镁合金板材各向异性实验研究
各向同性与各向异性材料的实验探究
实验结果与预期不符：调整实验方案，重新进行实验
实验进度拖延：合理安排实验时间和人员，提高效率
安全问题：严格遵守实验操作规程，确保实验安全
深入研究各向同性与各向异性材料的性能和特点
研究材料的应用领域，如航空航天、电子信息、能源环保等
加强与其他领域的交叉学科研究，推动材料科学的发展
探索新的制备方法和工艺，提高材料的性能和稳定性
讨论：实验结果的意义和应用前景
实验结果：各向同性材料与各向异性材料的性能差异
结论：根据实验结果和讨论，得出各向同性材料与各向异性材料的适用范围和局限性
建议：根据实验结果和讨论，提出改进材料性能的建议和方向
讨论：各向同性材料与各向异性材料的优缺点
实验总结与展望
实验目的：探究各向同性与各向异性材料的性能差异
实验方法：通过拉伸、压缩、剪切等实验测试材料的物理性质
目的：了解材料的物理特性，如硬度、韧性、导热性等
实验方法：采用不同的测试方法，如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等
实验结果：记录并分析实验数据，得出材料的物理特性
结论：根据实验结果，得出各向同性与各向异性材料的物理特性差异
目的：了解各向同性与各向异性材料的特性
各向同性材料：选择具有代表性的材料，如玻璃、塑料等。
各向异性材料：选择具有代表性的材料，如木材、纤维等。
材料处理：对材料进行适当的处理，如切割、打磨等，以保证实验结果的准确性。
材料：各向同性材料（如玻璃、塑料等）、各向异性材料（如木材、纤维等）
环境条件：温度、湿度、光照等需要控制在一定范围内，以保证实验结果的准确性
实验方法：拉伸试验、压缩试验、剪切试验等
实验步骤：准备样品、设置试验条件、进行试验、记录数据、分析结果
轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能
轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能苗青【摘要】以初始晶粒尺寸为250～300 μm、20 mm厚的铸态AZ31镁合金板坯为原材料,对比研究4种轧制方案对轧后板材显微组织和力学性能的影响.结果表明,4种方案终轧板材的平均晶粒尺寸依次为5 μm、18 μm、6.5 μm和4.5 μm,抗拉强度均大于250 MPa,屈服强度均大于140 MPa,延伸率均大于20％.其中最佳方案制得了高塑性镁合金板材,抗拉强度为265 MPa,屈服强度为186 MPa,延伸率达29％,同时,板材沿横向、轧向和45°方向的性能相差较小,各向异性不显著.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2013(016)005【总页数】6页(P240-245)【关键词】AZ31镁合金板材;轧制;显微组织;力学性能【作者】苗青【作者单位】上海电机学院机械学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG113镁合金具有高比强度、高比刚度、减振性好等一系列优点，被誉为“21世纪最具潜力的绿色工程材料”。
变形镁合金板材、带材适用于“陆、海、空、天”等交通运载装备的制造[1-2]。
镁合金具有密排六方(HCP)的晶体结构，室温变形条件下塑性较差、加工成形困难，但变形镁合金较之铸造镁合金具有更优良的力学性能和尺寸稳定性。
轧制技术是通过塑性成形工艺生产板、带材最经济有效的方法之一，具有在大规模工业化生产中快速应用、全面推广的价值和空间[3-4]。
因此，研究与开发高性能镁合金板材的轧制工艺具有重要意义。
据文献[5-6]报道，传统的AZ31镁合金热轧工艺，一般均从120mm左右厚的铸锭开始轧制，始轧温度为420～450℃，终轧温度为300～260℃，单道次变形量15%～25%，一般轧制到2～4mm厚的板材需要加热3～5次，总轧制道次为28～30次。
热轧后板材的性能为：抗拉强度≥250MPa，屈服强度≥145MPa，延伸率在12%～21%，轧制后板材的方向性较明显。
镁合金织构与各向异性
镁合金织构与各向异性第１５卷第１期Ｖ０１．１５Ｎｏ．１中国有色金属学报ＴｈｅＣｈｉｎｅｓｅ２００５年１月Ｊａｎ．２００５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏＢｓＭｅｔａｌｓ文章编号：１００４—０６０９（２００５）０１—０００１—１１镁合金织构与各向异性①陈振华，夏伟军，程永奇，傅定发（湖南大学材料科学与工程学院，长沙４１００８２）摘要：介绍了镁合金变形及退火织构的组分与特点，论述了在挤压、轧制、等径角挤压等塑性变形及退火过程中镁合金织构的演变规律及形成机理，分析了织构与镁合金力学性能的基本关系，探讨了合金元素、变形温度、应变速度、外加应力及晶粒度等基本因素对镁合金织构特征与各向异性的影响。
结果表明：织构对镁合金力学性能的影响，其实质是通过改变各滑移系特别是｛０００１｝［１１酌］基面滑移系的Ｓｃｈｍｉｄ因子、产生织构强化或软化而实现的。
关键词：镁合金；织构；塑性变形；各向异性；力学性能中图分类号：ＴＧｌ４６．２文献标识码：ＡＴｅｘｔｕｒｅａｎｄａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｉｎｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓＣＨＥＮＺｈｅｎ－ｈｕａ，ＸＩＡＷｅｉ－ｊｕｎ，ＣＨＥＮＹｏｎｇ—ｑｉ，ＦＵＤｉｎｇ—ｆａ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｅｘｔｕｒｅｓｔｅｘｔｕｒｅｓｉｎｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｓｄｕｒｉｎｇｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｕｃｈｂｙｅｘｔｒｕｓｉｏｎ，ｒｏｌｌｉｎｇ，ｅｑｕａｌｃｈａｎｎｅｌａｎｇｌｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｘｔｕｒｅｓｏｎｅｘ—ｔｒｕｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄａｎｎｅａｌｉｎｇｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｔｒａｉｎ，ｓｔｒａｉｎｔｈａｔｔｅｘｔｕｒｅｓｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈｒａｔｅａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｎｔｅｘｔｕｒｅａｎｄａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗａｆｆｅｃｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｍａｉｎｌｙｂｙａｌｔｅｒｉｎｇｔｈｅＳｃｈｍｉｄｆａｃｔｏｒｓｏｆａｌｌｓｌｉｐｓ，ａｓ—ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇａｎｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇ．ｐｅｃｉａｌｌｙｂａｓａｌｓｌｉｐｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｉｎｄｕｃｉｎｇｔｅｘｔｕｒｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ；ｔｅｘｔｕｒｅ；ｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ制约变形镁合金发展的主要原因在于其较差的室温塑性变形能力，如何在较大程度上改善镁合金的塑性已成为人们关注的焦点。
中科院金属所高塑性、室温成形镁合金板材研究取得重要进展
细小的第二相均匀地分布在基体中。 该合金板材的织构与 Ａ ３ 板材明显不同，织构中晶粒 Ｚｌ 的 ｃ 向板材 的横 向偏转 ±３ ．５ 轴 ０４ 。，类似于 等通 道制备 的 Ａ ３ ，且织 构 的强度 明显低 于轧 Ｚｌ 制 Ａ ３ 镁 合 金板材 。具有 弱基 面织构 的新型 镁合金 轧制 板材 室温 下 沿板面 拉伸 时 ，大部分 Ｚｌ 晶粒 的基 面滑移 部具有 高 的 ｓｈ ｄ因 子，大 量基面滑 移被 启动 ，有效 协调板 材 厚度 方 向的 ｃｍｉ 应变，并抑制压缩孪晶的产生，显著提高其伸长率，降低各 向异性因子。板材的应变硬化指 数（ 值） ｎ 高达 ０ ５０２ ， ． － ． 轧向伸长率约 ３ ％； ２－ ９ ３ 横向伸长率接近 ５％； Ｏ 表征各向异性的 Ｌ ｎｆ ｄ ａ ｏ ｋｒ 值 （） 低 ，仅为 ０８到 １ ； 值 接近 ｌ 明板材在 拉深成 形过程 中产 生制耳 的可能性 小 ； ｒ很 ． ． ｒ ３ ，表 Ｅ ｃｓ 实验表明，该板材的成形性能接近一些典型的铝合金 。Ｉ ｉ ｎ ｆ ｈｅ Ｅ值约为 ８ ，远高于商业镁 合金的 ４ ，意味着新型板材不仅可以轻易地在平板上进行加强筋、花纹 图案、标记等局部成 形 ，而 且 可 以进 行飞机和 汽 车蒙皮等 薄板 的拉胀成 形 。 研 究发现 ，与铝 合金 利用第 二相颗 粒促进 再结 晶形核 （ ａｔｌ Ｓｍｕａ ｄＮｕｌａｏ ， Ｐｒｃｅ ｔ ｌｔ ｃ ｔｎ ｉ ｉ ｅ ｅｉ Ｐ Ｎ）弱化 织构 的原理类似 ，镁 合金 中加入 稀土 元素形成 大量 细小 的第二 相对 弱化轧 制 的基 Ｓ 面织构起到了重要作用。同时， 研究还注意到，轧制过程 中形成大量与轧制方向呈一定角度 的剪切带，动态再结晶优先在这些剪切带中发生， 其再结晶晶粒具有随机取向，弱化 了基面 织构 。 关于该新型材料的动态再结晶机理及其与轧制板材的织构形成、 室温高塑性和高成形 性 能 的关系仍 需更深 入 的研 究 。 与其它金属 、 塑料和木料等结构材料相 比，镁及镁合金具有 比强度 、比刚度高， 减振性 好，电磁屏蔽和抗辐射 能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子和家用电 器、家庭 日用品、休 闲和健身装备、航天、航空和国防领域获得 日益广泛的应用，被称为 ２ ｌ世纪的绿色工程材料，并有望在不远的将来成为用量继钢铁和铝合金之后的第三大金属
AZ31镁合金轧制板材各向异性行为的晶体塑性研究
AZ31镁合金轧制板材各向异性行为的晶体塑性研究杨冲;彭艳;杨硕;韩宇;石宝东【摘要】The deformation mechanism of Mg alloy at room temperature is described by the competition of dislocation slip and twin⁃ning.In order to analysis this deformation mechanism at meso⁃scale, combined effects with dislocation slip and twinning should be taken into account in crystal plasticity modeling. Therefore, based on crystal plasticity model combined with slip and twinning effects, a polycrystalline model was built based on Representative Volume Element ( RVE) method and simple tension along rolling direction ( RD) and transverse direction ( TD) of AZ31 rolling sheet was discussed.It is found that basal slip, prismatic and pyrami⁃dal slips are the main deformation mechanism along RD direction, while prismatic and pyramidal slips along TD direction.Different contribution of basal slip tothe deformation leads to the strong anisotropic behavior, lower yield strength along RD than that along TD direction.%室温下，镁合金的主要变形机制是滑移和孪生相互竞争。
