收藏本站
《重庆大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

初始取向及变形条件对AZ31镁合金压缩塑性行为影响的研究

汪炳叔  
【摘要】:本文选用具有典型挤压织构的AZ31挤压棒材和具有很强基面织构的商用AZ31热轧板材,设计了七类不同初始取向的样品,取其压缩轴分别与挤压方向(ED)平行和垂直,与板材的法向(ND)成0°、30°、45°、60°和90°。在不同的变形条件下(温度、应变速率)进行准静态单轴、平面应变压缩及动态塑性压缩(DPD),利用电子背散射衍射(EBSD)技术,定量表征变形前后样品微观组织及织构演变的规律,结合晶体塑性模拟,详细分析了初始取向及变形条件对AZ31镁合金屈服行为、加工硬化行为和动态再结晶行为的影响,系统研究镁合金宏观力学性能与微观组织结构之间的关系。 主要得到以下结论: ①利用改进的Taylor模型(ACM)模拟计算AZ31镁合金不同温度下各滑移和孪生系统的CRSS值;利用改进的EBSD取向重构图研究由位错滑移引起的晶粒内部旋转分裂行为。 ②初始取向对流变应力行为的影响与温度密切相关。低温下,初始取向影响孪生和滑移的竞争和协调,从而引起力学性能的各向异性,随着温度升高(250℃以上),孪生不易激活,初始取向影响减弱,流变应力各向异性逐渐消失。通过计算得到0°、30°、45°、60°和90°样品的热变形激活能分别为:146.71KJ/mol、141.88KJ/mol、127.56KJ/mol、137.62KJ/mol和151.37KJ/mol,45°样品的形变激活能最低,这是由于45°样品的初始取向最有利于基面滑移。 ③初始取向影响变形后样品的宏观形貌。不同初始取向的圆柱样品在不同温度下变形,样品宏观形貌表现出明显的差异,即压缩面呈椭圆状,有明显的长径和短径方向,长径比的排序为:0°30°90°45°60°。 ④初始取向对屈服行为及加工硬化行为具有显著影响。初始取向不同,室温下力学性能表现出强烈各向异性,加工硬化行为也呈现出不同特征。研究发现少量初始取向发生{10(?)2}拉伸孪生,即可造成明显的屈服行为发生。加工硬化率曲线第二阶段主要是由{10(?)2}孪生引起的织构强化贡献,这个阶段的应变量长度取决于发生的拉伸孪晶数量。 ⑤Schmid定律可以解释大部分{10(?)2}拉伸孪生变体选择规律,即孪生Schmid因子最大的孪生变体优先发生,从孪生应变张量分析上看,能较好协调沿受力方向应变的变体优先发生。但Schmid定律无法解释所有晶粒中的孪生行为,需要结合晶粒内部的应力状态综合判断。 ⑥对0°和90°样品,进行室温动态塑性变形(DPD),研究发现DPD促进孪生发生,对于0°样品,DPD变形时,观察到{10(?)1},{10(?)2}以及{10(?)1}-{10(?)2}等孪晶发生,且{10(?)1}-{10(?)2}二次压缩孪生比{10ˉ12}拉伸孪生更严格符合Schmid因子规律;而在慢速下则无明显的孪生行为。对于90°样品,不管是慢速变形还是DPD变形,{10ˉ12}拉伸孪生都是主要的孪生类型,而且拉伸孪生变体选择机制对应变速率不敏感,大都符合Schmid因子规律。但应变速率对拉伸孪生形核和长大之间的竞争有明显影响。DPD下促进孪晶形核,慢速下则有利于孪晶片层生长。此外,在DPD条件下,个别晶粒内部可同时观察到多种孪晶类型共存,包括{10(?)1},{10(?)2}以及{10(?)1}-{10(?)2}二次压缩孪晶。 ⑦初始取向通过影响变形机制,从而影响动态再结晶进程。350℃下90°样品在变形初始阶段由于柱面滑移大量启动,减弱了应力集中程度,推迟了流变应力峰值的出现,从而延缓了动态再结晶发生的进程。 ⑧应变速率通过影响滑移和孪生的启动来影响动态再结晶机制。0°样品250℃下变形,在应变速率0.001-0.01s~(-1)内,表现出连续动态再结晶、非连续动态再结晶和旋转动态再结晶的特征,在应变速率为1s~(-1)时,表现出旋转动态再结晶和孪生诱发动态再结晶机制的特征;当应变速率达到5s~(-1)时,则表现出孪生诱发动态再结晶机制的特征。 ⑨在变形过程中,由于滑移所引起的晶粒内局部区域的旋转分裂,导致晶内变形带的形成,这些变形带具有严格的方向性,即与晶粒的{0001}面垂直,但与外力轴方向无关。在高温下,可分割细化晶粒,促进连续动态再结晶发生。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG146.22

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 陈振华,夏伟军,严红革,傅定发,陈吉华;镁合金材料的塑性变形理论及其技术[J];化工进展;2004年02期
2 杨平,任学平,赵祖德;AZ31镁合金热成形及退火过程的组织与织构[J];金属热处理学报;2003年04期
3 杨续跃;姜育培;;镁合金热变形下变形带的形貌和晶体学特征[J];金属学报;2010年04期
4 辛仁龙;汪炳叔;周正;黄光杰;刘庆;;Effects of strain rate and temperature on microstructure and texture for AZ31 during uniaxial compression[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2010年S2期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 荣军;宋利明;李娟;;高效模块化镁合金碎屑回收感应熔炼炉研发[J];四川有色金属;2010年03期
