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.     

加工参数对铸态AZ31B镁合金热变形行为及组织演变的影响

借助热压缩实验研究了变形温度、应变速率和变形量对铸态AZ31B镁合金热变形行为及组织演变的影响规律。结果表明:(1)峰值应力随着应变速率的降低和温度的升高而减小,主要的形核机制为晶界弓出形核、亚晶旋转形核、孪生诱发形核,以及连续再结晶;(2)低于400℃变形时,温度的升高有利于再结晶的发生及晶粒细化;高于400℃时,晶粒尺寸开始迅速增大;(3)在小于等于400℃变形时,低速率0.1 s~(-1)更有利于再结晶晶粒细化;当变形温度高于400℃时,中速率1 s~(-1)更有利于再结晶晶粒细化;(4)高温低速率变形时,变形量主要影响晶粒尺寸,而高温高速率变形时,变形量主要影响动态再结晶程度。     

AZ31镁合金热变形流动应力的神经网络研究

采用近等温压缩试验获得AZ31镁合金变形温度在550～750K,应变速率为0.01～10 s-1条件下的流动应力.采用BP神经网络原理,建立了ZA31镁合金流动应力与工艺条件的神经网络模型,对在不同变形温度、应变速率和真应力下获得的流动应力实验数据进行训练.结果表明,实验值与预测值的误差很小,误差均在5％以内,为进一步研究AZ31镁合金相关性能与工艺条件的制定提供切实可行方法.     

AZ31镁合金电塑性流动应力模型

材料流动应力模型是金属成形数值模拟的重要参数之一.基于温度为373～433 K、应变速率为1/300～1/75 s-1、通电电压为60～100 V和通电频率为120～200 Hz的条件,对AZ31镁合金的流动应力变化规律进行了单向拉伸试验研究.通过对Fields-Backofen的本构方程进行修正,引入充电电压和通电频率2个电参数,建立了镁合金的电塑性流动应力模型.结果表明:修正后的模型计算结果能很好地模拟AZ31镁合金的电塑性加工流动应力的变化规律.     

AZ31B镁合金的热压缩变形研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,对AZ31B镁合金在温度为260～420℃、应变速率为0.03、0.1、1、3s-1时,应变量为70%的塑性变形行为以及热压缩后镁合金组织的变化进行了研究.分析了流变应力与应变速率和温度的关系.结果表明:该材料在420℃及应变率0.1s-1时可发生动态再结晶,也是最优的热加工工艺参数;在260℃,应变率为0.03s-1.的区域可能出现楔形裂纹;热压缩后晶粒明显得到细化,出现大量细小的等轴晶.     

半连续铸造AZ31B镁合金的热压缩变形行为

针对半连续铸造的AZ31B镁合金,采用Gleeble-1500热/力模拟机在变形温度为473～723 K、应变速率为0.01～10 s-1、最大变形量为80%条件下进行热/力模拟研究;结合热变形后的显微组织,分析合金力学性能与显微组织之间的关系。结果表明:当变形温度一定时,流变应力和应变速率之间存在对数关系,并可用包含Arrheniues项的Z参数描述半连续铸造的AZ31B镁合金热压缩变形的流变应力行为;实验合金在523 K时开始发生动态回复;随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶开始对AZ31B合金的变形行为产生明显影响,在变形温度623 K以上的各种应变速率下,AZ31B镁合金易变形。     

AZ31镁合金热变形本构方程

在温度为250-350℃、应变速率为0.01～1.0/s、最大变形程度为50%条件下对AZ31镁合金的高温流动应力变化规律进行热模拟实验研究.对双曲正弦模型的Arrhenins本构方程进行简化,与原模型相比,简化后的计算模型的计算结果相对误差小于4.2%.根据热模拟实验数据,确定AZ31镁合金高温变形本构关系模型,该本构关系模型的相对计算误差小于13%.实验确定的AZ31镁合金本构关系模型的适用温度范围为250～350℃,应变速率范围为0.01～1.0/s.     

AZ31B镁合金在模拟流动海水中的腐蚀行为

利用质量损失法及X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）测试手段研究了铸态和挤压态AZ31B镁合金在模拟流动海水中浸泡12 h的腐蚀行为及随流速变化的规律。试验结果表明,AZ31B铸态镁合金试样的耐蚀性要远大于挤压态试样,且二者的腐蚀速率随搅拌速度增加的变化趋势有所不同：铸态试样的腐蚀速率随搅拌速度的增加近似呈线性上升,而挤压态试样的腐蚀速率随搅拌速度的增加而先增大后下降。     

铸态AZ31B镁合金热压缩流变应力

在Gleeble-1500热模拟机上,对铸态AZ31B镁合金在温度280℃～440℃和应变速率0.001s-1～0.1s-1条件下,研究其流变应力行为.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-应变曲线表现出明显的动态再结晶特征;可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述AZ31B镁合金高温变形时的流变应力行为;获得流变应力σ解析表达式中的A、α和n值分别为7.59×109s-1、0.015MPa-1和4.91,激活能Q为141.6kJ/mol.     

