ZA73镁合金热变形行为研究
AZ31镁合金的热挤压变形和力学性能分析
第34卷第6期Vol 134 No 16FORGING &S TAMPING TECHNOLOGY2009年12月Dec.2009A Z31镁合金的热挤压变形和力学性能分析石 磊1,李继文1,2,李永兵3,魏世忠1,2,徐流杰1,2,张国赏1,2(11河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;21河南科技大学河南省耐磨材料工程技术研究中心,河南洛阳471003;31机械科学研究总院先进制造技术研究中心,北京100083)摘要:为了掌握高精度镁合金管材的生产工艺,通过对铸锭的均匀化处理,借助500t 挤压机、拉伸试验机、金相显微镜和透射电镜(TEM )对AZ31镁合金管材的等温挤压过程进行了研究,试制了AZ31镁合金挤压薄壁管材,获得了尺寸精度高、粗糙度小和壁厚差小的管材;分析了不同挤压条件下的AZ31镁合金管材的尺寸精度、组织、力学性能。
研究结果表明:在挤压温度为623±20K 挤出管材经523K ×3h 退火时其性能较好,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为270MPa ,175MPa 和2311%。
关键词:AZ31镁合金;热挤压;管材DOI :1013969/j 1issn 1100023940120091061010中图分类号:TG 376 文献标识码:A 文章编号:100023940(2009)0620035204H ot extrusion deformation of AZ31m agnesium alloy and mechanics performance analysisSHI Lei 1,L I Ji 2w en 1,2,L I Yong 2bing 3,WEI Shi 2zhong 1,2,XU Liu 2jie 1,2,ZHANG G uo 2shang 1,2(11School of Material Science and Engineering ,Henan University of Science and T echnology ,Luoyang 471003,China ;21Henan Engineering Research Center for Wear of Materials ,Henan University of Science and Technology ,L uoyang 471003,China ;31Advanced Manufacture Technology Center ,China Academy of MachineryScience and Technology ,Beijing 100083,China )Abstract :In order to know the production technics of magnesium alloy tube with high accuracy ,the isothermal extru 2sion process of AZ31magnesium alloy tube was investigated by 630t extruder ,tensile machine ,microscopy and trans 2mission electron microscope (TEM ).The casting was homogenized before extrusion deformation.The tube with pre 2cise size ,low roughness and little wall thickness difference was received during the trial 2manufacture of the thin 2wall extruded tube of AZ31magnesium alloy.AZ31magnesium alloy was hot extruded under different conditions ,and the microstructure and mechanical properties and dimensions accuracy of the alloy were investigated.The results show that the tensile strength and yield strength and elongation percentage of samples ,that extruded at 623±20K and annealed at 523K ×3h are 270MPa ,175MPa and 2311%respectively.K eyw ords :AZ31magnesium alloy ;hot extrusion ;tube收稿日期:2009204210;修订日期:2009206210作者简介:石 磊(1980-),男,硕士研究生电子信箱:shilei207207@1631com 镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,具有较高的比强度、比刚度,良好的减震性能、电磁屏蔽性能、切削加工性能、尺寸稳定性能以及容易回收等一系列优点,可以代替塑料、钢铁等材料,满足产品的轻、薄、一体化等要求。
变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能
变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能镁合金作为一种新型轻质金属结构材料,在汽车制造、通讯电子、航空航天等工业领域具有广阔的应用前景。
由于镁是密排六方（HCP）结构材料,其塑性变形在室温下仅限于基面{0001}<11（?）0>滑移及锥面{10（?）2}<1011>孪生,因此,镁合金的室温塑性加工能力较差。
目前大多数镁合金制品的加工局限于铸造,特别是压铸成型,然而,铸件的力学性能不够理想且容易产生组织缺陷,极大地限制了镁合金的应用范围。
变形镁合金在铸造后往往通过热变形方式（如挤压、轧制等）细化晶粒、改善合金的组织结构来提高合金的力学性能。
与铸造镁合金相比,变形镁合金的综合力学性能优异;但常规变形镁合金在热变形后一般会产生强烈的{0002}基面织构,而该织构的存在是导致变形镁合金低的室温塑性和高的各向异性的主要原因。
良好的室温塑性是变形镁合金广泛应用的前提之一,而如何通过织构控制及晶粒细化法有效地改善和提高镁合金的室温塑性成为变形镁合金工业发展中的重要方向。
针对上述问题,本论文开展了如下研究工作:（1）铸态纯镁热轧变形过程中{0002}基面织构的演变规律;（2）异步轧制AZ31镁合金板材的形变织构及退火织构;（3）非对称热挤压AZ31镁合金板材的显微组织、织构特征及力学性能;（4）晶粒尺寸及织构对AZ31镁合金室温压缩变形行为的影响。
主要结论如下:铸态纯镁在400℃热轧过程中发生了明显的动态再结晶,伴随晶粒细化和{0001}基面织构的形成。
随着轧制道次的增加,晶粒逐渐细化,晶粒大小趋于均匀,孪晶数量减少;织构由初始态的无规则取向逐渐转化为{0002}基面织构,且基面织构的强度随着热轧变形量的增加而增加。
