变速率的增加而升高,随变形温度的增加而降低,发生动态再结晶的临界条件为:ε＞εc=6.648×10-3Z0.06149;各特征变量之间存在如下关系:σc=0.7295σp、εc=0.2639εp;动态再结晶的平均晶粒尺寸dave随温度的升高、应变速率的减小而增大,与Zener-Hollomon参数之间的关系为:dave=2.11×103·Z-0.1378.     

挤压态ZK60镁合金的热压缩变形行为

为了研究挤压态ZK60镁合金的热变形行为,利用Gleebe-3500热模拟机在变形温度为523~723 K、应变速率为0.01~10 s~(-1)的条件下对挤压态ZK60合金进行了热压缩变形试验。通过真应力-真应变曲线分析了挤压态ZK60合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,通过引入Z参数建立了挤压态ZK60合金的流变应力本构方程,并观察了其在热压缩过程中的显微组织变化。结果表明:挤压态ZK60合金的真应力-真应变曲线属于动态再结晶型,并且合金的流变应力在高变形温度或低应变速率条件下较低。在变形温度降低或应变速率升高时,动态再结晶晶粒变小,但动态再结晶进行的不充分,再结晶晶粒分布不均匀。通过本构方程计算出挤压态ZK60镁合金的变形激活能Q=122.884 k J/mol,应力指数n=5.096。     

Mg-Zn-Zr-Ce合金高温变形行为与热加工性能研究

采用Gleeble 3800热模拟机对Mg-6Zn-0.5Zr-0.5Ce镁合金进行了高温压缩变形实验,分析了该合金在变形温度为523—673 K,应变速率为0.001—1.0 s^-1条件下的流变应力变化规律.结果表明,变形温度和应变速率对流变应力具有显著影响,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;在较高变形温度和较小变形速率下,流变应力随真应变的增加至峰值后即呈稳态流变特征.采用双曲正弦函数拟合曲线.确定了该合金的变形表观激活能为145.76 kJ/mol;建立了可用于描述该镁合金的流变应力的单隐层前馈误差反向传播人工神经网络模型.利用动态材料模型构建了热加工图,结合组织观察认为,该合金在648—673 K,应变速率为0.1 1.0 s^-1条件下发生动态再结晶;而同样应变速率下,温度低于573 K时材料在变形过程中由于机械孪生导致开裂.由交滑移所产生的机械回复位错控制着界面的形成,且动态再结晶模型表明该合金再结晶主要受界面迁移所控制.