铣削工艺参数对AZ31B镁合金表面质量的影响

利用有限元软件仿真及试验研究的方法研究铣削工艺参数对AZ31B镁合金表面质量的影响。结果表明：在选取的加工参数范围内,对表层残余压应力及表面硬度的影响能力由大到小依次为：铣削速度>铣削深度>每齿进给量>冷却方式,表层残余压应力随着铣削速度的增大而减小,随着铣削深度、每齿进给量的增大而增大,在干铣削的方式下残余压应力最小;表面硬度随着铣削速度、铣削深度、每齿进给量的增大而增大,使用切削液铣削能得到更大表面硬度;对表面粗糙度的影响能力由大到小依次为：铣削深度>每齿进给量>铣削速度>冷却方式,表面粗糙度随着铣削速度的增大先增加后减小,随着铣削深度、每齿进给量的增大而增加,使用切削液铣削时表面粗糙度更小。     

Processing map for hot working of as extruded AZ31B magnesium alloy

The deformation behavior of AZ31B magnesium alloy as extruded under hot compression conditions was characterized in the temperature range of 200 - 400 ℃ and strain rate range of 0. 001 - 1 s^-1. The processing maps were obtained at different strains. The results show that the map exhibits flow instabilities as two domains. The domain at beyond 300 ℃ and strain rate of 1 s^-1 appears with a peak efficiency of power dissipation about 56% occurring. This domain is expected to happen in a hot process, such as hot rolling, hot extrusion and hot forging. There is high efficiency of power dissipation at temperature beyond 350 ℃ and strain rate 0. 001 s^-1. Such domains suggest the occurrence of superplastic deformation.     

添加混合稀土和锑的AZ31镁合金的热变形和加工图

在Gleeble-3500热模拟实验机上进行热压缩实验，研究了添加混合稀土和锑的AZ31镁合金（变形温度250～400℃，变形速率0．01～10s^-1）的热变形行为。用双曲正弦关系式描述了该材料在热变形过程中的稳态流变应力。根据材料的动力学模型，建立了热加工图，不同真应变下的热加工图相似。随着变形温度的升高及应变速率的降低，能量消耗效率田逐渐升高。     

镁合金AZ31B挤压成形工艺及模具研究

研究了AZ31B镁合金热挤压工艺与模具.实验结果表明(1)经400℃×20 h的均匀化退火后的AZ31B镁合金铸锭,在挤压温度380～400℃、挤压速度1.0～2.5 m/min的工艺条件下,可以挤压出复杂断面的型材,证明其具有良好的热挤压性能.(2)模具结构形式影响挤压力的大小.     

AZ31B镁合金热压缩变形的组织变化与变形机制

对铸态AZ31B镁合金在温度280℃～440℃、应变速率0.001s-1～0.1s-1条件下进行热压缩实验,分析变形程度、应变速率和加热温度对其微观组织变化的影响,探讨合金的热压变形机制。实验结果表明,该合金热变形时发生了动态再结晶。变形温度越高、变形速率越小和变形量越大时,动态再结晶进行的越充分;变形温度越低、变形速率越大和变形量越大时,动态再结晶晶粒越细小。该合金的热变形机制是滑移孪晶联合机制。     

基于动态再结晶的铸态AZ31B镁合金本构方程

通过GLEEBLE压缩试验获得铸态AZ31B镁合金真应力应变曲线,本试验从真应力应变曲线出发,通过数值分析获得临界应力应变模型、饱和应力模型和稳态应力模型等多种应力模型。同时,结合位错理论和动态再结晶动力学,根据镁合金在变形过程中发生动态再结晶的临界点,将应力应变曲线分为两段,分别对以动态回复为主的曲线和以动态再结晶为主的曲线建立本构模型,分析并得出了动态再结晶分数与基于动态再结晶下的流变应力之间的变化规律。     

铸态AZ31镁合金的超塑性性能及流变应力

通过连铸AZ31镁合金的单向拉伸实验,研究了该合金的超塑性变形性能及不同拉伸变形条件下的流变应力。结果表明,在温度为300℃~450℃,应变速率.ε为4.25×10-4s-1的情况下,连铸ZA31镁合金表现出超塑性。在温度为400℃,应变速率.ε为4.25×10-4s-1时,延伸率增加了200%,具有较好的超塑性性能。用光学显微镜观察变形前后拉伸试样的微观组织发现:试样的初始晶粒尺寸约为15μm,在变形之后颈缩区域的晶粒长大现象不是很明显,晶粒沿着变形方向有所伸长,但晶粒形状基本保持为等轴状。     

AZ31镁合金铸态组织及其退火工艺研究

研究了AZ31合金的铸锭组织及其退火工艺,为AZ31镁合金由铸态组织直接塑性变形提供了一定的参考依据。     

高应变率下AZ31B镁合金力学行为各向异性

利用分离式Hopkinson压杆和应变控制技术研究了AZ31B镁合金在压缩受力方向与轧制板面的法向成不同角度时的动态力学特性,同时分析了不同应变量下的塑性变形机制.结果表明:当加载应变率为1200 s-1时,不同取样方向的样品中孪晶数量均随塑性变形应变量的增大而增多;当加载应变率增大到为2800 s-1时,取样方向为O°和45°、流变曲线形状较应变率为1200 s-1时没有明显变化,而取样方向为90°时曲线形状由应变率为1200 s-1时的凹形变为凸形,曲线形状变化的原因是由于应变量增大,热软化效应使得孪晶数量减少,应变硬化程度减弱.