2 孙国元,陈光,刘平;Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)大块非晶合金的晶化行为研究进展[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
3 毕虎才;卫英慧;侯利锋;余春燕;胡兰青;于斌;许并社;;热处理温度对AZ91D化学镀Ni-P镀层性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2005年06期
4 王维青;潘复生;左汝林;;镁合金腐蚀及防护研究新进展[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
5 肖盼;刘天模;;AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究[J];兵器材料科学与工程;2006年04期
6 贾树卓;郭学锋;徐春杰;张忠明;吕涛;;往复挤压制备Mg_2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究[J];兵器材料科学与工程;2007年05期
7 夏翠芹;刘平;田保红;任凤章;赵冬梅;董企铭;;Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金热压缩动态再结晶的研究[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
8 王震东;陈伟;王有祁;马力;;喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2009年02期
9 曲家惠;岳明凯;刘烨;;镁合金塑性变形机制的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2009年02期
10 程喆;郭学锋;杨文朋;徐春杰;;大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄建丽;张才;;镁合金手持工具压铸件热裂纹的研究[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年
2 夏浩;欧阳贵;;不同氧化时间对镁合金微弧氧化的影响[A];第九届全国转化膜及表面精饰学术年会论文集[C];2012年
3 赵峰;李玉龙;索涛;刘元镛;;应变率对铸造镁合金AZ91压缩力学性能影响研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
4 石光华;;镁合金方向盘骨架裂纹缺陷的防止[A];2008重庆市铸造年会论文集[C];2008年
5 常欢欢;龙思远;曹韩学;杜勇;;数值模拟分析在镁合金方向盘压铸工艺上的应用[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年
6 王海珍;张奎;李兴刚;李永军;马鸣龙;何兰强;;Mg-6Y-7RE-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能研究[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年
7 陈强;王元庆;邓天泉;;半固态镁合金AZ91D-Y触变模锻成形研究[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年
8 刘玉三;龙思远;刘波;陈海波;;镁合金转向支撑的模态分析及其结构优化[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年
9 刘琦;;镁合金方向盘孔隙率的工艺控制[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年
10 魏丽;付忠亮;李昌坤;王心朋;;影响镁合金板材冲压成形性能的因素[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨敏建;镁基储氢材料的制备及对二硫化碳、噻吩的加氢性能研究[D];山东科技大学;2010年
2 徐开东;镁合金高能表面强化研究[D];华中科技大学;2010年
3 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 王春建;Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
5 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
6 王长义;高应变速率下镁合金的动态力学行为及变形机制[D];沈阳工业大学;2011年
7 吴伟;Mg-Al-Nd压铸镁合金的组织性能及压铸成形过程的数值模拟[D];沈阳工业大学;2010年
8 陈克豹;AZ与AM系列挤压变形镁合金的低周疲劳变形行为[D];沈阳工业大学;2010年