经多道次热轧后（ε=78%）,纯镁板材内部形成均匀的等轴晶组织和较强的{0002}基面织构。
热轧纯镁中动态再结晶的形核机制主要为基于孪生的动态再结晶形核机制。
铸态 AZ80 A镁合金热加工图及高温变形行为研究
铸态 AZ80 A镁合金热加工图及高温变形行为研究邱友权;袁林;单德彬【摘要】目的：采用Instron5500R热模拟试验机，研究铸态AZ80A镁合金在变形温度为270～410℃、应变速率为0．001～0．5 s－1条件下的热加工图及高温变形行为。
方法利用双曲正弦本构函数模型描述了铸态AZ80 A镁合金的高温变形行为，计算获得了该合金的变形激活能，构建了应变量为0．3和0．6时的热加工图。
结果得到了合金热变形本构模型及加工图，变形激活能为203．5 kJ／mol，确定了应变为0．3和0．6时的动态回复区域为与动态再结晶区域。
结论铸态AZ80A镁合金在330～380℃，0．001～0．01 s－1时发生了动态结晶，这是该合金最佳的热加工工艺参数范围。
%Hot compression tests of as-cast AZ80A magnesium alloy were carried out with the strain rate range of0.001~0.5 s-1 in the temperature rangeof 270~410℃to study the hot processing maps and hot deformation behavior, using an Instron-5500R testing machine.The hot deformation behavior of as-cast AZ80A magnesium alloy was characterized by the hyperbolic sine relationship and the activation energy was calculated.The hot processing maps were constructed when the strains were 0.3 and 0.6, respectively.Hot deformation constitutive model and the processing maps of as-cast AZ80A mag-nesium alloy were obtained, and the activation energy was 203.5kJ/mol.The dynamic recovery region and the dynamic re-crystallization region at the strains of 0.3 and 0.6 were determined.Dynamic recrystallization occurred in the temperature and strain rate ranges of330~380 ℃and 0.001~0.01 s-1 , which were determined as the optimal ranges of the hot pro-cessing parameters.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P16-21,35)【关键词】AZ80A镁合金;高温压缩;热加工图;高温变形行为【作者】邱友权;袁林;单德彬【作者单位】哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG146.22镁合金是目前所使用的最轻的金属结构材料，具有高比强度、高比刚度、优良的机械加工性能和良好的电磁屏蔽性能等优点，被称之为“21世纪最具发展潜力的绿色工程材料”［1—4］。
AZ31B镁合金板材热轧变形行为研究的开题报告
AZ31B镁合金板材热轧变形行为研究的开题报告一、选题背景镁合金作为一种轻质高强材料，已经广泛应用于航空、车辆、电子、通信等领域。
其中，AZ31B镁合金是一种常见的镁合金，具有较优异的加工性能和机械性能。
热轧加工是AZ31B镁合金板材制备的重要工艺步骤之一，对其加工性能和力学性能的影响尤为明显。
因此，研究AZ31B镁合金板材的热轧变形行为，可以为其制备提供理论基础和实验依据。
二、研究目的本研究旨在探究AZ31B镁合金板材在热轧变形过程中的变形行为，分析变形行为对材料力学性能的影响，为进一步优化AZ31B镁合金的制备工艺提供理论依据。
三、研究内容1. 研究AZ31B镁合金板材的微观组织结构及其对材料力学性能的影响。
2. 运用热模拟实验，考察板材在不同温度和变形速率下的变形行为。
3. 分析板材在热轧变形过程中的力学性能变化规律，探究其与变形行为之间的关系。
四、研究方法1. 采用金相显微镜对AZ31B镁合金板材的组织结构进行观察和分析。
2. 利用热模拟实验装置对AZ31B镁合金板材进行热轧变形实验，探究材料在不同温度和变形速率下的变形行为。
3. 运用力学测试装置对变形后的AZ31B镁合金板材进行力学性能测试，并结合前期实验结果分析其变化规律。
五、预期成果1. 分析AZ31B镁合金板材的微观组织结构及其对材料力学性能的影响。
2. 研究AZ31B镁合金板材在热轧变形过程中的变形行为，探究其与力学性能之间的关系。
3. 给出AZ31B镁合金板材在热轧制备中的优化方案，提高其力学性能和加工性能。
以上是本研究的开题报告，希望能够得到指导老师的支持和帮助，顺利完成研究任务。
AZ31镁合金压缩过程中的变形性能及组织演变
逊 ,使其应用受到限制 ,因此提高铸造铝合金的强韧性 有很大意义[3 ] 。
微量元素合金化是 Al2Mg 合金强韧化的主要手 段[4] ,其作用主要是改善合金相的形态结构特征 、形成 新的高熔点 、高热稳定性的第二相或细化晶粒组织 。 稀土元素是常用的合金化元素 ,可以起到净化合金熔
收稿日期 :2008208203 ;修改稿收到日期 :2008211210 基金项目 :国家高技术研究发展计划 (863 计划) 资助项目 (2007AA03Z113) ;国家自然科学基金资助项目 (50775085) 第一作者简介 : 张磊 , 男 , 1984 年出生 , 硕士研究生 , 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 , 武 汉 ( 430074 ) , 电 话 : 027 - 87558252 ,
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应力下降 ,产生{1010} < 1120 > 滑移系 ,温度升高增加
了原子振动的振幅 ,最密排面和次密排面的差别减小 ,
-
此时容易激活潜在的滑移面{1122}锥面 , c + a 柏氏矢
量的锥面滑移系开动参与变形 ,此时锥面滑移体系又提
图 3 Mg 在不同滑移面上的临界切应力与温度的关系
2. 2 组织变化
15907184956 , E - mail :zhanglei5200 @126. com 通讯作者 :董选普 ,男 ,教授 ,1964 年出生 ,华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 ,电话 :027 - 87558252 ,13037116051 , E - mail : dongxp @mail.
变形温度 均匀 稳 定 , 而 后 分 别 在 室 温 、200 、220 、240 、
250 、260 、280 、300 、350 ℃压缩至表面出现裂纹为止 ,清洗
AZ31镁合金在高温变形中的组织变化和机械性能
由表 1 可知， 双轴变形试样的屈服应力和抗拉 强度均远大于单轴变形的， 而且可发现单轴变形试 样有超塑性变形存在， 而同样条件下双轴变形试样 没有发现超塑性变形存在。 可见 AZ31 镁合金双轴 变形时即使在高温下变形抗力也很大。 这是由于相 对于单轴变形， 板厚和板幅变形同时存在， 变形时 由于变形处于约束状态， 因而其塑性流动性差， 变 形时的平均应力比单轴变形高， 在没有呈现大的伸 长时就断裂， 因而就没有了超塑性。
试样晶界上形成了约 1 μm 的微孔及纤维状组织。 这 力不均匀引起的动态再结晶和纤维状态组织的形成。
ห้องสมุดไป่ตู้种组织变化的结果， 是在晶界形成微细晶粒， 因而其
吴全兴摘译自《 日本金属学会志》
阳极氧化含 Ｎ 的钛合金生成 Ｎ 掺杂的 ＴｉＯ２ 纳米管
1972 年， Fujisima 和 Honda 研究证明， 锐钛矿 型 TiO2 半导体价带能约为 3.2 eV， 可作为光活性材 料或光催化剂。 但是， 由于其价带能相对较高， 需 要紫外光（ λ≤380 nm） 激发才能达到典型的光感应。 紫外光部分只占太阳 能 光 谱 能 的 2％~3%， 因 而 锐 钛矿型 TiO2 不能有效地利用太阳能。 为了提高可见 光区太阳能的转换效率， 研究者发现在 TiO2 中掺杂 合适的物质可以改变其价带能， 从而提高其光催化 活性。 目前， 最有效的窄化 TiO2 价带能的工艺是 N 掺杂。 N 掺杂可通过在 TiO2 表面溅射含氮的混合气 体， 在 NH3 中退火， 或通过化学途径在沉积的过程 获得 TiO2 纳米粒子的混合物。 本研究旨在开发一种 新的 N 掺杂工艺， 即采用 TiN 合金作为基材， 在阳 极氧化过程直接吸收 N 进入 TiO2 纳米管中。
新型镁合金的热变形的组织演变行为实验内容及实验方案
新型镁合金的热变形的组织演变行为实验内容及实验方案一、实验内容：研究新型镁合金的热变形的组织演变行为主要包括以下几个方面：1.确定变形温度和变形速率：根据研究的目的和所研究的镁合金的特性，选择相应的变形温度和变形速率。
2.确定试样形状和尺寸：根据研究的目的和所研究的镁合金的应用场景，确定试样形状和尺寸。
3.热变形实验：通过热压实验或热拉伸实验，对镁合金进行热变形，探究不同变形条件下的组织演变行为。
4.金相显微镜观察：对变形后的试样进行金相显微镜观察，研究试样在不同变形条件下的组织演变行为。
5.组织分析：通过组织分析的方法，如显微硬度测试、扫描电镜观察等，研究试样不同位置的组织特征。
二、实验方案：1.实验材料的准备：选择要研究的新型镁合金，并进行试样的制备。
根据不同变形条件和要研究的组织演变行为，决定试样的尺寸和形状。
3.热变形实验：将试样放置在适当的变形装置中，进行热压实验或热拉伸实验。
在实验过程中，根据所选择的变形温度和变形速率，进行相应的操作和监测。
4.金相显微镜观察：在热变形实验后，将试样取出并进行金相显微镜观察。
首先，对试样进行粗磨、细磨、抛光等处理，然后使用光学显微镜观察试样的组织特点。
5.组织分析：对试样的组织特点进行进一步的分析。
可以使用显微硬度测试仪对不同位置的硬度进行测试，以了解试样的力学性能。
也可以使用扫描电镜观察试样的微观形貌，从而进一步分析试样的组织特征。
6.数据处理和结果分析：将实验中获得的数据进行整理和处理，进行结果分析，得出有关新型镁合金热变形组织演变行为的结论，并与已有的研究结果进行比较和讨论。
三、实验注意事项：1.实验过程中应严格遵循实验室的安全操作规范，做好个人防护措施。
2.实验中所使用的仪器和设备应符合相关的标准或规范要求。
3.实验前应检查和保证实验设备的正常运行和安全性。
4.实验中应注意及时记录和保存实验数据，以免遗失或混淆。
5.在实验结束后，应及时清理实验现场，保持实验设备的整洁和安全。
AZ31镁合金热变形行为及显微组织研究.