AZ80+0.4%Ce挤压态镁合金热变形各向异性行为研究
AZ80+0.4%Ce挤压态镁合金热变形各向异性行为研究镁合金作为质量最轻的金属结构材料,是武器装备轻量化的首选材料。
目前大多数镁合金产品是压铸件,其力学性能差、缺陷多,轻量化效果差,只能应用于非承重结构件。
在镁合金中加入稀土元素,可以提高镁合金的力学性能、耐热性和防腐性；另外,采用挤压成形能进一步提高镁合金综合力学性能,使其成为新一代武器装备主承力构件,扩大了镁合金的应用范围。
因此,研究稀土镁合金挤压板材的塑性变形行为的相关基础问题有重要意义。
本文对AZ80+0.4%Ce稀土镁合金的热变形行为、微观组织演化规律和热加工图进行了研究。
（1）采用Gleeble-3500热模拟实验机进行了热压缩试验,获得AZ80+0.4%Ce镁合金在变形温度为300-420℃、应变速率为5×10。
4-5×10-1s-1范围内的应力-应变曲线,通过对流变应力影响因素分析,得出随着温度的升高和应变速率的降低,流变应力、应力峰值、峰值应变逐渐减小；不同取样方向镁合金的应力-应变响应具有明显的力学性能各向异性特征,且随着温度的升高和应变速率的降低,各向异性的特征明显降低。
（2）通过对热压缩试验数据处理,获得AZ80+0.4%Ce稀土镁合金0°、90°、45°三个取样方向的峰值应力本构方程、临界应力和临界应变；随着温度的降低和应变速率的增加,不同取样方向AZ80+0.4%Ce镁合金的临界应力和临界应变均增加,且临界应变值均在峰值应变的30-50%范围内。
不同取样方向临界应变按从小到大顺序排列为0°、90°、45°,这是由不同取样方向临界动态再结晶机制的差异所决定的。
（3）使用金相显微镜对热压缩后镁合金的微观组织进行了观察分析,得出低温高应变速率变形条件下,不同取样方向微观组织演化规律具有明显的各向异性特征,不同取样方向的塑性变形机制差异明显,但随着温度升高和应变速率的降低,三个取样方向的微观组织演化规律逐渐接近,这是力学性能各向异性特征随温度的增加和应变速率的降低而不断降低的根本原因。
变形镁合金AZ31的研究进展
以及优 良的抗大气腐蚀能力。ＡＺ３１镁合金可以轧制 强度达到了 １６８．２５ ＭＰａ。产生该现象 的原 因是冷锻
成薄 板 、厚板 、挤 压成 棒 材 、管 材 、型 材 ，加 工 成锻 件 。 变形 试 样 在退 火 后发 生 了再结 晶 ，获得 大 量 细小 的
本文针对变形镁合金 ＡＺ３１的组织 、力学性能特 再 结 晶晶 粒 ，从 而细 化 了晶粒 ，使 试 样 的机 械 性 能 发
中图分类号 ：ＴＧ１４６
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１６７２—５４５Ｘ（２０１３）１１－０２４３—０４
镁合金作为工程应用 中密度最低，限制 了其推广
料 ，具 有高 比强 度 、高 比刚度 、导热 导 电性 好 、阻尼 减 应用 ，因此迫切需要提高其力学性能。在室温下 ，镁合
并且 由于镁 是密排六方的晶体结构 ，使合金元素在 得 到很 大 提 高 ；而 温度 进 一步 升 高 到 ３００℃以上 ，即 镁基体 中扩散 速率很低 ，很容易在凝 固过程 中产生 可出现再结晶过程 ，使其具有更好 的成形性。因此 ，
枝 晶偏析和形成非平衡相 。偏析 和在 晶界及枝 晶问 通 常采 用 热加 工 的方 式生 产变 形镁 合 金产 品 。钟 皓 、
的数量 随铝含量的增加而增加 。
也 得 到 较 大 提 高 ，抗 拉 强 度 达 到 ３００ Ｎ／ｍｍｚ，屈 服 强
收 稿 日期 ：２０１３—０８—０５ 作者简 介 ：陈 宜 （１９８４一 ），男 ，河南新 乡人 ，硕士 ，主要研究方向 ：变形镁合金加工技术 。
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Ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ Ｍ ａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１ １，２０１ ３
点 ，合金元 素影 响，耐蚀性改善等多方面进行 了研究 生改变。Ｓ．Ａｌｓａｇａｂｉ Ｉ．Ｃｈａｒｉｔ等［４１在不同的热处理条件
挤压态AZ31镁合金温热拉伸性能的各向异性
挤压态AZ31镁合金温热拉伸性能的各向异性吴国华;肖寒;周慧子;王瑞雪;程明;张士宏【摘要】The tensile properties,microstructure,appearance of fracture in five different planar directions of extruded AZ31 magnesium alloy sheets at the warm-temperature were investigated by uniaxial compression test.The results indicate that the extruded magnesium alloy sheets show high anisotropy,and the most obvious anisotropic temperature is170 ℃.With the increase of the angle between tensile direction and extrusion direction,the tensile strength increases from 217 MPa to 271 MPa,and the yield strength decreases from 174 MPa to 71 MPa.There are three deformation mechanisms of magnesium alloys at warm-temperature,which include {10-12} extension twinning,{10-11} compression twinning and base slip.The deformation mechanism is different at different stretching angles.When the angle between tensile direction and extrusion direction is less than 45°,the fracture mechanism of magnesium alloy is micropore aggregation fracture.With the increase of angle,it is the mixed fracture of toughness and brittleness,and the cleavage fracture occurs at the angle of 67.5°.