{1012}拉伸孪晶对AZ31B镁合金动态力学行为及应变速率敏感性的影响

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,分析了AZ31B镁合金沿挤压方向压缩和拉伸时的不对称性和应变速率敏感性.结果表明: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;沿挤压方向拉伸时,拉伸孪晶不能启动,位错滑移参与变形,应变速率敏感性有所提高;由于拉伸孪晶只能单向启动,AZ31B镁合金在挤压方向的动态拉压不对称性显著.     

挤压态AZ31B镁合金动态拉压不对称性分析

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的拉压不对称性,对挤压态AZ31B镁合金进行了织构分析.采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置分别沿挤压方向和垂直挤压方向进行了动态压缩和拉伸试验,应变速率范围在500～2650 s-1之间.结果表明,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>容易启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低;沿挤压方向拉伸时,拉伸孪晶不能启动,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;合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与屈服强度的比值约为0.30.垂直于挤压方向拉伸和压缩时,没有表现出拉压不对称性.     

等通道角挤压变形AZ31镁合金的变形行为

研究挤压态和等通道角挤压(EcAE)态AZ31镁合金的变形行为与微观组织的相关性.结果表明,ECAE态AZ31镁合金的室温拉伸屈服强度与晶粒尺寸之间表现出反Hall-Petch关系,且拉压不对称性明显减弱;在室温压缩时表现出应变速率敏感性,并随变形温度升高,应变速率敏感性因子变大.挤压态合金的晶粒度为20 μm,具有典型的挤压丝织构,主要变形方式为基面位错滑移和孪生,导致了合金中明显的拉压不对称性.ECAE态合金平均品粒尺寸约为2μm,织构相对随机化,导致合金压缩时孪生比率明显下降,其他变形模式比率增加,提高了变形抗力,降低了拉压不对称性.ECAE态AZ31镁合金压缩的激活能接近其晶界扩散激活能,晶界滑移在一定程度上导致了合金的反Hall-Peteh关系的出现以及应变速率敏感性的增强.     

高应变速率下AZ31镁合金的各向异性及拉压不对称性

采用分离式霍普金森拉杆及压杆装置,研究挤压态AZ31镁合金高速变形下的各向异性及拉压不对称性,并从微观变形机制的角度探讨具有强烈初始基面织构的挤压态镁合金各向异性及拉压不对称性产生的原因。结果表明:在高速变形条件下,依据加载方向及应力状态挤压态AZ31镁合金的拉伸行为表现出很强的各向异性,但压缩行为的各向异性不明显;在挤压方向表现出很强的拉压不对称性,而在垂直于挤压方向的拉压不对称性很低。挤压态AZ31镁合金宏观上的各向异性及拉压不对称性是由于不同的微观变形机制所引起的。沿挤压方向拉伸的主要变形机制为柱面滑移,沿垂直于挤压方向拉伸及压缩的主要变形机制为锥面滑移;沿挤压方向压缩时初始变形机制为拉伸孪晶,当变形量为0.08(8%)左右时由于孪晶消耗殆尽,变形变而以滑移的方式进行。     

AZ31B镁合金薄板室温拉压不对称性能研究

通过室温下单向拉伸和压缩试验研究了AZ31B镁合金挤压薄板的拉压不对称性.研究表明,在压缩过程中,孪生较拉伸易开动,单向压缩变形过程中产生的孪晶体积分数比拉伸大,使镁合金压缩屈服强度低于拉伸,导致镁合金薄板的拉压不对称性;对于挤压镁合金薄板,沿挤压方向和横向的压缩屈服强度均低于拉伸.     

