AZ31B镁合金薄板超塑性气胀成形

利用热拉伸试验、气胀成形、金相显微镜和扫描电镜,研究AZ31B镁合金薄板热拉伸性能、气胀成形性能及其组织结构.结果表明:在变形温度为425℃,应变速率为1.0×10-3～6.6×10-5s-1时,其流动应力4～12MPa,延伸率则为200%～327%,挤压+热轧,冷轧的镁合金薄板表现出良好的超塑性;在变形温度为425℃,应变速率为1.0×10-3s-1条件下AZ31B镁合金板材的超塑气胀成形性能较好,胀形件的高度可达24 mm以上,其高径比大于0.80.     

镁合金AZ31轧制板材的单向拉伸行为

通过单向拉伸试验研究了AZ31镁合金轧制板在不同温度和应变速率下的力学性能。根据镁合金在50℃~400℃范围内的单向拉伸曲线分析结果,找出AZ31镁合金的抗拉强度、伸长率随变形温度、变形速度的变化规律。结果表明:AZ31镁合金轧制板的塑性随着应变速率的降低有明显提高;温度的升高可明显改善轧制板的塑性;当应变速率为1.5×10-2s-1、温度为400℃时,伸长率达到123.9%。     

AZ31B镁合金电流辅助拉伸的多场耦合分析

为了探讨电流对材料成形性能的影响,建立了考虑温度影响的AZ31B镁合金流动应力模型及电场-温度场-变形场三场耦合有限元模型,分析了AZ31B镁合金板料在电流辅助拉伸变形中电流、温度和应变速率分布的关系,模拟了电流辅助拉伸和等温拉伸变形直至破裂的过程,研究了电流、温度和应变速率分布随拉伸变形的演化规律,并建立了AZ31B破裂应变与Z参数的关系式。结果表明:通电拉伸试样伸长率较等温拉伸时降低,这是由于通电拉伸时试样内温度分布不均导致变形局部化,但两者的破裂应变基本一致,该变形局部化对断面收缩率几乎没有影响,采用断面收缩率评价通电拉伸时材料的塑性更为合理。     

AZ31B镁合金高温拉伸变形行为的研究

通过高温拉伸试验,研究了AZ31B镁合金板材在250～450℃以及应变速率0.001 s-1、0.01 s-1条件下的高温变形行为,获得了材料的厚向异性系数、伸长率等成形性能参数及有关组织特征.结果表明,不同变形条件下AZ31B合金的真应力-真应变曲线均出现峰值,峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;硬化速率随变形温度的升高而降低,在温度高于250℃时变化不大.当变形温度为250 ℃,应变速率为0.001 s-1时,合金的厚向异性系数达到最大.随变形温度的升高,AZ31B镁合金的塑性显著提高.合金的动态再结晶温度为250℃,随着应变速率增大,合金发生动态再结晶的速度加快.     

AZ91D镁合金薄板的单向拉伸实验研究

使用Gleeble-3800热模拟试验机在25～400℃温度范围内对AZ91D镁合金薄板拉伸试样以3种不同的应变速率分别进行了单向拉伸实验,研究了应变速率和温度对AZ91D镁合金薄板主要力学性能的影响,并分析了拉伸试样在不同温度下的断口形貌特征。研究结果表明：材料的流动应力会随着应变速率下降和温度上升而逐渐减小;在25～200℃温度范围内,流动应力下降并不明显,而当温度升高到250～400℃时,流动应力下降比较明显,并且当温度升高到350℃以上,材料出现了明显的稳态流动现象;当温度较高时,流动应力对应变速率的改变很敏感,流动应力随应变速率的降低显著降低;材料在高温时具有较好的塑性,材料的断裂方式为很明显的韧性断裂。     

挤压态AZ31B镁合金的超塑性研究

将铸态镁合金AZ31B在300℃以1∶6的挤压比进行挤压,在310-460℃温度范围内,以1×10^-1-1×10^-4s^-1初始应变速率,对挤压后试样作单向拉伸试验,研究AZ31B镁合金的超塑性流变行为。扫描电镜对拉伸后的试样断口进行分析。试验表明,经过热挤压可以改善镁合金的拉伸力学性能,在415℃、应变速率为1×10^-4s^-4时挤压态镁合金具有良好的超塑性,伸长率达到了380%;断口分析表明,AZ31B的超塑变形的主要机制为晶界滑移。     