AZ31镁合金热变形行为及显微组织研究本文利用Gleeble-1500热模拟试验机,采用高温等温压缩试验方法,对AZ31镁合金的高温塑性变形力学行为和微观组织演变行为进行了研究。
通过数学回归分析、OM和EBSD微观分析的手段,研究了该合金高温塑性变形过程中的流变应力σ、应变速率ε和变形温度T之间的相关性,以及该合金高温变形下显微组织和织构的演变规律。
并根据材料动态模型,计算和分析了AZ31镁合金的加工图。
主要的研究结果表明:①AZ31镁合金在温度为200℃～450℃、应变速率为0.001s-1～1s-1下高温塑性变形时应力-应变曲线呈现动态再结晶的特征。
稳态流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大。
②AZ31镁合金高温压缩塑性变形存在热激活过程。
其高温塑性变形时,流变应力σ、应变速率ε和变形温度T之间满足双曲正弦函数关系,建立了流变应力方程为:ε=1.5372×10~(11) [sinh(0.0283σ)]~(4.314) exp(-145.89/(RT))③热变形条件对AZ31镁合金热变形微观组织的影响显著,在应变速率ε不变的情况下,随着温度升高,晶粒组织明显长大。
在变形温度不变的情况下,随着应变速率ε的增大,组织越来越不均匀,更细小的晶粒与粗大的变形组织共存。
并且随着变形温度T升高和应变速率ε的减小,基面织构的强度减弱。
④在AZ31镁合金高温压缩塑性变形试验中产生的再结晶组织的取向与变形组织取向相近。
⑤利用加工图确定了热变形的流变失稳区,并且获得了试验参数范围内的热变形过程中的最佳工艺参数。
【关键词相关文档搜索】：材料科学与工程; AZ31镁合金; 高温塑性变形; 流变应力; 动态再结晶; 加工图【作者相关信息搜索】：重庆大学;材料科学与工程;周正;肖梅;。
变形镁合金高温拉伸性能-盲审
变形镁合金高温拉伸性能摘要通过对挤压轧制态AZ31、AZ80和AZ31-RE变形镁合金以及铸轧态AZ31变形镁合金进行高温拉伸试验、光学显微金相试验和SEM试验，研究了高温条件下论文所研究的变形镁合金的力学性能和显微组织特征及其不同试验条件下材料的变形机制。
试验结果表明：高温条件下，挤压轧制态AZ31、AZ80和AZ31-RE变形镁合金以及铸轧态AZ31变形镁合金的高温形变过程具有典型的蠕变三阶段特征，即初始蠕变阶段，稳态蠕变阶段和蠕变加速阶段，同时材料在变形过程中的峰值应力是随这变形温度的升高和应变速率的减小而降低，而稳态蠕变阶段是随变形温度的升高和应变速率的减小而增大；通过综合考虑计算得出的应力指数值n和蠕变激活能值Q判断论文所研究的材料实现较高延伸时的变形机制为溶质牵制位错蠕变，同时变形过程中材料的位错攀移蠕变、动态回复和动态再结晶也对材料塑性提高起到一定作用。
通过断口处金相显微组织结构照片和SEM照片判断材料断裂形式为韧性断裂，断裂原因包括空洞形核、长大和相互连接，楔形裂纹的扩展和相互连接，以及部分异常长大晶粒对材料塑性的影响等。
关键字：变形镁合金，溶质牵制位错蠕变，应力指数，蠕变激活能，断裂机理AbstractHigh temperature tensile test, metallographic optical microscopy, and SEM observation were conducted on extruded AZ31, AZ80, AZ31-RE Mg alloy and twin-roll casted AZ31 Mg alloy. High temperature mechanical properties, microstructure characteristics, and deformation mechanisms were investigated.Experimental results show that the wrought Mg alloys exhibit typical three stages creep deformation, they is initial creep step, steady state creep step and acceleration creep step, and the peak stress decreases with an increasing temperature and decreasing strain rate, but the steady state creep step decreases with an increasing temperature and decreasing strain rate; Based on the calculated stress exponent n and creep activation energy Q, solute-drag creep is the dominating deformation mechanism for enhanced elongation, dislocation climb creep, dynamic recovery and dynamic recrystallization also contribute to the elongation enhancement.Fracture microstructures show that the materials fractured in a ductile style, caused by cavity nucleation, growth, and interlingage, expansion and