%采用单向拉伸实验研究温热条件下挤压态AZ31镁合金板材5个不同方向的力学性能、显微组织、断口形貌.结果表明:挤压态镁合金力学性能具有明显的各向异性,170℃时,各向异性最明显,随着拉伸方向与挤压方向所呈角度的增大,抗拉强度从217 MPa增大到271 MPa,屈服强度却从174 MPa减小到71 MPa.镁合金在温热条件下变形机制为{10-12}拉伸孪生、{10-11}压缩孪生和{0001}基面(a)滑移;沿着不同角度拉伸时,变形机制有所不同.拉伸方向与挤压方向的角度小于45°时,挤压态镁合金表现为微孔聚集型的韧性断裂;且随着角度的增大,表现为韧-脆混合断裂,其中角度为67.5°时,镁合金以解理方式断裂.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2017(027)001【总页数】7页(P57-63)【关键词】镁合金;温热拉伸性能;孪生;断裂机制;各向异性【作者】吴国华;肖寒;周慧子;王瑞雪;程明;张士宏【作者单位】昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093;中国科学院金属研究所,沈阳110016;中国科学院金属研究所,沈阳110016;中国科学院金属研究所,沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金具有低密度、高强度、电磁屏蔽效果优良及易回收等优点，常被作为轻量化结构材料应用于汽车、交通、电子等行业[1-2]。
镁合金AZ31B板料胀形实验及成形性能研究（可编辑）
分类号:. 单位代码:学号:密级:灰≮⑧‖菇办孽硕士学位论文板料胀形实验及成形性能论文题目:镁合金研究作者姓名煎夔验巧遣班名教导称师师专指合业导作年月原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
日期:型垒::丝论文作者签名:鱼盘煎关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。
保密论文在解密后应遵守此规定论文作者签名:驾醯导师签名:兰壹趾日§。
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辫嚣;嬲目录目录?..?.?.摘要??...??.第一章绪论.镁及镁合金材料的性质及工艺特点? .合金元素对镁合金性能的影响??....元素的影响?..元素的影响?...其它合金元素的影响?...镁合金的发展和应用?..镁合金在汽车工业上的应用?....镁合金在现代兵器零部件上的应用?....镁合金在航空航天工业中的发展??....镁合金在其它领域的应用发展...镁合金现代生产技术?.镁合金常见的塑性加工工艺?...镁合金的塑性变形机理....常见的镁合金塑性加工工艺?...金相显微镜.镁合金板料成形性能研究进展.课题的意义和研究内容第二章极限拱顶高度实验装置??..金属板材的冲压成形性能?....利克辛实验杯突实验..极限拱顶高度实验??.目录.极限拱顶高度实验装置??..第三章镁合金成形性能研究..板料厚度对镁合金板料成形性能的影响?.成形温度对镁合金板料成形性能的影响?.成形速度对镁合金板料成形性能的影响?.润滑条件对镁合金板料成形性能的影响?..不同的板料厚度..不同的成形温度..不同的成形速度.本章小结??..第四章分步成形对镁合金板料成形性能的影响?. .预成形拱顶高度对分步成形结果的影响?一.保温时间对分步成形结果的影响?...金属的回复与动态再结晶?一.金相样品的制备??一.镁合金板料的金相组织??一..未变形区域的金相组织..不同保温时间下的金相组织?...不同的预成形拱项高度下的金相组织..本章小结??一第五章结论与展望?..结沦.展望?一参考文献致谤.??...??.?.??..?.?.?...?.?......?......??...??.?....?.. ?.........??..?... ’.?Ⅱ...../..?...??.?.??......?.??.......... ...?.??...?.?................?............?.. . ......?.?.............??.?...??..?...........?.....?....?..:...??.....?.?.....?........??一..?.. ..?......?.......?.......??一.。
镁合金板材拉伸实验塑应变比与加工硬化指数的研究论文
镁合金板材拉伸实验塑应变比与加工硬化指数的研究论文毕业论文任务书第1页第2页摘要镁及其合金是目前最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、吸震性强、导热性好、电磁屏蔽效果好、机加性能优良、零件尺寸稳定等优点，在航空、航天、汽车、电子、家电等领域应用极广。
国内外研究者和生产者一直致力于镁合金成形工艺和方法的研究。
其独特的力学行为使加工工艺较为复杂和困难。
为了提高镁合金产品的加工精度和成品率，需要对其化学成分和力学性能及各影响因素进行分析。
本论文通过采用单向拉伸实验，在DNS200微机控制电子万能试验机上测定了AZ31镁金板料在一定速度下的力学性能,并分析了其特点和原因。
利用实验测出的镁合金板料的拉伸前后宽度和厚度算出镁合金板料的塑形应变比r和加工硬化指数n。
计算结果表明：在沿轧制方向450方向镁板的塑形应变比r最大，沿轧制方向00方向最小；在沿轧制方向900的镁板加工硬化指数n值最大，00方向的n值最小。