9 郭全英;两种含Gd镁合金微观组织演变机制及性能研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 周乐;Mg-Zn-(Al)系合金热裂敏感性及其微观机理研究[D];沈阳工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘娇娇;Mg-Ho基合金的组织与性能研究[D];河南理工大学;2010年
2 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年
3 涂序荣;脉冲磁场控制制备阻燃镁合金的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 吴小超;稀土元素与凝固速度对AZ31-RE-Sb组织及相组成的影响[D];郑州大学;2010年
5 胡中华;Mg3AllCelSb合金相析出行为及其价电子结构研究[D];郑州大学;2010年
6 孟祥瑞;镁锂合金合金化及其固态复合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 黎群霞;一种镁锂合金的热变形研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 王威;Cd、Sn合金化α基Mg-Li合金组织与力学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 冯娟;ZK60镁合金波纹件SPF/DB成形数值模拟与实验研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 赵国良;AZ91D镁合金表面电沉积镍的研究[D];长春工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马洪涛,杨蕴林,席聚奎,张锐生;MB26合金超塑性的研究[J];材料工程;1998年09期
2 黄晓旭,蔡大勇,姚枚,刘庆,N.Hansen;金属形变后的亚结构特征[J];材料科学与工艺;2000年01期
3 黄晓旭,蔡大勇,刘庆,姚枚;拉伸变形纯铜的显微组织特征[J];材料科学与工艺;2003年02期
4 曹富荣,崔建忠;超轻Mg-8Li合金超塑性力学性能的研究[J];稀有金属材料与工程;1997年02期
5 张深根,李东培,应启明,姚国庆,任世宽;间隙型氮化物稀土永磁材料研究进展[J];金属功能材料;1999年05期
6 光明;Nd-Fe-B系各向异性粘结磁体[J];金属功能材料;1997年04期
7 王敏,杨振恒;工业用镁合金板材的超塑性能[J];热加工工艺;1998年05期
8 杨平,孙祖庆,毛卫民;取向成像:一种有效研究晶体材料组织、结构及取向的技术[J];中国体视学与图像分析;2001年01期
9 杨平,毛卫民,任学平,唐全波;Shear bands in magnesium alloy AZ31[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2004年05期
10 陈培生,孙扬善,隽海昌,蒋建清,马爱斌;MB2/SiC复合材料的高应变速率超塑性[J];中国有色金属学报;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石磊;李继文;李永兵;魏世忠;;等通道转角分流模挤压AZ31镁合金管材[J];材料热处理学报;2010年06期
2 赵娟妮;冯再新;;变形程度对铸态AZ31镁合金动态再结晶的影响[J];热加工工艺;2010年16期
3 钟皓;张慧;翁文凭;陈琦;詹志强;闫蕴琪;;热挤压工艺对AZ31镁合金组织与力学性能的影响[J];金属热处理;2006年08期
4 曲家惠;姚路明;岳明凯;黄涛;;挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响[J];轻合金加工技术;2009年03期
5 艾桃桃;冯小明;张会;;AZ31镁合金压缩过程中的变形性能及组织演变[J];特种铸造及有色合金;2009年04期
6 张凯锋,尹德良,韩文波;热轧AZ31镁合金温变形中的微观组织演变[J];航空学报;2005年04期
7 马庆波;刘胜新;李庆奎;刘俊;李双喜;关绍康;陈永;;锑和混合稀土对AZ31镁合金高温变形行为的影响[J];机械工程材料;2007年04期
8 张力;卢立伟;刘天模;李楠;孙朝勇;;双向挤压后AZ31镁合金的微观组织与性能[J];重庆大学学报;2009年08期
9 曹剑,张福全,夏伟军,傅定发,陈振华,吴有伍;AZ31镁合金多阶段超塑性变形[J];轻金属;2005年02期
10 孟利,杨平,解延雷,冯惠平;低应变速率下AZ31镁合金热形变过程的取向成像分析[J];中国体视学与图像分析;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏静;郭伟国;何可馨;鬲钰焯;;铸造镁合金AZ31在大变形不同温度和不同应变率下的流动应力和本构模型[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