interconnection of wedge-shaped crack, abnormal grain growth et. al.;Keyword: wrought magnesium alloy, solute drag dislocation creep, stress exponent, creep activation energy, fracture mechanism目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................. I I 目录 .. (III)第一章绪论 (1)1.1变形镁合金的发展现状与应用 (1)1.1.1 概述 (1)1.1.2 变形镁合金的发展现状及应用 (3)1.2变形镁合金的塑性变形 (5)1.2.1镁合金的室温变形 (5)1.2.2镁合金的高温变形 (6)1.3 本论文研究的目标、内容、特色与创新 (9)1.3.1 研究目标 (9)1.3.2 研究内容 (10)1.3.3 特色与创新 (10)第二章实验 (11)2.1 试验材料加工历史及化学成分 (11)2.1.1 变形镁合金加工历史 (11)2.1.2 变形镁合金化学成分 (12)2.2 试验过程及使用设备 (12)2.2.1 试样准备 (12)2.2.2 高温拉伸实验 (13)2.2.3 光学显微镜金相实验和SEM扫描实验 (17)第三章实验结果分析与讨论 (19)3.1挤压轧制态AZ31镁合金 (19)3.1.1 实验结果分析 (19)3.1.2 结果讨论 (22)3.1.3 结论 (25)3.2 铸轧AZ31变形镁合金 (26)3.2.1 拉伸至失效（EF）实验应力-应变曲线 (26)3.2.2 变化应变率（SRC）实验应力-应变率曲线 (28)3.2.3 实验结果讨论 (29)3.2.4 结论 (33)3.3 挤压轧制态AZ80变形镁合金 (34)3.3.1 实验结果与分析 (34)3.3.2 实验结果讨论 (39)3.3.3 结论 (42)3.4 挤压轧制态AZ31-RE变形镁合金 (43)3.4.1 高温拉伸试验 (43)3.4.2 光学显微镜金相实验 (44)3.4.3 SEM照片 (51)3.4.4 结果分析 (53)3.4.5 结论 (56)第四章对比分析 (57)4.1挤压轧制态AZ31与AZ80比较 (57)4.1.1 EF实验结果比较 (57)4.1.2 SRC实验结果比较 (59)结论 (60)参考文献 (61)附录 (65)第一章绪论1.1变形镁合金的发展现状与应用1.1.1 概述镁合金是目前最轻的金属结构材料，具有密度低（1.74~1.85g·cm-3，比铝合金低36%，比锌合金低73%，是钢铁的1/4）、比强度和比刚度高，比弹性模量与高强度铝合金和合金钢大致相同，弹性模量较低（受外力作用时应力分布均匀，避免过高应力集中），高振动阻尼容量（高减振性，低惯性），降噪性、导热性和电磁屏蔽性好，抗辐射，摩擦时不起火花，热中子捕获截面小，液态成形性能优越，机加工性能和热成形性能优良，可焊接和胶接，对碱、煤油、汽油和矿物油具有化学稳定性，零件尺寸稳定，易回收和储量丰富等优点，被称为“21世纪绿色结构材料”，因此在交通运输、电子电器、航空航天、轻工、化工、冶金和国防军事等领域起到积极作用并得到广泛应用[1-5]。
镁合金塑性变形机制及动态再结晶研究进展
镁合金塑性变形机制及动态再结晶研究进展李立云;曲周德【摘要】This paper reviews the mechanism of plastic deformation in magnesium and its alloy at room temperature and dy-namic recrystallization behavior at high temperature, summarizes the research development of the plastic deformation mecha-nism of magnesium alloy and dynamic recrystallization. The results show that the process parameters, processing technology and alloy elements can affect the plastic forming process of magnesium alloy, twin can effectively promote the basal slip;as an important mechanism of grain refinement mechanism, the dynamic recrystallization can effectively start the prism surface of grain boundary sliding, thus to improve the plasticity of magnesium alloy. It points out that it is the important development di-rection of magnesium alloy to optimize the process parameters, research and develop the new technology, refine the grain size.%综述镁及镁合金在室温下塑性变形机制和高温下动态再结晶行为,总结镁合金塑性变形机制和动态再结晶的研究进展. 