关键词：镁合金；塑形应变比；加工硬化指数ABSTRACTMagnesium and its alloys are the lightest metal structural materials at present. And they have many advantages such as high specific strength and specific rigidity, strong absorption shock resistance, good heat conduction, good electromagnetic shielding, excellent mechanical machining performance, stable part dimension etc. They have been widely used in the fields of aviation, aerospace, automobile, electronic and appliance industry. Many experts and producers have been devoted to the study on the forming technology for Magnesium Alloy home and abroad. Its unique mechanics behavior makes processing technology more complex and difficult. In order to improve the machining precision of the magnesium alloy products and yield, need to its chemical composition and mechanical properties and the influence factors were analyzed. The paper by uniaxial tensile test, and measured the mechanical properties of AZ31 magnesium gold sheet under a certain speed in DNS200 computer control electronic universal testing machine, and analyze its characteristics and causes.Before and after the use of the experimentally measured tensile magnesium alloy sheet width and thickness to calculate the magnesium alloy sheet metal shaping strain than r and work hardening exponent n.The results show that: magnesium plate along the rolling direction and the direction of 45 ° shaping strain ratio r, 0 ° direction along the rolling direction; largest magnesium plate hardening exponent n value along the rolling direction of 90 °, 0 °the direction of the minimum value of n.Key words:Magnesium alloy , Plastic strain ratio , Work hardening index目录第一章绪论 (1)1.1镁及镁合金 (1)1.1.1镁及镁合金 (1)1.1.2镁合金的应用及前景 (3)1.1.3镁合金的基本成型工艺 (4)1.2镁合金力学性能 (5)1.2.1拉伸力学性能 (5)1.2.2塑性应变比 (6)1.2.3 拉伸应变硬化指数 (8)1.3 n值r值的研究进展 (10)1.4本文的研究意义及内容 (11)第二章实验方法 (13)2.1实验材料及设备 (13)2.2实验内容及方法 (15)第三章实验数据与计算结果 (17)3.1 0°方向的数据与计算结果 (17)3.2 45°方向的数据与计算结果 (23)3.3 90°方向的数据与计算结果 (29)3.4 总结分析 (34)参考文献: (37)附录一：英文原文 (38)附录二：外文资料翻译 (51)第一章绪论镁合金板材因其密度低、比强度和比刚度高、导热性好、电磁屏蔽效果佳等特点被广泛应用于交通、家电和通讯等工业和民用领域。
对双峰织构类型AZ31_镁合金板材力学性能各向异性的分析
精 密 成 形 工 程第15卷 第8期10 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年8月收稿日期：2023-04-18 Received ：2023-04-18基金项目：国家自然科学基金（U1810208）Fund ：The National Natural Science Foundation of China(U1810208) 作者简介：樊家杰（1998—），男，硕士生，主要研究方向为变形镁合金塑性加工。
Biography ：FAN Jia-jie(1998-), Male, Postgraduate, Research focus: plastic processing of deformed magnesium alloy. 通讯作者：梁伟（1963—），男，博士，教授，主要研究方向为新型镁铝合金开发与加工。
