挤压态镁合金板材复合变形过程中的孪晶组织演变规律

采用扫描电镜(SEM)研究了挤压态镁合金压痕—压平复合变形过程中动态再结晶及孪晶组织演变规律。结果表明:在镁合金压痕—压平复合变形过程中,随着复合变形系数和变形温度的增加,AZ31镁合金的孪晶数量逐渐增多,动态再结晶程度增大,晶粒细化效果明显。动态再结晶的主要形核之处是原始晶粒的晶界处,动态再结晶新晶粒产生于原始晶粒的晶界处,且形状为典型的项链状结构,孪晶界也是动态再结晶的有利形核位置。在压痕-压平复合变形过程中,较低的变形温度和较大的变形程度有利于孪晶组织的形成,且孪晶组织容易出现在大晶粒内部。     

AZ31镁合金变路径压缩过程中解孪晶行为分析

对AZ31镁合金轧制板材进行RD-ND-RD-ND(RD-rolling direction,轧向;ND-normal direction,法向)的变路径压缩实验,研究了变形过程中的力学性能,并采用EBSD技术跟踪了上述变形过程中晶粒取向变化,分析了孪晶变体的启动情况。结果表明,在变路径压缩过程中,依次对应{10 12}拉伸孪晶-{10 12}解孪晶-{10 12}拉伸孪晶-{10 12}解孪晶的微观变形机制。首次解孪晶使屈服强度下降明显,而后续的孪晶和解孪晶过程的屈服强度都增加,且两者差值很小。解孪晶过程中孪晶变体的启动遵循Schmid定律,但出现明显的选择性,解孪晶过程都由t3或t4变体完成。     

压下量对WE43镁合金变形机理和孪生行为的影响（英文）

研究最后一道次压下量对铸态WE43镁合金在480℃直接热轧过程中位错滑移和孪生行为的影响。结果表明,在480℃轧制时柱面滑移始终是主要的滑移模式。另外,不同压下量下激活的孪生类型不同。较小的压下量(2%)下激活的主要是{■}拉伸孪生,而在较大的压下量(12%和20%)下激活的主要是{■}压缩孪生和■二次孪生。Schmid因子计算表明,{■}孪晶变体选择遵循Schmid定律,而{■}孪晶变体选择不遵循Schmid定律。即使单道次压下量达到20%也几乎没有发现动态再结晶晶粒,这可能是因为没有达到动态再结晶所需要的变形量。     

利用取向成像研究镁合金的孪生过程

利用背散射电子衍射取向成像技术,定量分析了具有初始织构的AZ31镁合金平面应变压缩时的孪生过程.结果表明:初始织构为晶粒单胞的c轴平行于轧向时,晶粒内部的{1012}孪生是主要的形变机制,产生(0001)∥轧面的基面织构.随形变量的加大及孪晶的增多,86.3°〈1120〉的孪晶取向关系先急剧增加,然后明显降低.孪晶量与基面取向晶粒的面积百分数对应,而跟孪晶关系出现的多少不相对应.测定了应变量与孪晶量的定量关系,并讨论了可能出现的误差.     

孪晶取向对Au纳米线变形机制影响的模拟

本文采用分子动力学方法,阐明了Au纳米线各力学特性参数随孪晶取向角度的变化规律,以及不同变形机制发生的孪晶取向角度范围。结果表明：在较小孪晶取向角度下(0°<θ<90°),纳米线具有较高的强度,不全位错与孪晶面相互作用引起的应变局域化主导了其塑性变形;在中等孪晶取向角度下(18°≤θ≤75°),退孪生主导了Au纳米线塑性变形,尤其是30°≤θ≤60°时,完全退孪生引发的应变硬化,使得纳米线具有较高塑性;在较大孪晶取向角度下(75°<θ≤90°),纳米线具有较高的强度,但塑性较差,不全位错连续穿越孪晶界引起的位错链主导了Au纳米线塑性变形。     

AZ31B镁合金的低温压缩变形机制

利用Geeble1500热模拟实验机对双辊连续铸轧AZ31B镁板在变形温度为100℃,应变速率为10-3s-1的条件下进行单轴压缩变形,并利用金相显微镜和透射电子显微镜对其微观组织进行观察。结果表明:在上述的条件下变形时,合金中产生大量的孪晶,孪晶与孪晶之间相互交截,在孪晶界及孪晶交截区出现大量的位错,并且有动态再结晶核心及再结晶小晶粒,说明该合金中动态再结晶形核位置主要为孪晶界及孪晶-孪晶交截区。     

时效处理AZ61铸造镁合金中孪晶的形成机理

研究了AZ61铸造镁合金时效处理后组织中大量楔形孪晶的形成机理,并分析了时效处理对合金力学性能的影响.结果表明,时效处理前合金中存在大量的板条状亚结构和晶粒内部适当的Al的摩尔浓度梯度是导致孪晶形成的主要因素,时效处理后合金的屈服强度和抗拉强度分别由铸态的88.79 MPa和189.73 MPa上升至109.18 MPa和250.03MPa,伸长率由6.93%上升至9.40%.合金的强度和韧性均得到改善.     

挤压态AZ31镁合金单向压缩过程中的退孪生行为

用金相法、XRD等技术研究了挤压态AZ31镁合金单向压缩过程中的退孪生行为,并探讨退孪生机理.结果表明,在应变量较低时,拉伸孪晶数量随变形量的增大而增多,而当应变量＞4％时,随着变形量的增大,拉伸孪晶数量反而减少,即产生了退孪生现象.这种特殊的退孪生现象可以通过晶体转动理论解释,即随变形量的增大,基体逐渐转到硬取向,孪晶伴随转动,变形量较大时产生的{1012}拉伸孪晶的受力状态随转动发生改变,在已孪生部分又发生一次{10 12 }拉伸孪生,使原来已孪生部分取向再次与基体相同,即产生了退孪生.     

AZ31镁合金在高周疲劳过程中微观组织和孪晶演变特征

利用扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）技术研究了室温条件下AZ31镁合金在不同加载频率（3和30 Hz）和不同应力幅值（90,95,100,105,110 MPa）疲劳变形后的组织演变规律及断口形貌特征。结果表明：随着加载应力增加,基体内残余孪晶数量增加,残余孪晶主要以拉伸孪晶形式存在。随着应力幅值的增加晶粒逐渐细化,这是由于在循环过程中,拉伸孪晶演变诱导晶粒细化。随着应力幅值的增加,织构强度显著减弱,这与试样疲劳后的再结晶机制有关。通过对试样疲劳断口的分析,发现孪晶片层处容易引起裂纹萌生,随着应力的增加,试样中裂纹扩展区面积逐渐减小,在疲劳裂纹扩展区观察到明显的疲劳辉纹。最终断裂区表面粗糙,主要存在韧窝、撕裂脊以及二次裂纹等形貌。在最终断裂区可观察到韧窝,韧窝尺寸随着循环应力的增加,在较高加载频率下,韧窝的尺寸与数量均减小。     

AZ31镁合金中拉伸孪晶静态再结晶的分析

基于前期工作对压缩孪晶静态再结晶的分析,主要利用XRD和EBSD技术进一步研究AZ31镁合金中拉伸孪晶静态再结晶过程中组织和织构的演变规律,以及再结晶初期新晶粒的取向特征,结果表明:拉伸孪晶不能有效地促进再结晶形核,其细化晶粒的效果不显著,其再结晶速率显著延迟于压缩孪晶;退火过程中并没有生成新的再结晶织构组分,表现为初始基面织构的减弱;新晶粒优先在拉伸孪晶的变体交叉处,或拉伸孪晶与压缩孪晶的交叉处形核,但其取向规律性不强,没有遵循初始拉伸或压缩孪晶内的取向规律,同时还对拉伸与压缩孪晶的再结晶行为进行了比较。     

AZ31镁合金热变形流动应力预测模型

采用近等温单轴压缩实验获得了AZ3l镁合金变形温度为523 723 K,应变速率为0.01—10 s^-1条件下的流动应力,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响规律.结果表明,AZ31镁合金变形过程中发生了动态再结晶,523 K时形成细小组织;而723 K时动态再结晶和长大的晶粒沿径向拉长.考虑实验过程塑性变形功和摩擦功引起的温度升高,在高应变速率条件下采用温度补偿修正了流动应力.在此基础上,建立了基于双曲正弦模型的峰值流动应力和统一本构关系,该模型利用材料参数耦合应变来描述流动应力的应变敏感性,进一步获得了合金热变形过程中流动应力与变形温度、应变速率和应变的定量关系.采用该本构关系模型预测流动应力具有较高的精度,预测值与实测值相关系数为0.976,平均相对误差为5.07%,实验条件范围内预测的流动应力与实验值几乎能保持一致.     

AZ31镁合金单轴压缩中孪生行为研究

本文采用EBSD技术研究了室温下AZ31镁合金单轴压缩实验中不均匀变形对孪生行为的影响.死区、易变形区、自由变形区处孪生分数统计结果表明,当应变小于8%时,3处孪生分数不相等,应变增加到8%时,3处孪生分数均达到90%左右,孪生基本完全,不均匀变形在低应变下对3处孪生分数影响很大,而在高应变下影响很小.对2%应变下3处孪生变体选择机制进行分析,发现80%以上开动的孪生变体都是对应第一大和第二大Schmid因子变体,表明3处孪生变体激活均满足Schmid定律.由于应力状态不同,自由变形区同时开动两个变体的晶粒百分数大于死区和易变形区.     