结果表明:工艺参数、加工工艺、合金元素等均能影响镁合金的塑性成形过程,孪生能有效促进非基面滑移,动态再结晶作为一种重要的晶粒细化机制能有效启动晶界处的棱柱面滑移,提高镁合金的塑性. 指出优化工艺参数,研发新型工艺,细化晶粒尺寸是变形镁合金发展的重要方向.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(028)006【总页数】3页(P197-199)【关键词】镁合金;塑性变形机制;动态再结晶【作者】李立云;曲周德【作者单位】天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222;天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222【正文语种】中文【中图分类】TG146.20 引言镁合金以其低密度、高比强度和比刚度、良好的减震性和导热性、绝佳的电磁屏蔽性、易切削、易回收等优点，被誉为“21世纪绿色工程结构材料”［2］。
铸态AZ80镁合金高温热变形行为研究
塑性工程学报
JOURNAL OF PL AST ICIT Y ENGINEERING
Vol 13 No 5 Oct 2006
铸态 AZ80 镁合金高温热变形行为研究*
( 湖南大学 材料科学与工程学院, 长沙 410082) 郭 强 严红革 陈振华 张 辉
= 2 78 # 1012exp( 0 1268 ) ex p(- 220000/ RT )
( 7)
图 2 AZ80 镁合金热变形时 ln ln , ln a) ln ln 关系; b) ln 的关系
F ig 2 a) R elatio nship bet ween ln and ln ; b) Relationship betw een ln and
2 3 2 变形温升 在低应变速率条件下, 试样在变形过程中温度
图 6 峰值应力与变形温度的关系及与 应变速率的关系
F ig 6 a) Relatio nship betw een peak stress and defor matio n temperature; b) Relat ionship betw een peak str ess and st rain rate
据。图 2 为 AZ80 镁合金热变形时应变速率与峰值 应力的关系, 其斜率分别表示 n1 和 !值, 可见 n1 = 11, != 0 1078, 经优化处理 ∀取值为 0 01。
对式 ( 3) 变形可得:
ln
+
Q RT
=
lnA +
nln[ sinh( ∀ ) ]
( 5)
故材料的热变形激活能可表达为:
图 1 不同变形条件下铸态 AZ80 镁合金 高温压缩变形的真应力 应变曲线
温度和变形量对AZ31镁合金硬度的影响研究
温度和变形量对AZ31镁合金硬度的影响研究摘要：AZ31镁合金是目前应用最广泛的变形镁合金，研究在不同温度和变形量下镁合金的硬度变化对镁合金的应用具有重大意义。
研究表明，在不同压缩量变形下，变形量越大，晶粒越细，分布越均匀，硬度越高。
在同一变形量下，随着温度的升高，镁合金的晶粒呈长大趋势，硬度逐步下降。
关键词：AZ31镁合金；温度；变形量；硬度引言镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、抗震及减振能力强、电磁屏蔽效果优异及易回收等一系列优点，在电子、电器、汽车、交通、航空、航天等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景[1]，被誉为是21世纪最具发展前途的金属结构材料。
但是镁合金由于其结构的原因，常温下，塑性较差[2]，其成形工艺应在高温情况下进行，所以研究在不同温度和变形量下镁合金的硬度变化对镁合金的认识成型工艺具有重大意义。
1、试验1.1材料及设备实验设备：YC32-100四柱万能液压机、电阻炉、FEM-7000的自动显微硬度机本次实验材料为AZ31镁合金棒材，化学成分如下表1：表1AZ31 镁合金成分（质量分数%）1.2试验过程实验材料为挤压态AZ31镁合金，规格为Ф20 mm ×35 mm。
将圆棒的轴向和径向用石棉线缠绕两圈，以保证变形温度均匀稳定。
试样的纵向与挤压方向保持一致。
1）选定实验温度：室温，240℃，280℃，350℃；2）在各个不同温度下进行不同压缩变形量测定；3）相同变形量不同温度下测定镁合金硬度；4）相同温度不同变形量下的镁合金硬度。
2、硬度测试在型号为FEM-7000的自动显微硬度机上测显微硬度时，因为镁合金较软，并且经过多次压缩变形后晶粒非常细小，单独选中一个晶粒来测的困难度很大，所以选用的载荷为200gf，加载时间定为10s，这样打出的压痕较大，能够覆盖多个晶粒，测得的数据基本反映的是镁合金硬度的平均值，为了使所测数值更均匀，每个试样测定了3次，用3次测定值来求平均值，用所测定值求得的平均值具有一定的代表性。
博士生论文研究计划
博士生论文研究计划研究题目：高温条件下镁合金的热处理工艺优化背景和意义：镁合金因其高比强度、低密度、良好的抗冲击和机械性能，以及良好的回收性而被广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
然而，镁合金的热处理工艺仍然存在许多挑战。
高温条件下的热处理过程会导致镁合金晶界的连续性破坏、晶粒生长和抑制析出相的形成，从而降低了材料的力学性能和耐腐蚀性能。
因此，优化镁合金的高温热处理工艺对于提高镁合金材料性能具有重要意义。
研究目标和内容：本研究旨在探索和优化高温条件下镁合金的热处理工艺，以改善其力学性能和耐腐蚀性能。