AZ31B镁合金拉伸应力-应变和再结晶组织

通过单向热拉伸试验和金相显微组织观察研究了AZ31B薄板热变形过程及变形前后的再结晶组织.结果表明:160～400℃的热拉伸应力-应变曲线具有3个特征温度区间,且明显区别于室温的应力-应变曲线.薄板制备方式和退火制度对应力峰值有较大影响.在160～200℃热变形中,发生了不完全静态和动态再结晶.最佳热变形参数为:变形温度为260～320℃,变形前静态再结晶时间为12～18 min,应变速率为1×10-3s-1.此时延伸率δ达925%～137%,可获得均匀分布的细小等轴动态再结晶组织.     

AZ31B镁合金热压缩力学行为与本构方程建立

根据对铸态AZ31B镁合金在温度为280～440℃、应变速率为0.001～0.1 s-1条件下进行热压缩试验,分析了变形程度、应变速率和加热温度对其流动应力的影响,结果表明,该合金热变形时的流动应力对变形温度和变形速率极为敏感,随变形温度的升高而降低,随变形速率的增加而增大.在温度为440℃,应变速率小于0.01 s-...     

铸态AZ31B镁合金热压缩实验研究

研究了铸态AZ31B镁合金在温度280～440℃和应变速率10-3～10-1s-1范围内的变形规律.结果表明:铸态AZ31B镁合金在高温下表现出较低的流变应力.其真应力-真应变曲线表现出明显的动态再结晶特征.再结晶晶粒明显细化,晶粒尺寸随着温度或Z(Zener-Hollomon常数)值的下降而增大.在低应变速率下可以得到相对均匀的变形组织.     

AZ31镁合金的热塑性变形行为及组织演化

采用Gleeble-3800热模拟软件对退火后的AZ31镁合金的热塑性变形行为和组织演化进行研究。AZ31镁合金压缩温度为100～400℃,应变速率分别为0.001、0.1、10 s~(-1),压缩变形量为50%。研究了变形温度和应变速率对AZ31镁合金变形行为的影响。分析了镁合金的组织演化和断口形貌。结果表明,AZ31镁合金的最大应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小。在较低温度(100℃)和应变速率(0.001 s~(-1))下,组织是不均匀的,由细晶粒和粗晶粒以及一些孪晶组成。将温度提高到200℃,微观组织内大部分晶粒非常细小,动态再结晶发生得更为完全。继续提高温度到300℃以及400℃,晶粒有粗化的趋势。随着应变速率增加到0.1 s~(-1)和10 s~(-1),动态再结晶在300℃完全发生。     

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

AZ31B镁合金热拉伸流变应力研究

针对不同加工方法制备的AZ31B镁合金薄板,利用热拉伸试验机和金相显微镜对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究。结果表明,变形温度和变形速率对热拉伸时镁合金的流变应力有显著影响,峰值流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。峰值流变应力随板材的厚度增加而发生变化,低温时厚度效应较为明显。退火处理对冷轧板的峰值流变应力影响较小,冷轧板可直接用于热加工成形。峰值流变应力变化规律:挤压板>热轧板>冷轧板。     

AZ31镁合金铸轧和常规轧制板的变形组织及形变特征

在变形温度为150～400 ℃、应变速率为0.3～0.000 3 s~(-1)条件下,在Gleeble1500热模拟机上采用等温拉伸试验对AZ31镁合金铸轧和常规轧制板的高温塑性及组织演变进行研究.结果表明:两种AZ31镁合金板的峰值应力和峰值应变均随着变形温度的降低和应变速率的增加而逐渐增大.铸轧板的应变硬化指数和应变速率敏感系数均大于常规轧制板的.在高温低应变速率变形条件下,铸轧板的晶界滑移引起的空洞尺寸、体积分数和密度均大于常规轧制板的.低应变速率下拉伸变形后的动态再结晶晶粒尺寸随温度的升高逐渐增加;不同变形条件下铸轧板的晶粒尺寸均小于常规轧制板的;再结晶晶粒尺寸和Z参数呈幂律关系.     

