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《重庆大学》 2016年
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形变热处理和扭转变形对镁合金组织性能的影响

陈红兵  
【摘要】:镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比强度高、比刚度高且易于回收利用等优点,在汽车、航空和电子产品领域得到广泛应用。但是,镁合金具有密排六方晶体结构,具有的独立滑移系较少,室温变形能力较差。而且,镁合金在塑性变形过程中极易产生孪生变形,导致屈服强度低和拉压屈服不对称等。这些缺点都严重限制了镁合金的广泛使用。目前,镁合金的主要研究方向有:制备高强度镁合金、改善拉压屈服不对称性和提高室温塑性变形能力等方面。本课题选用常用的AZ31和ZK60镁合金作为研究对象。本文的一个主要研究内容就是研究形变热处理工艺对镁合金的微观组织和力学性能的影响;另一个主要研究内容就是研究扭转变形对镁合金的微观组织和力学性能的影响。通过金相显微分析(OM)、X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对试样微观组织进行表征,对相关机理进行深入分析,取得的主要结论如下:(1)低温退火处理(170℃)能够提高预孪生化AZ31镁合金试样的压缩屈服强度。由于溶质原子在孪晶界偏聚,阻碍孪晶界扩展,增加了孪生长大的激活应力,从而导致预孪生化试样的压缩屈服强度增高。(2)时效处理(180℃)可以有效地降低预孪生化ZK60镁合金试样的拉压屈服不对称性。在预孪生化ZK60镁合金的{1012}拉伸孪晶内观察到三种形貌的析出相:(0001)_(_(twin))板状、[11-20]_(twin)条状和[0001]_(twin)棒状,分别由Mg4Zn7相或Mg Zn2相组成。由于在预孪生化ZK60镁合金的基体和孪晶内具有不同的析出行为,而且溶质原子在孪晶界偏聚,阻碍孪晶界扩展,导致时效处理试样的后续拉伸(退孪生变形机制)和压缩(孪晶长大机制)屈服强度增量不同。(3)扭转变形可以有效地降低挤压态AZ31镁合金试样的拉压屈服不对称性。试样的压缩屈服强度随着扭转应变量的增大而升高;但拉伸屈服强度基本不受扭转应变量的影响。当试样经受的切应变量较低时(γ0.35),其塑性变形主要以位错滑移为主;当试样经受的切应变量较高时(γ0.52),其塑性变形除了位错滑移之外,还会产生大量的{1012}拉伸孪晶。(4)扭转变形速度对挤压态AZ31镁合金试样的流变曲线具有重要影响。扭转变形速度越快,则流变曲线就越高。扭转变形使试样横截面产生梯度组织,而且能够提高试样的硬度。扭转变形产生的梯度应变是试样横截面产生梯度组织的主要原因。位错密度、硬度和孪晶面积分数沿试样横截面的半径方向逐渐增加。硬度的提高主要归因于位错强化机制,而织构强化和细晶强化的作用微乎其微。(5)热扭转变形也会使挤压态AZ31镁合金试样在横截面上产生梯度组织。在横截面边缘处产生的动态再结晶晶粒多,而心部产生的动态再结晶晶粒少。随着变形温度升高和切应变量增大,动态再结晶晶粒的面积分数也逐渐增加。热扭转变形试样的压缩屈服强度增高主要是由细晶强化(动态再结晶)引起的。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG146.22;TG166.4

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 刘志义;黄田田;刘文娟;Sukbong KANG;;不同应变率下热压缩双辊轧制Mg-5.51Zn-0.49Zr合金动态再结晶的位错机制(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2016年02期
2 刘冉;尹德良;王经涛;;时效消除AZ80镁合金的屈服不对称性(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年04期
3 ;Influence of Grain Size and Texture on the Yield Asymmetry of Mg-3Al-1Zn Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2011年01期
4 刘庆;;镁合金塑性变形机理研究进展[J];金属学报;2010年11期
5 杨续跃;朱亚坤;H.MIURA;T.SAKAI;;Static recrystallization behavior of hot-deformed magnesium alloy AZ31 during isothermal annealing[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2010年07期
6 Ryo MATSUMOTO;;Ductility improvement methods for commercial AZ31B magnesium alloy in cold forging[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2010年07期
7 郑开云;董杰;曾小勤;丁文江;;Effect of pre-deformation on aging characteristics and mechanical properties of Mg-Gd-Nd-Zr alloy[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2007年06期
8 张凯锋,尹德良,吴德忠,蒋少松;AZ31镁合金板的热拉深性能[J];中国有色金属学报;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张真;AZ31B镁合金塑性变形行为的相关基础研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孟石;挤压态ZM5镁合金热处理工艺及性能研究[D];哈尔滨理工大学;2015年