具体研究内容包括以下几个方面：1.热处理参数优化：通过调整热处理温度、持温时间、冷却速率等参数，寻找最佳热处理条件，使得镁合金材料具有最佳的力学性能和耐腐蚀性能。
2.相变行为分析：利用X射线衍射、扫描电镜等技术手段，研究镁合金在高温条件下的相变行为，分析析出相的种类、分布和形貌变化，以及对材料性能的影响。
3.微观结构与性能关系研究：通过金相显微组织观察和显微硬度测试等手段，研究镁合金在不同热处理条件下的微观结构演化过程，以及与材料力学性能和耐腐蚀性能之间的关系。
4.高温变形行为研究：通过高温拉伸实验和热压缩实验，研究镁合金在高温条件下的变形行为和动力学机制，探索镁合金在高温下的变形能力和塑性形变行为。
方法和步骤：1.材料制备：选取工业上常用的镁合金，如AZ31、AZ61等合金，通过熔炼法制备试样。
2.热处理参数优化：将试样进行不同温度、时间和冷却速率的热处理，利用金相显微组织观察和硬度测试等手段评估材料性能，并确定最佳热处理条件。
3.相变行为分析：通过X射线衍射、扫描电镜等手段，分析不同热处理条件下试样的相变行为和析出相的形貌及分布。
4.微观结构与性能关系研究：通过金相显微组织观察和显微硬度测试等手段，研究镁合金在不同热处理条件下的微观结构演化过程，以及与材料性能之间的关系。
5.高温变形行为研究：通过高温拉伸实验和热压缩实验，研究镁合金在高温条件下的变形行为和动力学机制，探索镁合金在高温下的变形能力和塑性形变行为。
变形与热处理对AZ系镁合金电磁屏蔽性能的影响
变形与热处理对AZ系镁合金电磁屏蔽性能的影响随着现代科学技术的发展，各种电子、电气设备为人类的生产和生活带来了便利。
然而，这些电子、电气设备在工作过程中产生的电磁辐射严重威胁着人类和自然环境的健康。
另一方面，各种高科技军事产品的开发和应用，由于电磁波泄漏引起的信息安全问题直接威胁到国家的政治、经济、军事、外交的利益和安全，将造成不可估量的损失。
所以研究和开发高性能电磁屏蔽材料是国内外关注的焦点之一。
镁合金是工程应用中密度最小的金属结构材料，具有高比强度，高阻尼，切削加工性能好等优点，而且镁合金还具有优良的电磁屏蔽性能。
与传统的金属屏蔽材料相比，其密度小，质量轻；与涂覆型、复合型屏蔽材料等相比，镁合金可以用作结构件，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。
然而现在对镁合金电磁屏蔽性能的研究十分有限。
目前镁合金已开始应用于手机，电脑等3C产品中，这些电子产品都会产生电磁辐射，对人体的危害较大，故镁合金电磁屏蔽性能的研究显得很有必要。
AZ系镁合金是一种使用较广的塑性变形能力较好的变形镁合金。
AZ系镁合金在应用前一般要经过塑性变形和热处理，会引起晶粒、孪晶、位错、织构和第二相等的变化，这些都会影响合金的电导率从而引起电磁屏蔽性能变化。
因此，系统的研究变形与热处理对AZ系镁合金电磁屏蔽性能的影响规律及屏蔽机制，将会拓宽镁合金在电磁屏蔽材料方面的应用，并减少电磁辐射的危害。
本文采用金相观察、扫描电镜观察、X射线衍射分析、显微硬度测试、电导率测试、电磁屏蔽性能测试及室温拉伸等实验手段，研究了镁及几种典型镁合金的电磁屏蔽性能，以及晶粒尺寸、轧制变形量、轧制温度、时效处理对AZ31和AZ61镁合金电磁屏蔽性能的影响。
主要得到以下研究结果：①纯镁具有良好的电磁屏蔽性能，在30～1500MHz 频率范围内，2mm厚纯镁的电磁屏蔽效能为50～70dB，明显优于相同厚度纯铝的屏蔽性能。
几种典型的镁合金铸态的屏蔽性能由高到低依次为AZ31，AZ61，ZK60，ZM61。
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
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本文采用光学显微镜(OM)、配备在热场发射扫描电镜(SEM)上的电子背散射衍射(EBSD)技术，并结合X射线衍射(XRD)技术，研究了AZ31镁合金棒材在热挤压变形过程中的微观组织及织构的演变规律；通过实验观察详细讨论了初始组织（初始晶粒尺寸、初始织构）及变形条件（挤压比）对AZ31镁合金热挤压组织和织构的影响，并对初始织构对AZ31镁合金高温单轴拉伸和挤压变形过程中的塑性变形机制和动态再结晶行为的影响进行具体研究；同时研究了不同再结晶体积分数的AZ31镁合金热挤压棒材在退火过程中的微观组织和织构演变。
基于实验结果和讨论，得到以下主要结论：①AZ31镁合金部分再结晶热挤压组织通常是由不同体积分数的细小等轴的再结晶晶粒、长条状的变形晶粒和粗大的再结晶晶粒组成的不均匀组织。
这三种不同形貌的晶粒具有明显的取向差异，它们的体积分数共同决定了热挤压织构。
长条状的变形晶粒的取向集中在<101ˉ0>，粗大的再结晶晶粒则在<112ˉ0>处有所择优。
与变形晶粒相比，再结晶晶粒的取向比较漫散。
挤压比对AZ31镁合金的热挤压组织和织构有极其重要的影响。
随着挤压比的增大，变形晶粒的体积分数降低，再结晶体积分数升高，挤压织构的<10ˉ10>纤维织构组分的最高强度随之降低。
因此，根据挤压条件的不同，AZ31镁合金部分再结晶热挤压棒材的织构一般为两种强纤维织构：<101ˉ0>晶向平行于挤压方向（ED）的<101ˉ0>纤维织构或<101ˉ0>-<112ˉ0>双纤维织构。
挤压比对热挤压组织的动态再结晶晶粒尺寸的影响则比较复杂。
随着挤压比的增大，热挤压过程的应变和变形速度增大，使得动态再结晶晶粒尺寸减小；但与此同时，挤压比的增大使得变形热和摩擦热增大，从而使得实际挤压温度升高，动态再结晶晶粒尺寸增大。
ZA73镁合金组织与性能研究的开题报告
