温度和应变速率对ZK60镁合金压缩变形行为的影响

在应变量为0.6（ε=0.6）、不同温度（523~723 K）和应变速率（0.001~10 s-1）条件下,利用Gleeble-1500D热模拟试验机,对铸态ZK60镁合金进行热压缩变形行为的研究,分析变形温度和应变速率对ZK60镁合金压缩变形行为的影响规律,即在相同应变速率条件下,随着变形温度的升高,合金的峰值应力降低。在相同温度条件下,随着应变速率的增大,合金的流变应力增大。计算其应变速率敏感指数m值为0.14和表观激活能Q值为226~254 kJ/mol。研究表明,在温度为573~673 K、应变速率为0.001~0.1 s-1时,合金发生动态再结晶。     

高应变速率下Mg-Gd-Y镁合金动态

为了研究Mg-Gd-Y镁合金在高应变速率下的动态拉伸性能及失效机制,采用分离式Hopkinson拉杆(SHTB)装置在室温下且应变速率为1 400~3 000 s^-1范围内对其进行了动态拉伸实验,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对动态拉伸后的镁合金试样进行了分析.结果表明,在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金沿ED方向呈现连续屈服现象.应变速率增大后,Mg-Gd-Y镁合金具有正应变速率效应.在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金的断口形貌呈解理断裂特征,镁合金的变形方式为孪生和滑移,且滑移为主要变形方式。     

ZK60镁合金等温成形数值模拟与试验研究

针对ZK60镁合金罩体类零件的结构特点,设计了等温挤压成形工艺及试验模具。采用Deform-3D有限元模拟分析软件,研究了镁合金罩体类零件等温挤压成形过程中变形力及金属流动规律,预测了变形所需挤压力大小及可能产生的缺陷,为优化模具结构和工艺参数提供了理论依据。根据模拟结果进行等温挤压实验,成功挤出形状复杂的镁合金零件,其表面粗糙度与尺寸精度均符合要求。通过对挤出的镁合金零件进行内部显微组织观察,表明其成形性能良好。研究结果为该类镁合金零件等温挤压成形工艺和模具设计提供了科学依据。     

高应变速率下载荷方向对镁合金力学性能的影响

为了研究高应变速率下AZ31B镁合金动态力学行为各向异性,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对沿挤压方向（ED）、法向（ND）及横向（TD）加工的AZ31B镁合金在应变速率为1.058~2.500s-1范围内进行冲击压缩实验,并采用扫描电镜观察压缩断口形貌.结果表明：高应变速率下AZ31B镁合金沿ED方向和ND方向有明显的应变强化现象,而沿TD方向应力对应变速率不敏感;随应变速率的增加,不同载荷方向屈服强度与最大应力值的差值变化程度有所不同,其中沿ND方向差值变化最大,沿TD方向差值变化最小;通过观察扫描断口形貌发现,在高应变速率下AZ31B镁合金在不同载荷方向下的断裂方式均为解理断裂.     

ZK60镁合金热/力模拟分析

为研究ZK60镁合金的热变形行为,对其热/力模拟变形后的试样进行观察,发现变形试样主要有3种:完整型、微破裂型和严重破裂型,产生破裂的试样主要出现在变形温度较低和应变率较高的情况下.比较相应的应力-应变曲线,发现应力值突然下降时的试样表面已开始出现裂纹,即应力-应变曲线形式与变形后试样开裂有关.可见试样的最终形态对分析镁合金的变形曲线有重要影响.     

ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析

采用刚粘塑性有限元理论,分别用2mm/s、3mm/s、4mm/s、5mm/s的挤压速度,对ZK60镁合金棒材的挤压过程进行了数值模拟,观察棒材挤压过程中金属流动情况,并分析了挤压变形时工件内部的温度变化情况,以及应力、应变分布规律.以模拟出的挤压件流出模孔时等效应力应变的分布规律,确定该棒材挤压的最佳工艺参数.     

高应变速率下Mg-Gd-Y镁合金动态拉伸性能与失效行为

为了研究Mg-Gd-Y镁合金在高应变速率下的动态拉伸性能及失效机制,采用分离式Hopkinson拉杆(SHTB)装置在室温下且应变速率为1 400~3 000 s-1范围内对其进行了动态拉伸实验,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对动态拉伸后的镁合金试样进行了分析.结果表明,在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金沿ED方向呈现连续屈服现象.应变速率增大后,Mg-Gd-Y镁合金具有正应变速率效应.在动态拉伸载荷作用下,Mg-Gd-Y镁合金的断口形貌呈解理断裂特征,镁合金的变形方式为孪生和滑移,且滑移为主要变形方式.     

Gd对ZK60镁合金显微组织的影响

采用光学金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等方法研究了ZK60-xGd(x=0,1.6,2.0)合金的铸态和热挤压态显微组织.研究发现,ZK60合金铸态组织主要由α-Mg枝晶和分布在其周围的半连续网状或不规则片状MgZn相和颗粒状MgZn_2相组成.加入Gd后,MgZn相变为细小均匀的颗粒状,并且随着Gd含量的增加,α-Mg枝晶细化程度和颗粒相分布均匀度提高.Gd在热挤压过程中诱发了合金动态再结晶的进行,显著地细化ZK60-xGd合金挤压态晶粒尺寸,细化程度随着Gd含量的增加而显著提高.结果表明Gd能够显著地细化ZK60铸态和挤压态晶粒,有利于形变镁合金ZK60的变形.     