AZ80镁合金塑性变形行为及等温挤压过程仿真

在温度为400℃～450℃、应变速率为0.01s-1～50s-1变形条件下,研究了AZ80镁合金的塑性变形行为,讨论了变形温度及应变速率对该合金热变形行为的影响,分析了该合金管材等温挤压的有限元模拟。研究发现,AZ80镁合金晶粒大小随温度的升高而增大,随应变速率的升高而减小;在高温变形时,发生连续动态再结晶,再结晶组织相对较均匀;通过调整挤压速度2mm/s～1mm/s,使该合金挤压出口温度维持在400℃～430℃较小范围内波动,从而保证制品的组织性能和尺寸精度的稳定。     

AZ80镁合金热变形流变应力研究

在应变速率为0.001s-1～10s-1,变形温度为200℃～400℃条件下,在Gleeble-3800热模拟机上对AZ80合金的流变应力进行了研究。结果表明,AZ80合金的流变应力强烈地受变形温度的影响,当变形温度低于300℃时,其峰值流变应力呈现幂指数关系;当变形温度高于300℃时,其峰值流变应力呈现指数关系。在该文实验条件下,AZ80合金热变形应力指数n=8.43,热变形激活能Q=165.83kJ/mol。     

5A90铝锂合金热态下本构关系研究

进行了5A90铝锂合金在200℃~450℃温度范围和0.3×10-3s-1~0.2×10-1s-1应变速率范围内的单向拉伸试验。结果表明,5A90铝锂合金的流动应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;而其最大延伸率的变化趋势与流动应力的相反;最佳的成形温度范围在400℃左右。通过试验数据的计算及拟合,得到了任意温度下5A90铝锂合金应力-应变-应变速率关系的本构方程。     

AZ31B镁合金塑性变形动态再结晶的实验研究

通过不同应变速率和不同温度下的轴对称压缩试验,研究了AZ31B镁合金塑性变形与动态再结晶的相互依赖关系。研究证实,温度T在200℃～400℃区间、变形程度ε约0.2左右时,开始出现动态再结晶(DRX)现象。随变形程度的增加,DRX晶粒不断增多,材料呈现明显的软化趋势,流动应力下降。当DRX过程完成以后,继续变形,材料又出现硬化行为。为镁合金塑性变形组织演变的定量研究打下了基础。     

Flow stress and softening behavior of wrought magnesium alloy AZ31B at elevated temperature

1　INTRODUCTIONThewroughtmagnesiumalloyshaveexcellentspecificstrengthandstiffness ,machinability ,dampcapacity ,dimensionalstability ,lowmeltingcostsandare ,hence ,veryattractiveinsuchapplicationsasau tomobile ,aviation ,electronicandcommunicationin dustry[16 ] .Investigationsontheflowstressandsofteningbehaviorofmagnesiumalloysathigherformingtem peratureandstrainratehavebeenanimportantsub jectinwroughtmagnesiumalloysforming[710 ] .InthispapertheflowstressandsofteningbehaviorofAZ31Bdeform…     

铸造Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的热压缩行为与加工图

利用热压缩实验研究一种新型的具有优异室温塑性的Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的高温流变行为,变形温度为200～400℃,应变速率为1.5×10-3～7.5 s^-1。结果表明：合金的应变速率敏感因子（m）在不同变形温度下均明显小于AZ31镁合金的m值,因此该合金适合在高应变速率下进行热加工。在真应力-应变曲线基础上,建立Mg-4Al-2Sn-Y-Nd 镁合金高温变形的本构方程,并计算得到合金的应力指数为10.33,表明合金在高温下主要的变形机制为位错攀移机制。同时,利用加工图技术确定合金的最佳高温变形加工窗口,即变形温度在350～400℃之间,应变速率在0.01～0.03 s^-1。     

SuperplaSticity and superplastic instability of AZ31B magnesium alloy sheet

1 Introduction Due to its light mass, high specific strength, good damping characteristics, strong thermo-conductivity and electromagnetic shielding, magnesium alloys have been regarded as “the green material” with the greatest application potential in …