单轴拉伸与压缩加载下AZ31镁合金单晶的各向异性塑性行为(英文)

为研究HCP结构单晶在塑性变形中的变形孪晶和塑性各向异性,采用基于晶体塑性本构理论的有限单元法,建立包含滑移与孪生变形机制的晶体塑性本构关系,发展了以应力作为自变量的牛顿-拉普森迭代方法,通过已有文献的试验数据验证模型的有效性,并利用此模型模拟AZ31单晶体在4种(即沿〈2110〉,〈0110〉,〈0001〉和〈0111〉方向)拉伸与压缩变形路径下的塑性变形行为,并获得了相应加载路径下的应力-应变关系曲线。数值计算结果表明,在不同加载路径下该模型可用于预测滑移系或孪生系的活动情况,以及描述孪生变体的活动数量、主要孪生变体和孪生交叉类型。由于机械孪晶具有的极性性质及其在材料非弹性变形中的重要作用,单晶材料表现出显著的各向异性与非对称性。     

AZ31镁合金板材低温双向反复弯曲变形及退火过程的组织演化

对AZ31镁合金热轧板材在423 K进行了双向反复弯曲变形及523 K退火处理,利用OM及SEM/EBSD技术研究了该工艺过程中的组织和织构演化规律.结果表明,孪生为其主要的变形机制,随着变形道次的增加,靠近表面的晶粒中不断地累积孪生变形,并最终被高密度的孪晶分割细化;而中部组织变化不大,仅有少量孪晶产生;样品趋向于形...     

样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响

利用EBSD技术研究了样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响.采用了沿板材法向切取的试样(0°试样)和沿板材横向切取的试样(90°试样)2种取向的样品,在150℃进行15%单轴压缩变形,然后在275℃保温不同时间进行退火实验.结果表明,0°试样15%单轴压缩变形内的变形机制以滑移为主;90°试样15%单轴压缩变形内的变形机制先以拉伸孪生为主,然后以滑移为主;由于变形机制的差异,相同压缩应变下90°试样比0°试样形变储存能要小.与0°试样相比,90°试样相同退火参数下静态再结晶开始及结束时间都被推迟.随着再结晶过程的进行,90°试样和0°试样2°—4°小角晶界含量均降低,均在30°取向差角处产生峰值;绝大多数再结晶晶粒优先在原始晶界处形核,少数再结晶晶粒在拉伸孪晶内部形核.     

镁合金热变形下变形带的形貌和晶体学特征

对不同温度单向压缩下AZ31镁合金不均匀形变组织的形貌和晶体学特征进行了研究.结果显示:形变组织具有很强的温度和应变敏感性;250℃时,晶粒内在变形初期出现大量的{1012}拉伸孪晶和少数{1011}压缩孪晶,随着应变量的加大,拉伸孪晶因相同取向孪晶的合并而急剧减少,而压缩孪晶明显变粗,数量也有所增加;300℃以上时,非基面滑移被激活后,出现了与压缩轴基本垂直的扭折带,其晶体学方向垂直于(0001)基面,扭折带两侧的主滑移系都为(0001)基面滑移,变形初期扭折带界面取向差为2°—6°,随着变形量的增加,扭折带密度加大;温度升高至400℃时,扭折界面发生明显的弯曲.对扭折带和其他变形带的特征进行了对比考察.     

AZ21镁合金降温多向压缩过程中的组织和微观织构演化

对AZ21镁合金进行了降温多向压缩变形,利用OM及SEM/EBSD技术观察和分析了其显微组织和微观织构的演化.结果表明,随着变形道次的增加,晶粒尺寸迅速减小,经4道次的变形晶粒可细化至0.8μm.高温变形时生成的相互交叉的扭折带可将原始晶粒有效地分割而细化.673 K第1道次变形至ε=1.2时,几乎所有的晶粒都发生了90°的转动,基面由变形前平行于压缩方向转至与压缩方向垂直,基面织构强度先减小后增大;第2道次变形时,织构变化与第1道次基本一样,表现为与变形温度无关,仅取决于变形程度.第2道次变形后织构强度低于第1道次,变形道次的增加可以弱化织构.     

AZ80镁合金多向锻造变形过程中晶粒取向的演变

用XRD图定性分析了多向锻造变形下AZ80镁合金择优取向的变化.除第4道次外,其余前9道次锻压面均出现明显的基面择优取向,10道次后材料开始呈现随机取向分布.变形温度和变形方式对材料晶粒取向影响较大,适当降低变形温度和采用单向变形方式均能促使锻压面形成强烈的基面择优取向,而道次压下量在本实验中对晶粒取向影响不大.     

初始取向对AZ31镁合金微观织构演化的影响

将从挤压棒材中截取的长轴与挤压方向分别成0°,45°和90°的AZ31镁合金长方体试样在中、高温度(523-723 K)下沿长轴方向压缩变形,利用OM和SEM/EBSD技术观察和分析了初始取向对其微观织构演化的影响.结果表明,随着变形温度的降低,初始取向对变形行为的影响显著增加,在523 K时,长轴平行挤压方向的0°试...