ZA73镁合金组织与性能研究的开题报告1.研究背景随着工业化进程的不断推进，汽车、航空、航天、电子、通讯等行业对于高性能材料的需求越来越大，而镁合金作为一种轻量高强度材料，逐渐成为替代传统材料的热门选择。
目前，ZA73镁合金已经成为一种具有广泛应用前景的镁合金，在航空、汽车等领域得到了重视。
2.研究目的本研究旨在探究ZA73镁合金的组织与性能之间的关系，为ZA73镁合金的应用提供有力的理论依据。
具体来讲，研究目的包括：（1）分析ZA73镁合金的成分、组织及其对材料性能的影响。
（2）通过材料试验，探究ZA73镁合金的强度、韧性、蠕变等性能指标。
（3）结合微观组织观察及分析试验数据，探究ZA73镁合金组织与性能之间的关系。
3.研究内容（1）ZA73镁合金的成分分析与制备工艺研究。
（2）采用金相显微镜、扫描电镜等手段，对ZA73镁合金的组织形貌及晶粒尺寸进行观察和分析。
（3）测量ZA73镁合金的力学性能，包括拉伸强度、屈服强度、延伸率等指标，并进行蠕变试验。
（4）结合微观组织观察及试验数据，探究ZA73镁合金的组织与性能之间的关系。
4.研究意义本次研究涉及到ZA73镁合金的成分、制备、组织、力学性能等多个方面，具有以下几个方面的研究意义：（1）为工业化生产提供优质ZA73镁合金的制备工艺和工艺参数，提高生产效率和材料质量。
（2）通过研究ZA73镁合金的组织与性能之间的关系，为该材料的应用提供理论依据和技术指导。
（3）为轻量化设计和材料替代提供新的材料选择方案。
（4）为相邻领域的学者提供有关镁合金的研究数据和资料，推动相关领域的研究进展。
5.研究方法研究方法包括：（1）ZA73镁合金的成分分析及制备工艺研究：通过化学分析、物理化学性质测试等方法，对镁合金进行成分分析和制备工艺研究。
（2）ZA73镁合金组织形貌的观察和分析：通过金相显微镜、扫描电镜等手段，对镁合金的组织形貌及晶粒尺寸进行观察和分析。
（3）ZA73镁合金的力学性能测定：切削取样件进行拉伸试验、压缩试验和蠕变试验，测定力学性能指标。
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张 静， 廖 骞， 豆雨辰 ， 曲波 ， 晓东 何 罗
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摘 要 ： 应 变 速 率 为 ｏ ０ １ 和 ０ １ 、 度 为 １Ｏ ３ ０ 的 条 件 下 ， 用 热 模 拟 对 Ｚ ３镁 合 金 的 高 温 拉 伸 变 形 行 为 在 ．０Ｓ ．ｓ 温 ５～ ０ ℃ 采 Ａ７ 进 行 了 研究 ， 结 合 显 微 组 织 观 察 和 挤 压 试 验 ， 析 确 定 了适 合 该 合 金 的 热 加 工 工 艺 。 结 果 表 明 ： 形 温 度 和应 变 速 率 并 分 变 是 影 响 Ｚ ３合 金 流 变 应 力 和 塑 性 的关 键参 数 ， 变 速 率 一 定 时 ， 变 应 力 随 温度 的 增 加 而 降 低 ； 度 一 定 时 ， 变 应 力 Ａ７ 应 流 温 流
（ ｔ ｎ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｏ ａ ｎ ｓｕ Ｎａ ｉ ａ ｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｃｅ ｔ ｒｆ ｒ Ｍ ｇ ｅ ｉ ｍ
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中 图 分 类 号 ： Ｇ１ ６ ２ Ｔ ４ ． 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ １４ ８ （ Ｏ １ ０ — ０ ８ ０ １ ０ — ３ １ ２ １ ） ３ ０ ７ ５
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｏ ｅ ｓｌ ｅ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｂ ｈ ｖ ｏ ｆ ｅ ｈ ｔ ｎ ｉ ｄ ｆ ｒ ｔ ｅ ａ ｉｒ ｏ ｔ ｅ ｏ ＺＡ７ ａ ｎ ｓ ｕ ａ ｌ ｙ ｗｅ ｅｉ ｖ ｓｉ ａ ｅ ｈ ｅ ３ ｍ ｇ ｅ ｉ ｍ ｌ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ ｄ ｉ ｔ ｅ ｔ ｍ— ｏ ｇ ｎ
随 应 变 速 率 的 提 高 而 增 加 。低 应 变 速 率 下 ， 度 高 于 ２ ０ 塑 性 反 而 降 低 ； 应 变 速 率 下 ， 金 的 塑 性 随 着 温 度 的增 加 温 ０℃ 高 合
而 提 高 ， 在 ２ ０ 时 塑 性 出现 反 常变 化 。 在 ２ ０ ２ ０ 范 围 内变 形 时 ， 态 枝 晶 网 状 组 织 特 征 消 失 ， 二 相 化 合 物 呈 但 ５℃ Ｏ～ ５℃ 铸 第 颗 粒 状 弥散 分 布 于 基 体 中 ， 寸 明 显 细 化 ；０ ℃ 变 形 时 ， 应 变 速 率 下 合 金 组 织 明显 粗 大 。细 小 第 二 相 粒 子 增 多 和 组 织 尺 ３０ 低 粗 化 导 致 合 金 热 塑 性 降 低 。较 高 的 应 变 速 率 和 较 高 的 温 度 有 利 于 合 金 的热 变 形 。在 ３ ０ 和 较 高应 变 速 率 （ ０ １ ） ５℃ 约 ．Ｓ 下 ， 压 棒 材 的抗 拉 强 度 达 ３ ５ ａ 延 伸 率 仍 保 持 １ ， 挤 ５ ＭＰ ， ９ 晶粒 尺 寸 细 化 至 ３ ６ ｍ。 ～ “ 关 键 词 ： 形 行 为 ； 模 拟 ； 合 金 ；Ａ 合 金 ； 微 组 织 变 热 镁 Ｚ 显