2 孟利;杨平;解延雷;冯惠平;;低应变速率下AZ31镁合金热形变过程的取向成像分析[A];第五届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2004年
3 吴培;王鹏程;;AZ31镁合金板热拉深试验研究[A];第六届华北(扩大)塑性加工学术年会文集[C];2009年
4 邸洪双;李永林;宁忠良;刘相华;王国栋;;双辊铸轧法动态亚快速凝固制备AZ31镁合金薄带[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
5 邸洪双;李永林;宁忠良;刘相华;王国栋;;双辊铸轧法动态亚快速凝固制备AZ31镁合金薄带[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
6 吴培;王鹏程;;AZ31镁合金板筒形件热拉深工艺研究进展[A];第六届华北(扩大)塑性加工学术年会文集[C];2009年
7 刘会云;孙明仁;唐光泽;马欣新;;AZ31镁合金植酸转化膜结构与耐蚀性能研究[A];高性能防腐蚀涂装及表面保护技术的应用与发展——第16届全国表面保护技术交流会论文集[C];2011年
8 李强;张超逸;于宝义;花福安;李建平;谢水生;;AZ31镁合金冷轧管材道次间退火工艺与再结晶动力学研究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
9 刘宇;刘天模;肖盼;;AZ31镁合金冷压缩变形再结晶的研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
10 刘伟;廖书全;张剑锋;涂益友;蒋建清;;钒微合金化对高碳钢动态再结晶行为影响[A];2009热轧钢材组织性能预报研究与应用学术研讨会文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;通过动态再结晶细化铸态奥氏体晶粒[N];世界金属导报;2004年
2 刘李斌 刘雅政 何建中 李扬 常大勇;CSP工艺生产X60管线钢轧制过程中的动态再结晶特性[N];世界金属导报;2005年
3 朱革媚 译;CSP集成技术的最新进展[N];中国冶金报;2006年
4 刘朝霞;钢铁材料中形变诱导铁素体相变研究最新进展[N];世界金属导报;2005年
5 陶少清;以先进的显微组织控制技术生产汽车板[N];世界金属导报;2003年
6 廖建国;日本开发出铁素体系不锈钢显微组织预测技术[N];世界金属导报;2005年
7 缪成亮 尚成嘉 张国栋;高铌管线钢平板和卷板轧制中的再结晶和应变积累行为[N];世界金属导报;2011年
8 国;日本晶粒超细化研究现状及未来发展①[N];世界金属导报;2004年
9 郭廷杰;超微细晶粒钢微金属化法现状和展望[N];世界金属导报;2002年
10 陈国安 杨王玥 郭守真 孙祖庆;低碳微量铌钢形变强化相变的组织演变[N];世界金属导报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪炳叔;初始取向及变形条件对AZ31镁合金压缩塑性行为影响的研究[D];重庆大学;2012年
2 黄诗尧;AZ31镁合金挤压成形微观组织演化的试验研究与数值模拟[D];上海交通大学;2010年
3 赵惠;AZ31镁合金表面新型复合化学镀工艺的研究[D];东北大学;2008年
4 周国华;碳纳米管/AZ31镁基复合材料的制备与等径角挤压研究[D];南昌大学;2010年
5 曲家惠;镁合金塑性变形的组织和织构的研究[D];东北大学;2008年
6 王丽君;桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟[D];山东大学;2011年
7 李朋;离子束改性AZ31镁合金耐磨抗蚀复合性能研究[D];大连理工大学;2008年
8 禹宝军;二相粒子材料动态再结晶行为的元胞自动机模型及其模拟研究[D];山东大学;2012年
9 李明照;AZ31-xNd镁合金熔炼、组织与性能的研究[D];太原理工大学;2009年
10 晁红颍;AZ31镁合金丝材冷拉拔变形与再结晶研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟小玉;初始取向对AZ31镁合金单向拉伸塑性变形行为的影响[D];重庆大学;2012年
2 刘晓峰;AZ31镁合金热变形行为研究及数值模拟[D];太原科技大学;2010年
3 雷晓飞;AZ31镁合金复合式双剪切挤压时组织性能与工艺的研究[D];重庆大学;2011年
4 肖心萍;累积叠轧焊法制备超细晶镁合金及组织细化机制研究[D];燕山大学;2006年
5 彭天成;AZ31镁合金锻造变形行为的研究及数值模拟[D];重庆大学;2009年
6 蒋中华;AZ31镁合金轧制板材中低温塑性变形行为研究[D];湖南大学;2009年
7 时秀玲;AZ31镁合金变通道角挤压与等通道角挤压两步混合挤压的研究[D];重庆大学;2010年
8 高莎莎;不同初始取向锆合金压缩变形行为研究[D];重庆大学;2012年
9 付雪松;AZ31轧制变形与AZ31/Al热轧复合工艺研究[D];大连理工大学;2010年
10 赵娟妮;铸态AZ31镁合金坯料预变形对其成形性能的影响[D];中北大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026