2 常森;Mg-11Gd-2Y-0.4Zr镁合金热处理及热变形研究[D];中北大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 费洪旗;严凯;金朝阳;程宏辉;宋奎;;等通道转角挤压对Mg-6Zn合金显微组织和力学性能的影响[J];热加工工艺;2017年13期
2 陈帅峰;程明;张宏轩;宋鸿武;张士宏;;镁合金板材等通道弯曲变形模拟与实验[J];精密成形工程;2017年04期
3 高铁军;ZHANG Wenzhuo;XU Menglong;WANG Zhongjin;;Finite Element Analysis and Experiment on Viscous Warm Pressure Bulging of AZ31B Magnesium Alloy[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science);2017年03期
4 张涛;沈骏;吕路强;汪春民;桑嘉新;吴冬;;石墨烯微片添加对AZ31镁合金纳米颗粒增强活性钨极氩弧焊接头显微组织及力学性能的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2017年06期
5 张俊;韩富银;杨宝成;马盈;吴海优;;ECAP对Mg-1Si合金组织和性能的影响[J];轻合金加工技术;2017年05期
6 胡文义;乐启炽;张志强;崔建忠;;Li对GW82K镁合金组织与性能的影响[J];铸造;2017年05期
7 徐海洁;马立峰;刘崇林;刘光明;黄志权;刘鹏涛;林金宝;;AZ31B镁合金板材多道次轧制路径研究[J];机械工程学报;2017年10期
8 徐志超;史庆南;冯中学;杨应湘;;异步轧制对Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金晶粒和力学性能的影响[J];热加工工艺;2017年05期
9 刘运腾;林涛;周吉学;庄海华;马百常;杨院生;;低挤压比条件下挤压工艺对AZ31B镁合金组织和力学性能的影响[J];热加工工艺;2017年05期
10 王荣军;马立峰;蒋亚平;黄志权;刘光明;楚志兵;林金保;房大庆;;AZ31B镁合金变形抗力数学模型的建立[J];材料热处理学报;2017年02期
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1 秦清风;AZ80+0.4%Ce挤压态镁合金热变形各向异性行为研究[D];中北大学;2016年
2 陈红兵;形变热处理和扭转变形对镁合金组织性能的影响[D];重庆大学;2016年
3 梁海成;AZ80和ZK60镁合金热变形行为及热挤压成形工艺研究[D];东北大学;2013年
4 张金玲;Mg-Al系合金中稀土元素的作用机理研究[D];太原理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈保龙;高稀土合金化镁合金半连铸坯料制备及其挤压工艺研究[D];东北大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 F.BERGE;L.KRüGER;H.OUAZIZ;C.ULLRICH;;温度和应变速率对双辊铸轧、轧制和热处理态AZ31镁合金流动应力行为的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年01期
2 徐岩;胡连喜;孙宇;;铸态AZ91D镁合金的动态再结晶动力学(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年06期
3 史宝良;罗天骄;王晶;杨院生;;Mg-6Zn-1Al-0.3Mn镁合金的热压缩变形行为及变形组织(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年09期
4 何运斌;潘清林;陈琴;张志野;刘晓艳;李文斌;;ZK60镁合金热变形过程中的应变强化与动态再结晶行为(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年02期
5 宋波;辛仁龙;刘庆;;析出相对镁合金变形机理影响的研究进展[J];中国有色金属学报;2011年11期
6 李艳;张治民;薛勇;;时效处理对AZ80和ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年04期
7 杨续跃;吉泽升;H. MIURA;T. SAKAI;;Dynamic recrystallization and texture development during hot deformation of magnesium alloy AZ31[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年01期
8 简炜炜;康志新;李元元;;Effect of hot plastic deformation on microstructure and mechanical property of Mg-Mn-Ce magnesium alloy[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2007年06期
9 唐伟;韩恩厚;徐永波;刘路;;Precipitation behavior and effect of new precipitatedβphase in AZ80 magnesium alloy[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年S3期
10 路林林;杨平;王发奇;钟伟珍;;形变热处理对AZ80镁合金组织及性能的影响[J];中国有色金属学报;2006年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱曾涛;ZM61高强变形镁合金热处理工艺的优化研究[D];重庆大学;2012年