挤压态ZK60镁合金棒材的热变形行为

采用MMS-200热力模拟试验机对挤压态ZK60镁合金棒材进行热压缩实验,为ZK60镁合金热压缩变形时合理选择参数范围提供理论指导。分析应变速率、变形温度和流变应力之间的关系;构建ZK60镁合金流变应力本构方程;采用金相显微镜观察微观组织演化规律。结果表明:峰值应力随着应变速率的提高和变形温度的降低而增大,且真应力-真应变曲线中表现出动态再结晶的特征;在给定参数下,通过本构方程计算得到ZK60镁合金的变形激活能Q为128.91kJ/mol,应力指数n为4.8519;降低变形温度、提高应变速率有助于减小再结晶晶粒的平均尺寸。     

喷丸对高强度变形镁合金ZK60-T5高周疲劳性能的影响

为了研究高强度变形镁合金ZK60经喷丸处理后的表面变形层微观组织结构的变化及其对高周疲劳性能的影响,首先对用半连续铸造的方法浇注的圆棒进行热挤压,挤压比为14,并对挤压棒进行T5热处理后加工成漏斗型疲劳试样,标记为ZK60-T5.然后对一部分疲劳试样进行喷丸处理,观察喷丸后试样表面变形层的微观组织变化规律,并研究喷丸处理后表面粗糙度、变形层的显微硬度和残余压应力对ZK60-T5镁合金高周疲劳性能的影响.结果表明:高强度变形镁合金ZK60-T5的最佳喷丸工艺为0.05 mmN,且经喷丸强化后,ZK60-T5镁合金表面变形层的微观组织发生了变化,疲劳强度由150 MPa提高到195 MPa,提高了30%,疲劳寿命得到显著提高,而在表面变形层残余压应力场的作用下疲劳裂纹源由表面被"驱赶"到表面强化层下.     

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.     

挤压态ZK60镁合金的高温力学性能及其超塑性

针对挤压态ZK60镁合金的高温力学性能及其超塑性行为进行了研究.结果表明,挤压态ZK60镁合金的高温力学性能与试验温度、应变速率密切相关.通常,屈服强度和抗拉强度随试验温度的降低和应变速率的增加而提高,而延伸率则随试验温度的升高和应变速率的降低而增大.塑性变形流变应力与温度的倒数之间呈线性关系,而且在应变速率为5×10-4/s下的激活能为93 4kJ/mol.     

应变速率敏感性对板料成形失稳的影响

建立在线性扰动分析基础上的解析式用来预测应变速度敏感性材料的极限应变,数学模型的预测与实验结果相符。在准稳态变形的最后阶段,极限等效应变受到应变速率比的影响,而不是应变路径的影响。     

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.     

添加Cu对挤压铸造ZK60镁合金力学性能及腐蚀行为的影响

在传统ZK60合金配比中添加0.6%Cu,采用挤压铸造工艺获得了ZCK (Mg-6Zn-0.6Cu-0.6Zr)合金。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对微观组织进行了表征,结合力学性能试验和静态腐蚀试验,重点研究了Cu元素对镁合金显微组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明,添加0.6%Cu能够进一步细化ZK60合金晶粒,力学性能和抗腐蚀性能提升,合金的断裂行为由原先的脆性断裂转变为韧脆混合性断裂,并且能有效提高合金在Cl~-环境下的抗腐蚀性。     

AZ31B镁合金板材冷轧成形应力应变响应的数值模拟

为了研究AZ31B型镁合金板材在室温轧制成形过程中应力应变响应规律,采用Johnson-cook本构关系对AZ31B镁合金板材在不同轧制工艺下的单道次冷轧成形进行数值模拟.分别在压下量为2%、5%、8%,应变速率分别为0.1 s~(-1)、1.0 s~(-1)、10.0 s~(-1)的条件下,开展了不同压下量及不同应变速率组合对轧件应力应变响应的模拟研究.模拟结果表明,在压下量为5%,应变速率为10.0 s~(-1)时,AZ31B镁合金板材变形过程中的局部最高应力为267.100 MPa,低于材料极限应力282.900 MPa.局部最高应变为4.454×10~(-2),低于宏观断裂应变0.2.相比其他工艺条件,此条件是较为合理的冷轧工艺.     

镁合金成形技术及应用

镁合金质量轻且具有较高的比强度，比刚度以及良好的铸造性能和减振性能，同时不有良好的导热性和电磁屏蔽性能，使镁合金成为当今工业产品应用增长速度最快的金属材料，本文综述了镁合金的成形工艺方法及其在汽车工业，电子工业以及航空航天工业上的应用。     

AZ31镁合金动态再结晶临界应变和稳态应变

采用热拉伸实验测定AZ31镁合金的应力-应变曲线,依据加工硬化率理论,得到热变形过程中AZ31镁合金发生动态再结晶的临界应变和稳态应变,确定临界应变、稳态应变与塑性变形工艺参数的关系.结果表明:热变形温度和应变速率是影响AZ31镁合金动态再结晶的主要因素,提高变形温度和降低应变速率都有利于降低AZ31镁合金的临界应变和...     

镁合金及其成形技术重点实验室

辽宁省是我国重要的装备制造业基地，材料是装备制造业的基础。镁合金被称为“时代金属”和“21世纪的材料”．可被广泛应用在航空．航天、陆地交通，日常生活等众多领域。随着辽宁省汽车工业的迅速崛起，轻金属材料应用于汽车所产生的轻量化效果，越来越成为汽车行业在国内．国际市场上激烈竞争的重要砝码。