采用多晶塑性模型研究Mg-3A1-1Zn合金的变形机制（英文）

采用一种多晶塑性模型分析Mg-3A1-1Zn合金的室温变形行为。使用铸态和挤压态两种织构类型的AZ31镁合金棒料进行室温单向拉伸和压缩试验,并与提出的模型相结合来揭示该合金的变形机制。结果表明:多晶塑性模型可以成功地模拟镁合金试样拉伸和压缩曲线的差异。挤压态AZ31镁合金拉伸和压缩曲线形状的差异是拉伸孪生和锥面c+a滑移的不同开动行为所致。金相和透射电镜(TEM)观察表明:铸态AZ31镁合金拉伸和压缩初期具有相同的孪生开动分数;随着应变的增加,在铸态压缩试样中发生了锥面c+a滑移,这与模拟结果相吻合。     

铸态AZ31B镁合金热变形开裂准则的建立

以铸态AZ31B镁合金为研究对象,时效处理（400℃×12h）后,在Gleeble-3800热模拟机上进行了变形温度为250 450℃、应变速率为0.01 10s-1的热模拟压缩试验,通过高速摄影技术确定了合金热压缩过程中的临界开裂应变,结合有限元模拟确定了热压缩临界开裂损伤值。结果发现,经典Freudenthal准则能够很好地反映高速摄影技术和热模拟压缩试验观察到的试样表面裂纹萌生以及扩展的现象,结果与金相观察一致。因此,基于Freudenthal准则,通过引入Zener-Hollomon因子来表征镁合金热变形过程的临界开裂损伤值随变形温度和应变速率的变化,建立了适用于铸态AZ31B镁合金的热变形开裂准则。该准则很好地揭示了镁合金热变形的临界开裂损伤值与应力状态、应变、变形温度和应变速率等变形参数之间的关系,为铸态AZ31B镁合金热变形开裂预测提供了理论支撑,为该合金热加工参数的优化奠定了技术基础。     

热挤压AZ31镁合金单向压缩变形的应变硬化行为

对AZ31镁合金热挤压棒材在室温下沿挤压方向分别进行了应变为3%、6%、10%的单向压缩实验。利用OM、XRD和EBSD等技术研究了不同压缩应变量下的显微组织、织构及应变硬化的演变特征。结果表明:具有{0002}纤维织构的热挤压态AZ31镁合金沿着挤出方向压缩时,产生显著的应变硬化效应。其塑性变形可大致分为3个阶段:初始阶段主要发生{1012}拉伸孪生,表现为较低的应变硬化速率和应变硬化速率的急剧减小;随着压缩应变量的增加,孪晶界逐渐扩展,直至部分晶粒发生完全孪生,基面织构强度逐渐增强;拉伸孪晶生长所造成的强{0002}基面织构是产生高应变硬化速率的主要原因;应变硬化速率第Ⅱ~Ⅲ阶段的转折点大致与拉伸孪晶的生长停滞相对应。     

AZ91D镁合金高温压缩变形行为

针对AZ91D镁合金,采用Gleeble1500D热模拟实验机对原始铸态试样在不同温度和应变速率下的高温压缩变形行为进行了实验研究.结果表明,AZ91D镁合金在压缩温度为200℃时,随着应变速率增大,应力升高加快;压缩温度为300～400 ℃、应变速率为0.001～1 s-1时,材料呈现出稳态流变的特性;当应变速率提高到5 s-1时,未出现稳态流变现象.建立了AZ91D镁合金低、高温压缩的变形力学模型,其结果可为镁合金的塑性成形工艺的制订提供理论依据.     

AZ80镁合金高温热变形流变应力研究

在Gleeble2000热模拟机上对铸态AZ80镁合金在应变速率为0.001～1s-1、变形温度为240～440℃条件下的热压缩变形行为进行了研究.结果表明:AZ80镁合金热压缩变形的流变应力受到变形温度和应变速率的显著影响,可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述.本实验条件下,AZ80镁合金热压缩变形时的应力指数n为5,其热变形激活能Q为183 kJ·mol-1,建立了流变应力的数学模型,其结果可为变形镁合金的塑性成形工艺的制订提供更为科学的依据.