2 隋美;Mg-Mn-RE系合金热处理及挤压变形后显微组织和力学性能研究[D];长春工业大学;2012年
3 尹维;Mg-Mn-RE合金的热处理和变形行为研究[D];长春工业大学;2011年
4 漆振华;Mg-Zn-Al-Ca镁合金合金化及时效强化的研究[D];河北工业大学;2011年
5 冯丹;新型Mg-Al-Sn-Si合金的制备及组织控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张利平;镁合金高温熔体定量输送系统的研究[D];华中科技大学;2008年
7 郑兴伟;Mg-4Al-4RE-0.5Zn-0.3Mn(RE=Ce、Nd)合金组织与性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 段亚利;AZ31镁合金薄壁管材挤压成形工艺研究[D];中北大学;2007年
9 唐钟雪;触变成形AZ91D镁合金的组织与性能及热处理工艺研究[D];兰州理工大学;2005年
10 张秀芝;稀土镁合金低周疲劳行为的研究[D];沈阳工业大学;2002年
【相似文献】
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1 张文周,姚素娟;挤压用镁棒和镁合金棒的生产[J];世界有色金属;2000年10期
2 张青来,卢晨,丁文江;分流挤压镁合金管材工艺研究[J];轻合金加工技术;2003年10期
3 房中学;徐河;房永兴;;镁合金挤压阳极生产过程控制[J];稀有金属;2006年S1期
4 洪岩松;杨柯;张广道;黄晶晶;郝玉全;艾红军;;可降解镁合金的动物体内骨诱导作用[J];金属学报;2008年09期
5 李媛媛,计海涛,申健,李锋,陈立佳,刘正;热加工对AM50镁合金力学性能的影响[J];汽车工艺与材料;2005年01期
6 李洪波;吕玫;马文昌;;AZ31和AZ91镁合金等温挤压及挤压后的微观组织变化[J];塑性工程学报;2011年06期
7 卢晨,卫中山;镁合金的研究与应用进展[J];汽车工艺与材料;2005年09期
8 李学哲;陈立佳;赵波;车欣;吴崴;;挤压变形AZ81镁合金的疲劳变形与断裂行为[J];沈阳工业大学学报;2007年06期
9 陆国桢;王强;张治民;袁国;;镁合金挤压成形技术的研究进展[J];热加工工艺;2012年15期
10 杨素媛;才鸿年;王富耻;;动态加载条件下细晶镁合金的组织特征及形成机制[J];北京理工大学学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 关绍康;赵红亮;;镁合金开发及应用[A];合作 发展 创新——2008(太原)首届中西部十二省市自治区有色金属工业发展论坛论文集[C];2008年
2 常丽丽;王轶农;赵骧;;晶粒尺寸及织构对热挤压AZ31镁合金室温压缩变形行为的影响[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
3 黄木;;铸态AZ31镁合金的超塑性性能及流变应力[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 房中学;河南镁合金材料工程技术研究中心正式挂牌[N];中国有色金属报;2008年
2 记者 王海滨;中试基地要技术立家创新发展[N];山西科技报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李建;镁合金车轮锻造成形工艺及设备研究[D];燕山大学;2015年
2 陈红兵;形变热处理和扭转变形对镁合金组织性能的影响[D];重庆大学;2016年
3 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
4 张晓华;镁合金等通道角挤压不均匀变形及对半固态球晶化的影响[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 房灿峰;高性能镁合金电磁改性技术研究[D];大连理工大学;2006年
6 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
7 李娜丽;初始组织及变形条件对AZ31镁合金热挤压组织和织构演变的影响研究[D];重庆大学;2013年
8 胡红军;变形镁合金挤压-剪切复合制备新技术研究[D];重庆大学;2010年
9 李洪波;连铸AZ31镁合金成形性能及内齿轮精密成形研究[D];燕山大学;2006年
10 何杰军;AZ31镁合金的形变孪生行为及孪生机制[D];重庆大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任丽丽;AZ31镁合金丝材热拉拔工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 裴崇雷;AZ31镁合金细管塑性加工工艺及腐蚀研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 范俊枝;挤压—剪切变形镁合金的摩擦磨损行为及机理研究[D];重庆理工大学;2015年
4 龙志相;预变形和变形后退火对AZ31轧制镁合金力学行为影响的研究[D];重庆大学;2015年
5 王震;AZ80锻造镁合金车轮材料组织研究和性能提升[D];燕山大学;2015年
6 李冲;AZ31及AZ63镁合金耐蚀性的比较研究[D];青岛科技大学;2016年
7 张龙;Ce对铸态AZ80镁合金热变形行为影响的研究[D];中北大学;2016年
8 董立珍;AZ91镁合金均匀化处理及板材低温挤压研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
9 林亚青;镁海水电池用镁合金阳极材料的研究[D];天津大学;2015年
10 孔祥东;新型高性能生物医用镁合金(JDBM)安全性和有效性的实验研究[D];上海交通大学;2015年
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