Corresponding author ：LIANG Wei(1963-), Male, Doctor, Professor, Research focus: the development and processing of new magnesium-aluminum alloys.引文格式：樊家杰, 鲁辉虎, 张王刚, 等. 对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析[J]. 精密成形工程, 2023, 15(8): 10-18.FAN Jia-jie, LU Hui-hu, ZHANG Wang-gang, et al. Analysis on Anisotropy of Mechanical Properties of Bimodal Texture Type 对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析樊家杰1,2，鲁辉虎3，张王刚1,2，梁伟1,2（1.太原理工大学 材料科学与工程学院，太原 030024；2.先进镁基材料山西省重点实验室，太原 030024：3.中北大学 机械工程学院，太原 030051） 摘要：目的 制备双峰织构类型的AZ31镁合金板，以改善板材微观组织和弱化基面织构，研究微观组织对力学性能各向异性的影响规律，以提高镁合金板材的成形性能。
AZ31镁合金塑性变形行为的模拟与参数分析
AZ31镁合金塑性变形行为的模拟与参数分析镁合金的密度较小,在地球储量很大,所以镁合金是迄今为止最有前景的工程材料。
但是,镁合金在室温下的塑性变形能力较低,这是由于镁合金的晶体结构是密排六方结构,在室温下镁合金能够启动的滑移系十分有限。
为了提高镁合金的塑形有不少学者对镁合金进行了研究。
本文目的在于结合实验数据和VPSC模型对镁合金的塑性变形行为进行模拟分析。
本文研究了AZ31轧制板材在沿不同方向压缩和拉伸时候所表现的机械性能和微观组织变化,以及通过不同的变形方式获得不同的变形机制,再分析不同的参数对于塑性变形的影响。
实验沿试样不同方向压缩不同的应变量:沿ND方向压缩,沿TD方向压缩和以及沿与RD和ND方向成45度角压缩和沿RD拉伸。
再通过金相显微镜(OM),X射线衍射仪,电子背散射衍射仪(EBSD)以及VPSC 模型分析数据。
研究表明:(1){10-12}拉伸孪晶出现在塑形变形的开始阶段,这类孪晶消耗母体晶粒并且改变母体晶粒的取向。
(2)当应变量为0.05-0.06的时候,{10-11}压缩孪晶开始成为塑性变形的变形机制。
随着塑性变形量的增加,{10-11}压缩孪晶的体积分数也增加直至断裂。
(3)在压缩过程中,当总应变大于0.15时,压缩孪晶成为变形过程中的一种重要变形机制。
尽管在{10-11}压缩孪晶会产生应力集中。
但在断裂之前,压缩孪晶会协调所产生的塑性变形。
(4)在大塑性变形过程中,利用VPSC模型能够准确模拟出流变应力、孪晶相对运动、孪晶体积分数以及宏观的织构演化。
(5)在模拟过程中,孪晶不会产生额外的硬化效果,滑移所产生的硬化效果不需要通过提高孪晶的潜在硬化参数获得。
在其他论文中,滑移需要从拉伸孪晶中获得更高的硬化参数来调整应力应变曲线。
(6)当应变较高时,虽然在沿ND和TD方向压缩所产生的压缩孪晶的体积分数很接近,但是在沿ND方向压缩时的流变应力(通过实验和模拟所获得)曲线比沿TD方向压缩所得到的流变应力曲线更低。
镁合金各向异性实验与唯象模型表征
镁合金各向异性实验与唯象模型表征
发展新型材料,降低能耗,保护环境,实现人类的可持续发展,是解决地球资源日趋贫化和环境日益恶化的主要渠道之一,己成为人们关注的主要问题。
镁合金作为目前世界上可工程化应用最轻的金属结构材料,具有比强度、比刚度高,导热导电和电磁屏蔽性能优越,等优点,有着广阔的应用前景。
镁合金具有密排六方晶体结构,常温下塑性变形能力差,加工难度较高,这些问题制约着镁合金这种绿色金属的发展和使用。
要克服这些缺点,搞清镁合金在进行塑性变形尤其是轧制时的变形机理、微观组织的变化和这些因素间的关系是重点。
针对这些数据缺乏的情况,本文开展了对几种规格的轧制镁合金板材力学性能全方位的测定和显微组织研究。
并结合轧制时的工艺规程,分析了导致板材出现各向异性、拉压不对称性、非关联塑性流动等行为的原因及影响因素。
并绘制了几种AZ31镁合金轧制板材的初始屈服面和等塑性功面。
针对AZ31板材的轧制工艺与微观组织的联系进行了研究,结果表明在热轧阶段采用较高温度下的大压下量轧制能使生产的板材晶粒细小,组织均匀,力学性能较好。
基于对试验结果的分析和晶体弹塑性理论,建立了考虑霍尔-佩奇效应的以量化的材料微观组织为参数的常温力学各向异性本构方程,并进行了验证,结果表明,本文建立的力学本构模型,能较好的保证准确性与可靠性。
AZ31B镁合金板材拉伸力学性能的各向异性研究的开题报告
AZ31B镁合金板材拉伸力学性能的各向异性研究的开题报告一、现状分析AZ31B镁合金板材具有良好的轻量化、高比强度、高耐蚀性等优点，在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
然而，由于其晶体结构的特殊性质，其力学性能具有明显的各向异性，影响了其在实际应用中的性能表现，如弯曲、压缩、剪切等条件下的力学性能差异。
因此，针对AZ31B镁合金板材的各向异性研究，具有重要的理论与实践价值。
二、研究目的本研究旨在探究AZ31B镁合金板材在不同方向力学性能的差异，明确其各向异性程度及其影响因素，为该材料在实际应用中的选择及加工提供理论基础。
三、研究内容1.对AZ31B镁合金板材进行拉伸试验，并测量材料不同方向的应力、应变、屈服强度、断裂强度及断口形貌等力学性能参数。
2.利用软件对试验数据进行处理和分析，绘制应力-应变曲线、应变硬化曲线、屈服强度-应变曲线等参数曲线，测算材料各向异性系数。
3.通过显微组织分析、X射线衍射等手段，探讨AZ31B镁合金板材材料各向异性的形成机制。
四、研究方法本研究采用实验研究方法，选取常见的纵向（L）、横向（T）、厚度方向（T）以及45度斜向（LT）等方向对AZ31B镁合金板材进行单向拉伸试验，并在试验中测量力学性能参数。
同时，采用显微组织分析和X射线衍射分析等方法探究其各向异性的形成机制。
最后，利用软件对试验数据进行处理和分析，绘制相应的力学性能参数曲线，并测算出其各向异性系数。
五、预期结果及意义本研究将端详AZ31B镁合金板材在不同方向下的各向异性程度及影响因素，有望为提高AZ31B镁合金板材在实际应用中的性能表现，提供理论支持，同时也为材料选择与加工提供有益参考。
镁合金塑性变形中孪生行为的研究
镁合金塑性变形中孪生行为的研究镁及其合金是所有金属工程材料中密度最小的,表现出良好的铸造成型、切削以及焊接性能,在汽车、航空、交通、通信以及日常生活中有很大的应用潜力,因此得到广泛关注。
轧制态AZ31板材具有强烈的基面织构,导致其力学行为的各向异性,塑性变形能力差,所以加工成型能力较差,严重限制了镁合金板材的大规模应用。
