ZK60镁合金的热压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在温度250～400℃、应变速率0.001～1s-1、最大变形程度105%的条件下对ZK60镁合金进行了高温压缩模拟实验研究。分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,计算了变形激活能和应力指数,并观察了热压缩变形过程中组织的变化。结果表明,合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而减小;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为63～130kJ/mol,应力指数为2.78～3.79;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒的平均尺寸减小。     

ZK60镁合金高温压缩道次间软化规律的研究

在Gleebe-1500热力模拟机上,采用双道次间隙式等温热压缩实验,对ZK60镁合金双道次热变形过程中的道次间软化规律进行了研究.变形温度为200℃和300℃,应变速率为0.005s-1和0.05s-1,道次间隙停留时间在1～300s之间变化.结果表明:材料在变形道次间的主要静态软化机制是亚动态再结晶,建立了亚动态再结晶动力学模型,相应的亚动态再结晶激活能约为50.12kJ/mol,远小于动态再结晶激活能.     

ZK60镁合金加工图的构建及失稳分析

采用Gleeble-1500热模拟试验机对ZK60镁合金在变形温度为150～400℃,应变速率为0.001～10 s-1条件下的热变形行为进行研究,利用双曲正弦关系式描述了该合金在热变形过程中的稳态流变应力;根据合金动态模型,计算并分析了该合金的加工图.研究表明:利用加工图可确定出该合金热变形的流变失稳区,导致变形失稳的原因主要是孪生和局部流变;试验条件下热变形的最佳工艺参数为变形温度350℃,应变速率0.001 s-1,在该条件下合金发生完全再结晶,具有较好的塑性.     

ZK60和ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形和加工图

采用Gleeble-1500D热模拟试验机对ZK60和ZK60-1.0Er镁合金进行了热压缩实验,分析了合金在温度为160~420℃,应变速率为0.0001~1.0s-1条件下的流变应力变化特征。结果表明:两种镁合金在热压缩过程中的流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加,在流变应力达到峰值后随即进入稳态流变;稀土Er的加入使得平均变形激活能珚Q值由183kJ/mol降到153kJ/mol,应力指数n值由6提高到8;发生动态再结晶的临界应力σc值随变形温度升高和应变速率降低而降低,在420℃/1.0s-1高温高应变速率时,稀土Er的加入使得ZK60镁合金发生动态再结晶的临界应力值σc由76MPa降到50MPa。通过动态模型构建热加工图并结合金相组织观察可知:稀土Er的加入缩小了ZK60镁合金的热加工失稳区,增加了热加工安全区的功率耗散效率峰值η_(max),由35%增大到45%,促进了动态再结晶晶粒的形核,但抑制了再结晶晶粒的长大。     

高应变速率作用下ZK60 镁合金的变形行为

对不同状态(热变形态、热变形+T5态和热变形+T6态)ZK60镁合金靶板进行了弹丸高速冲击(500 m/s)变形实验研究。结果表明,高速弹击实验后,在靶材弹孔背面出现了白亮的剪切唇,说明ZK60合金靶材具有较好的塑性,在高速弹击情况下,吸能性较好,具有较好的抗弹性。热变形+T5态ZK60镁合金靶板抗弹性较好,弹坑周围几乎不出现裂纹;通过线性回归分析,建立了弹坑深度与靶板材料力学性能之间的关系式,说明了当ZK60镁合金综合力学性能都较高时,材料就可获得优异的抗弹性。     

AZ31镁合金热变形特性研究

通过MTS试验机进行等温压缩实验,变形温度范围473～623 K、应变速率范围0.001～1 s-1,研究了AZ31镁合金的流变应力行为及其微观组织的演变规律.结果表明,变形温度、应变速率与峰值应力之间的相互关系可用指数模型来描述,其激活能约为138.13kJ/mol,而动态再结晶则是该合金在热变形过程中的主要软化机制和晶粒细化手段.     

往复挤压ZK60镁合金研究

本文对往复挤压ZK60镁合金的组织和延伸率等进行了研究。结果表明：往复挤压对ZK60镁合金组织的细化效果更加显著,晶粒尺寸大约为1．5μ～5μm。RE—n～Ex—ZK60—CT镁合金人工时效处理后,伸长率高达40％。     

铸态AZ31镁合金热压缩过程中的再结晶行为

利用Gleeble-1500在温度200～500℃和应变速率0.001～1s-1范围内对铸态AZ31镁合金进行热压缩实验,并对动态再结晶行为进行研究。基于温度-应变速率的变化规律(Zener-Hollomon参数,Z参数),分析了形变温度和应变速率对铸态AZ31镁合金组织结构的影响规律。结果表明:动态再结晶发生后,再结晶晶粒尺寸随着形变温度的降低而减小。随着Z值的增加,动态再结晶作用增强,形变组织细化。为了便于工程应用的参考,给出了相应的热加工三维图。     

6013铝合金热变形行为研究

以6013铝合金为试验材料,采用热压缩镦粗法,在Gleeble-1500热模拟试验机上进行等温热压缩试验.结果表明:随变形速率增加和变形温度降低,合金的流变应力增加.随变形程度增加,流变应力先迅速增加到一峰值,然后缓慢下降到渐趋平稳,呈现明显动态再结晶特征.该合金的流变应力行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其变形激活能Q为145.75kJ/mol.     

Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag镁合金热压缩变形行为研究

为了考察Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag镁合金在不同条件下的变形行为,采用Gleeble2000热模拟机对该合金进行研究,分析了该合金在变形温度350~500℃,应变速率0.001~1 s-1条件下流变应力的变化规律.研究结果表明:变形温度和应变速率对流变应力有显著的影响,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在应变速率相同的情况下,合金在较高温度下变形时,流变应力随应变量的增加达到峰值后,基本呈稳态流变特征;采用双曲正弦模型计算出该合金的变形激活能和应力指数,建立了该合金相应的热变形本构关系.     

GWN751K镁合金热压缩实验研究

在Gleeble-1500D热模拟机上进行了单向热压缩试验,研究了GWN751K镁合金在变形温度为623-773K,应变速率为0.002-2s-1条件下热变形行为,变形量为60%.结果表明,在相同变形温度条件下,流变应力随变形速率的增加而上升,在相同的应变速率条件下,流变应力随着变形温度的升高而下降,计算出其平均激活能Q为228.61kJ/mol,应力指数n为4.2.根据材料动态模型,计算并分析了GWN751K合金的热加工图,并确定了合适的挤压加工条件为723K,0.01/s.通过对合金的挤压试验研究,验证了加工条件,挤压后的合金断裂强度为320MPa,延伸率为18%,较铸态合金有显著提高.     

ZK60和Al18B4O33w/ZK60高温压缩流变应力行为的研究

为了分析ZK60镁合金和Al18B4O33w/ZK60复合材料的高温热变形行为,研究其高温流变应力与应变速率、变形温度之间的关系和组织情况,确定其应变速率敏感指数m和表观激活能Q.利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在变形量为60%和不同温度、不同应变速率的条件下对其进行高温热压缩变形.研究表明:在温度为573～673 K和应变速率为0.001～0.1 s-1范围内,镁合金的应变速率敏感指数m值为0.14,复合材料的m值为0.12;合金的表观激活能Q值为226～254 kJ/mol;复合材料的Q值为254～283 kJ/mol.     

ZK60镁合金高温动态再结晶行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行压缩实验,研究了ZK60镁合金在变形温度为473～723K、应变速率为0.001～1s~(-1)范围内变形过程中的组织演变.分析了变形程度、变形温度、变形速率对其动态再结晶行为的影响,探讨了其动态再结晶的形核机制.结果表明:ZK60合金高温塑性变形时的主要软化机制为动态再结晶,变形温度623K,应变量超过0.24时,在原晶界处出现大量的动态再结晶晶粒,并形成易延展的剪切区.变形温度是影响ZK60合金动态再结晶晶粒尺寸的主要因素,变形温度高于623K时,动态再结晶晶粒超过25μm.ZK60合金动态再结晶晶核在晶界弓弯处形成,随着应变量增加,出现亚晶界合并长大,长条状亚晶快速长大以及在剪切带变形区形核等.     

ZK60稀土镁合金高温塑性变形行为研究

为了研究镁合金高温塑性变形行为,采用Gleeble-1500型热/力压缩模拟机对ZK60-RE稀土镁合金在423~673 K及0.002~0.1 s-1应变速率进行不同变形程度的高温压缩模拟试验,分析了实验合金在高温压缩变形时流变应力、应变速率以及变形温度之间的关系,推导并计算了不同应变速率和不同温度下的变形激活能,并观察了不同变形程度的显微组织.结果表明:试验合金在一定变形速度下,较低的温度压缩时以加工硬化为主,较高的温度下以动态再结晶为主.峰值应力随变形速度的降低和温度的升高而下降.合金的变形激活能在523~623 K内迅速上升.     

Weakened anisotropy of mechanical properties in rolled ZK60 magnesium alloy sheets with elevated deformation temperature

The rolling direction (RD) and the transverse direction (TD) samples were obtained from an as-rolled ZK60 magnesium alloy sheet with strong anisotropy of initial texture and their mechanical properties were tested at various deformation temperatures. Meanwhile, the microstructure and texture of these samples after fracture were investigated. Results revealed that a higher flow stress along the RD than that along the TD at room temperature were ascribed to the strong anisotropy of transitional texture, and this texture effect was remarkably weakened with the increase of deformation temperature. Deformation structure was dominant at 100 °C, and was replaced by dynamic recrystallization structure when the deformation temperature increased to 200 °C and 300 °C. The texture presented a strong texture (transitional texture in the RD sample and basal texture in the TD sample) at 100 °C, but its intensity visibly decreased and texture components became more disperse at 200 °C and 300 °C. These microstructure and texture results were employed in conjunction with calculated results to argue that raising deformation temperature could increase the activity of non-basal slip by tailoring the relative critical resolved shear stress of each deformation mode and finally result in low texture effect on mechanical anisotropy.     

ZK60镁合金型材挤压过程有限元数值模拟

本文运用DEFORM-3D平台对ZK60变形镁合金型材挤压过程进行了数值模拟.分析了变形温度(T=300℃/350℃)、变形速度(V=2、5mm/s)对合金等效应变、等效应力、温度场以及变形载荷的影响规律.结果表明:温度对等效应力影响显著,变形温度从300℃升高到350℃,合金最大等效应力从75MPa降低到55MPa;变形速度对温升影响显著,挤压速度由2mm/s升高到5mm/s,合金最大温升由81℃升高到118℃.确定了ZK60合金在挤压比为25时,适宜的挤压温度为350℃,挤压速度应在5mm/s以下.