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.     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

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.     

Cl^-浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

研究了AZ31镁合金在不同Cl^-浓度和pH值的NaCI溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述。并对其腐蚀机理进行了探讨。经NaCl溶液腐蚀的AZ31镁合金呈现出明显的点蚀特征。随着Cl^-浓度的增大,金属的阳极溶解和局部腐蚀加剧,AZ31镁合金的腐蚀速率也急剧增加,腐蚀程度加重。同时,溶液pH值的增大有利于AZ31铁合金表面形成更稳定的Mg（OH）2钝化膜。于是,随着溶液pH值从7增大到12,AZ31镁合金的腐蚀速率减小,耐腐蚀性能增强。     

等通道转角挤压AZ81镁合金超塑性变形行为

等通道转角挤压是细化晶粒、提高镁合金性能的一种有效途径，研究等通道转角挤压AZ81镁合金的超塑性行为对其工程应用具有重要的意义.为此，采用路径A对AZ81镁合金进行了2道次等通道转角挤压，并通过超塑拉伸试验研究了等通道转角挤压AZ81合金在200～300 ℃温度范围内的超塑性变形行为.结果表明，在250 ℃下，当应变速率为1×10^-3 s^-1时，等通道转角挤压AZ81合金的伸长率达到了731%，表现出了相当好的低温超塑性.此外，塑性流变激活能的计算结果和超塑拉伸试样的表面形貌观察揭示，等通道转角挤压AZ81合金的超塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.     

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.     

异步轧制对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

主要研究了异步轧制对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响,以探讨提高AZ31镁合金板材塑性变形能力的途径。结果表明,由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的要大,其动态再结晶进行的比较完全,因此异步轧制有利于AZ31镁合金板材晶粒的细化与均匀化;并且改变异步轧制的工艺条件,能够在一定程度上改善镁合金板材中的金相显微组织和板材中的{0001}基面织构取向,使织构得到软化,显著提高AZ31镁合金板材的伸长率,轧向和横向都大约提高了33%,这说明异步轧制可以提高镁合金的塑性变形能力以及二次成形性能。     

磁场电流对AZ31镁合金组织与性能的影响

为了改善AZ31镁合金的综合性能并提高其利用价值,通过在AZ31镁合金整个凝固过程施加旋转磁场制备镁合金管坯.通过改变磁场电流对磁场与自然凝固条件下获得的AZ31镁合金铸锭的微观组织及力学性能进行了观察与测试,研究了磁场电流对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着磁场电流的增大,合金晶粒逐渐细化,晶粒内部出现较多的孪晶,且β-Mg17Al12相逐渐减少并细化.磁场电流越大,AZ31镁合金的力学性能越好.当磁场电流为150 A时,AZ31镁合金的抗拉强度为194 MPa,屈服强度为98 MPa,伸长率为14. 8%,与自然凝固状态相比分别提高了23. 6%、32. 4%和57. 4%.     

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.     

高温高应变率下AM60B镁合金力学性能及失效行为

为了研究镁合金在高温、高应变速率下的变形行为及失效机制,采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为1 600~4 500 s^-1、温度为27~150 ℃范围内,对真空压铸AM60B镁合金进行了动态压缩实验,并采用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的组织进行了观察.结果表明:在所测试的应变范围内,随着应变率的提高,应力-应变曲线均呈现上升趋势,且最大应变也随之增加,表现出正应变率强化效应.在150 ℃时真空压铸AM60B镁合金变形能力最好; 50 ℃时断裂强度最高.真空压铸AM60B镁合金在高温及高应变率下的断裂方式为以解理断裂为主并伴有韧性断裂的混合断裂方式.当变形温度低于150 ℃时,真空压铸AM60B镁合金在高应变率压缩下的变形机制主要是滑移.     

As-extruded AZ31B magnesium alloy fatigue crack propagation behavior

The fatigue crack propagation rate of as-extruded AZ31B magnesium alloy was studied. Compact tension [C(T)] of the notch direction parallel (T-L), vertical (L-T), and inclined at 45o to the extrusion direction was investigated. The experimental results indicate that the crack propagation direction is parallel to the extrusion direction for T-L and L-T specimens, whereas the specimen inclined at 45o has an angular deflection of 9° to 11° toward the extrusion direction. The T-L specimen has the fastest fatigue crack propagation rate, and the L-T specimen has the slowest rate, the fatigue crack propagation rate of the specimen inclined at 45o is between the two directions. The crack tip propagates by both transgranular and intergranular fractures. Fatigue fractures consist of cleavage plane or quasi-cleavage and are brittle fractures. The fatigue striation occurs for specimens inclined at 45o and its size is 3-15 μm.     

Constitutive analysis of AZ31 magnesium alloy plate

The plastic deformation simulation of AZ31 magnesium alloy at different elevated temperatures (from 473 to 723 K) was performed on Gleeble-1500 thermal mechanical simulator at the strain rates of 0.01, 0.1, 1, 5 and 10 s-1 and the maximum deformation degree of 80%. The relationship between the flow stress and deformation temperature as well as strain rate was analyzed. The materials parameters and the apparent activation energy were calculated. The constitutive relationship was established with a Zener-Holl...     

The Stamping Formability of AZ31 Magnesium Alloy Sheet Improved by Equal-channel Angular Pressing

Equal channel angular pressing (ECAP) processing and annealing were applied to the AZ31 magnesium alloy sheets to evaluate the potential improvement in the mechanical properties and formability. The ECAP experiment was conducted at 300 ℃ in a die having an included angle of 90o between two channels by the BCZ route with the sheets rotated by 90°about the normal axis of plate plane. The tensile tests and conical cup tests were conducted at various temperatures from 20 to 250 ℃. The experimental results indic...     

间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的研究

研究间断变形工艺对AZ31镁合金超塑性的影响。结果表明,当温度为400-440℃、应变速率小于5×10^-4s^-1时,间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性。计算了空洞体积分数与空洞数量的关系。结果表明,空洞体积分数与空洞数量呈正比。对拉伸试样断口形貌的分析表明,间断变形减少了空洞数量,因而减小了空洞体积分数,提高了超塑性伸长率。     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

Superplastic Deformation Behavior of Hot-rolled AZ31 Magnesium Alloy Sheet at Elevated Temperatures

1IntroductionAs a typical wrought magnesiumalloy,AZ31alloyhas a wide prospect for applications inthe fields of auto-mobiles,electronic appliances and aeronautic facili-ties[1,2].However,due to the hexagonal close-packed(HCP)structure of magnesium,the ductility of AZ31al-loy at roomtemperature is rather poor,which greatly re-stricts its applications in structural fields[3-5].Owing tothe activation of non-basal slip system[6],the ductility ofMg alloycan be significantlyimproved at elevatedtem…