本文对具有初始轧制织构的AZ31镁合金进行了连续压缩实验,并借助光学显微镜、X射线衍射和背散射电子衍射等分析技术,探索镁合金形变过程中的拉伸孪生行为以及孪生对镁合金性能的影响。
研究结果表明:(1)镁合金变形过程孪生的启动与其晶界取向有关,初始晶界取向差较小,孪生越容易形核;单向加载情况下,初始材料受力情况简单,孪晶变体的激活遵循施密特一般规律,即拥有较高施密特因子的孪生变体优先启动。
(2)沿初始轧制态试样RD方向连续压缩时,孪晶晶界数目与孪晶体积分数呈现不同的变化趋势:当应变量小于2%时,应变增加孪晶界数量会迅速增加;当应变量继续增加至6%的过程中,孪晶界数量基本保持不变;继续变形孪晶界数目会随着孪晶吞并基体晶粒而迅速减少;而在整个变形过程中,孪晶体积分数呈现一直上升的趋势直至孪生完全,这主要是因为孪晶会以孪晶界迁移的方式生长,当同种孪生变体的相互合并或者孪晶完全吞并基体晶粒时,孪晶界会随之消失而孪晶体积分数会达到极值。
(3)在初始变形下,基体晶粒内部会优先启动施密特因子较大的拉伸孪生变体,随着应变的增加,其他低施密特因子变体也会被激活来协调均匀塑性变形;而在产生孪晶的晶粒中,孪生变体一般都具有较大的施密特因子。
在整个变形过程中,虽然少数晶粒的拉伸孪生变体具有较高的施密特因子,但是由于其拉伸孪生变体所需周围相邻晶粒提供较大的协调应变张量而无法被激活;而部分晶粒虽然取向偏离初始织构方向,但是它们产生相应的拉伸孪生变体所需相邻晶粒提供的协调应变远小于上述晶粒,故综合考虑局部变形协调因素后,这些晶粒中的变体会被激活来协调均匀塑性变形。
A231 B镁合金板材微量元素对拉伸力学性能各向异性分析
金 的力学 性 能 得 到 有 效 的 提 高，同 时 还 可 以保 证合 金 具 有 较 强 的 耐腐 蚀 性，使 得 合 金 的 凝 固 时不 会产生 过 大 的 收 缩，增 强 合 金 铸 件 的强度。锌 和 铝 对合金 性 能 的 影 响 基 本上 是 相 似 的，但 是 需 要 注 意 的 是要 将 锌的含量 控制在1/4因内，否则就会引起热 烈 现 象出现。此 外 合金中的 铜 和 铁 等元 素 会 影 响 合金 的 抗 腐 蚀 性 能，所 以要 将 其 的 含 量 控 制 在合 理 的 范 围之 内。使 用光 学显 微 镜 对 这 三 种 板 材 的 进行观 测，其 中营口 银 河 的A Z 31 B 型 镁 合金 板 材 的晶 粒 没有 完 全等 轴化，晶粒度的平均值 为6.9 6 μm； 韩 国 浦 项 A Z 31 B 型 镁 合 金 板 材呈现 出了 细 小 不 均 匀 的 等 轴晶 体 组 织，其 中位于中 部 的晶 粒 组 织 比 较 大，晶 粒 度 的 平均 值 为 4.4 4 μm；而日本的A Z31B型镁合金板材 中有大 量 的 再 结晶 组 织存 在，晶 粒 度 的 平 均值 为3.56 μm。从分析和计算的结果中 可以看出，在 这三种 板材中，营口板材的晶 粒 度 是 最 大 的，其 次 是 韩 国 的，最 后 是日 本的。
文献标识码：A
文章编号ห้องสมุดไป่ตู้1674-098X（2012）11（c）-0061-01
随着镁合金板材得到越来越广泛的 应 用，但 是由于 镁 合 金 的力 学 行 为比 较 独 特，所 以 其 的 加 工 工 艺 也 极 为 复 杂。想 要 保 证 镁 合 金 产品 的 加 工 精度 得 到 保 证，就 需 要 对其 的力 学 性 能 进行分 析。通常 材 料 都 会具 有各 项 异 性 行 为 特 征，其 会直 接 影 响 材 料 的 形成。因此 对 镁 合金板 材 的 各向 异 性 行 为 进行 分 析，对工 艺 的 改 进 以 及 产 品质 量 的 提 高 有 着重要 的 作用和 意 义。
镁合金薄板成型性的双向原位拉伸评价方法
镁合金薄板成型性的双向原位拉伸评价方法孙颖;赵红阳【摘要】采用小型双轴拉伸试验机,对各向异性材料镁合金薄板分别进行不同加载比例下的双向拉伸实验,还通过在试验机上配备高倍率显微镜,获得裂纹尖端在双向拉伸时扩展的原位图像.在双向拉伸实验中采用十字形拉伸试样.借助于ANSYS有限元模拟软件,优化了试样的形状和尺寸.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2012(035)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】双向拉伸;各向异性;有限元模拟【作者】孙颖;赵红阳【作者单位】山西工程职业技术学院, 山西太原030009;辽宁科技大学,辽宁鞍山114051【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2大量新型结构、新材质的板料不断出现，有许多新的现象和规律急待探索，为了测定这些材料的一些性能参数，使之有效的应用于工程实际，是离不开力学实验的。
如镁合金具有高的比强度和比刚度等优异性能，但是镁合金在加工过程中具有各向异性［1］，所以研究各向异性材料在加工过程中的应力应变关系就显得尤为重要。
采用小型双轴拉伸试验机，对各向异性材料AZ31镁合金薄板分别进行不同加载比例、不同与裂纹角度的双向拉伸实验。
还通过在试验机上配备高倍率显微镜，获得裂纹尖端在双向拉伸时扩展的原位图像。
1 实验内容与方法1.1 试样制备实验材料来自日本琦玉工业大学提供的挤压AZ31镁合金板，经轧制到0.5 mm厚的薄板经ANSYS有限元软件模拟优化后［2］（见图1），可得到合理的十字形拉伸试样尺寸，并用线切割机加工完成（见图2）。
预裂纹的制备则是先用直径0.8 mm的钻头在试样中心钻一个小孔，然后用线切割把直径扩切为1 mm，并在圆孔的两侧沿与轧制方向成45°、90°角对称地切出0.5 mm长的预制裂纹。
裂纹的放大形状及拉伸过程中裂纹开口位移的测量点见图3。
1.2 双向拉伸实验从已有的文献资料来看，十字形双向拉伸实验的加载方式主要有两种：一种为载荷控制方式，另一种为应变控制方式。
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常用的商业镁合金有AZ31、AZ61和AZ91。AZ31(Mg-3wt.%AI-1wt.%Zn)合金和AZ91合金相比。前者具有更好的塑性，但强度较后者低。AZ61合金性能则介于两者之间。其它常用的商业镁合金系还有AM系列等。
1.1.
镁合金材料从20世纪40年代开始，被应用于汽车、航空、航天等领域。进入90年代后期，镁合金产品开始用于自行车、电子产品以及其它民用产品领域。
在航空航天领域，镁合金由于密度小，比强度、比刚度高能够有效减轻重量，很早就应用于各种配件的生产，如座舱架、吸气管、导弹舱段、壁板、副蒙皮、直升机上机匣等。
在汽车工业中，变形镁合金板材可热冲压成型方法来制成车身零件，用热锻、热冲压成型工艺生产汽车底盘等承载件。在汽车上使用镁合金零件可以降低汽车起动和行驶惯性，提高加速和减速性能，减少行驶过程中的振动以及减少油耗等。变形镁合金在汽车上主要用来制做壳零件、支撑类结构部件。
主
要
内
容
1. 通过多向单轴拉伸、压缩实验，研究变形镁合金板材各向异性。
2. 通过双轴加载实验，研究变形镁合金等比例加载和非等比例加载情况下初始屈服面，等塑性功面。
3. 通过双轴加载实验，研究变形镁合金塑性变形过程中屈服面演化。
基
本
要
求
1. 完成变形镁合金多向单轴拉压试验，分析其各向异性规律。
2. 完成变形镁合金双轴加载实验，分析屈服面演化规律。
周次
第 1～4 周
第 5～8 周
第9 ～12 周
第13～16周
第17～18 周
应
完
成
的
内
容
阅读文献，准备开题报告，准备试样，多向单轴拉伸、压缩实验
分析多向单轴拉伸、压缩实验结果：准备十字试样，通过双轴加载实验，测定屈服面
系统测定屈服面，分析屈服面演变规律，开始撰写毕业论文
系统分析屈服面演变规律，完成毕业论文
KeywordsAZ31 magnesium alloy plate anisotropy ; Anisotropy;tensile mechanical properties ;yield surface;
第
1.1 课题背景
镁合金板材因其密度低、比强度和比刚度高、导热性好、电磁屏蔽效果佳等特点被广泛应用于交通、家电和通讯等工业和民用领域[1-3]。但其独特的力学行为使加工工艺较为复杂和困难。为了提高镁合金产品的加工精度和成品率，需要对其化学成分和力学性能及各影响因素进行分析。各向异性行为是材料具有的一种普遍特征，表现为在不同方向上力学性能不同，它对材料的成形有很大的影响。目前对镁合金板材各向异性行为的研究开展得较少，现有的理论模型在分析镁合金板材的此种特性时都存在一定的弊端。由此可见，对使用量大、具有良好应用前景的镁合金板材进行各向异性行为分析，可以更好的改进工艺，提高产品质量，具有十分重要的现实意义。
(5)无毒、无污染，可以回收再利用，不会造成环境污染，被誉为“21世纪的绿色材料”。
目前，国际上多采用美国试验材料协会(ASTM)使用的方法标记镁合金。根据ASTM标准，镁合金的牌号和品级由四部分组成，第一部分为字母，标记合金中的主要元素；第二部分为数字，标记合金中主要元素的质量百分数；第三部分由指定的字母组成，标明合金发展的不同阶段，多数情况下该字母表示合金的纯度；第四部分标明合金的热处理状态。例如：AZ31B—F表示主要合金元素为AI和Zn，其名义含量分别3%和l%，B表示AZ31是含3％AI和1％Zn合金系列的第二位，F表示合金为加工状态。
关键词AZ31镁合金板；各向异性；拉伸力学性能；屈服面
Abstract
Due to their good properties，such as low density，high specific strength and highspecific stiffness,magnesium alloy sheets arewidely applied intransportation,household appliance,communication and many other fields．Because of theorientationsof magnesium alloy crystals by rolling and less symmetrical characteristics，magnesiumalloys often show strong anisotropy behavior．In this paper, as a research object,Testing to determine the anisotropic behavior of three different thicknesses of magnesium alloy sheet,Through experimental data to study the anisotropic yield behavior of AZ31 magnesium alloy sheet type at room temperature,Anisotropic phenomenological model for the use of magnesium alloy so large,with good prospects of a large number of experimental studies provide data.
准备毕业答辩
指导教师：石宝东
职称：讲师 2014年3月 1 日
系级教学单位审批：
年 月 日
摘要
由于具有密度低、比强度和比刚度高等特点，镁合金板日益广泛地应用于交通、家电和通讯领域。由轧制而导致的镁合金晶体的取向特征以及镁合金晶体自身对称性较差的特点，镁合金经常表现出较强的各向异性行为。本论文以此为研究对象，试验确定了三种不同厚度镁合金板材的各向异性行为，通过试验数据研究了AZ31型镁合金板材在室温下的各向异性屈服行为，从而为使用量大、具有良好应用前景的镁合金的各向异性唯象模型提供了大量的实验研究数据。
Based on the basic mechanical properties of three different thicknesses AZ31 magnesium alloy sheet study found: magnesium alloy sheetin different directionsdifferent mechanical properties, the mechanical properties of the sheet are studied showed anisotropy.
(1)密度低，质量轻，镁的比重是1.736/gcm3，是铝的2/3，钢的l/4，采用镁合金可以大大减轻结构件的重量，降低能源消耗，减少污染排放，增大运输机械的载重和运输速率。
(2)阻尼性能、抗震性能(4)高温下具有较好的塑性成形能力，易于挤压、拉拔、冲压和轧制等压力加工，具有良好的切削加工能力。
基于对三种不同厚度AZ31镁合金板材的基本力学性能的研究发现：镁合金板材在不同方向上力学性能不同，所研究的板材的力学性能都表现出了各向异性特征。
进一步研究表明，现有的金属塑性强化模型不能满足工程上的要求，畸变强化理论有利于弥补现有强化模型的缺陷。此外，通过多向单轴拉伸实验，测定了AZ31镁合金板材的初始屈服面和等塑性功面，系统的分析了等塑性功面的演变规律。
W/(m·K)
155
燃烧热
KJ/Kg
25020
熔化热
KJ/Kg
368
表1.2纯镁力学性能[5]
加工状态
抗拉强度
屈服强度
弹性模量
伸长率
断面收缩率
硬度
σb/MPa
σs/MPa
E/GPa
δ(%)
ψ(%)
HBS
铸态
11.5
2.5
45
8
9
30
变形状态
20.0
9.0
45
11.5
12.5
36
纯镁的晶体结构决定了镁在室温下的塑性较差，另外其抗腐蚀、抗氧化和抗蠕变性能差，因而需要合金化工艺来改进性能。通常所说的镁合金是指已商业化的和正在开发的以镁为主要成分的金属材料，它具有以下主要特点[6-8]：
Further study showed that the existing metal plastic hardening model can not meet the requirements for building works,to compensate the distortion in favor of strengthening the existing theoretical models to strengthen the theoretical defects.In addition,multi-directional uniaxial tensile test and biaxial loading experiments,we measured the yield surface systems and functions such as shaping the surface of AZ31 magnesium alloy sheet,which systematically analyzes the evolution of the yield surface.