镁合金塑性变形机理研究进展

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镁合金大塑性变形轧制技术研究进展

镁合金大塑性变形轧制技术研究进展

镁合金大塑性变形轧制技术研究进展胡冬,梅静,文仁兴(四川化工职业技术学院,四川泸州646005)摘要:镁合金大塑性变形轧制技术是一种高性能镁合金板材加工技术,介绍了大塑性变形(SPD)技术原理及新发展起来的几种大塑性变形轧制技术,并对大塑性变形轧制技术进行了展望。

关键词:大塑性变形;轧制技术;晶粒细化;织构控制中图分类号:TG379文献标志码:A文章编号:1002-2333(2021)01-0049-03 Research Progress of Magnesium Alloy Severe Plastic Deformation Rolling TechnologyHU Dong,MEI Jing,WEN Renxing(Sichuan Vocational College of Chemical Industry,Luzhou646005,China)Abstract:Magnesium alloy severe plastic deformation rolling technology is a kind of high-performance magnesium alloy sheet processing technology.This paper introduces the principle of Severe Plastic Deformation(SPD)technology and several newly developed severe plastic deformation rolling technologies,and prospects for the severe plastic deformation rolling technology.Keywords:severe plastic deformation;rolling technology;grain refinement;texture control0引言镁合金具有高的比强度、比刚度,优良的阻尼性能及防磁、屏蔽、散热等特性,被誉为21世纪最轻金属结构材料,具有广阔的应用前景[1],因此吸引了国内外大量的学者对其进行研究。

基于晶体塑性理论镁合金塑性变形行为研究概述

基于晶体塑性理论镁合金塑性变形行为研究概述

基于晶体塑性理论镁合金塑性变形行为研究概述晶体塑性理论是研究金属和合金在外力作用下发生形变的一种理论方法,通过对晶界滑移、位错运动等微观过程的研究,揭示了金属和合金塑性变形的本质。

在晶体塑性理论中,晶界滑移是一种主要的变形机制,而位错运动也对金属的力学性能有很大的影响。

研究晶体塑性理论对于理解金属和合金的变形行为、设计新型合金材料具有重要的理论意义和实践价值。

镁合金作为一种轻量化材料,在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用前景。

然而,由于其具有较低的塑性和高的屈服强度,其塑性变形行为仍然是一个研究热点。

近年来,基于晶体塑性理论的研究方法得到了广泛应用,为揭示镁合金的塑性变形机制、提高其塑性和力学性能提供了有力的支持。

在镁合金的塑性变形行为研究中,主要关注以下几个方面:1.晶体微观结构:镁合金的微观结构对其力学性能有着重要影响。

通过电子背散射衍射(EBSD)技术等手段,可以观察到镁合金晶粒的取向分布、晶界角度和晶界密度等微观结构参数,从而揭示其晶体内部的变形机制。

2.晶体塑性理论:晶体塑性理论为理解镁合金的变形行为提供了重要的理论基础。

通过模拟晶体滑移、位错发生和传播等过程,可以揭示不同条件下镁合金的塑性变形机制,为针对性地设计改性方法和工艺提供理论参考。

3.实验研究:通过拉伸、压缩等力学试验,可以得到镁合金在不同条件下的应变硬化曲线,揭示其变形行为的特点。

同时,还可以通过高分辨电子显微镜观察位错结构、晶界运动等微观变形机制。

4.数值模拟:基于有限元方法等数值模拟手段,可以模拟镁合金的塑性变形过程,从微观到宏观,全方位地揭示其塑性变形机制和性能表现,为优化材料设计和工艺提供数据支持。

综上所述,基于晶体塑性理论的镁合金塑性变形行为研究,是一个涉及多学科交叉的领域,包括材料科学、力学、物理等多个学科的知识。

通过深入研究镁合金的晶体结构、变形机制和性能表现,可以为提高镁合金的应用性能、拓展其应用领域提供重要的理论参考和实践指导。

AZ31镁合金塑性变形不均匀性与变形机制的研究

AZ31镁合金塑性变形不均匀性与变形机制的研究

AZ31镁合金塑性变形不均匀性与变形机制的研究AZ31镁合金是一种常用的镁合金,具有良好的塑性和强度,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

然而,AZ31镁合金的塑性变形不均匀性是其在使用过程中的一个重要问题。

本文将探讨AZ31镁合金塑性变形不均匀性的研究,并探讨其变形机制。

首先,AZ31镁合金的塑性变形不均匀性主要体现在晶粒的变形和晶粒间的变形不一致。

晶粒的变形不均匀性是由于晶粒内部存在晶界、位错和析出物等缺陷,这些缺陷会对晶粒的变形行为产生影响。

晶粒间的变形不一致是由于晶粒之间的晶界无法同时滑移,导致晶粒间的应力分布不均匀。

其次,AZ31镁合金的塑性变形机制主要包括晶体滑移、孪晶形变和析出物强化等。

晶体滑移是指晶体中的位错在晶格平面上滑动,这是AZ31镁合金的主要变形机制。

孪晶形变是指晶体在应力作用下发生晶格结构的变化,形成孪晶。

孪晶形变在AZ31镁合金中往往与晶界的滑移相结合,对材料的塑性变形起到重要作用。

此外,AZ31镁合金中的析出物也会对材料的塑性变形产生影响,析出物的细化和分布均匀性有助于提高材料的塑性。

为了研究AZ31镁合金的塑性变形不均匀性和变形机制,可以采用多种实验方法和理论模型。

实验方法包括金相显微镜观察、拉伸实验、压缩实验和高分辨电子显微镜观察等。

金相显微镜观察可以用来观察晶粒的变形和晶界的变形情况,拉伸实验和压缩实验可以用来研究材料的力学性能和塑性变形行为,高分辨电子显微镜观察可以用来观察晶体滑移和孪晶形变的细节。

理论模型可以采用晶体塑性理论、晶界滑移理论和强化理论等。

晶体塑性理论可以用来描述晶体内部的位错滑移和应力分布,晶界滑移理论可以用来描述晶界的滑移和应力分布,强化理论可以用来描述析出物对材料塑性的影响。

总之,AZ31镁合金的塑性变形不均匀性与变形机制是一个复杂的问题,需要综合运用实验方法和理论模型进行研究。

通过深入研究AZ31镁合金的塑性变形不均匀性和变形机制,可以为优化材料的制备工艺和提高材料的塑性性能提供重要参考。

镁合金塑性变形力学行为与微观组织研究进展

镁合金塑性变形力学行为与微观组织研究进展

关 键 词 :镁合金 ;塑性变形 ;机械孪 生;位错 滑移 ;织构 ;各 向异性
中 图法 分 类 号 :T 4 . 2 G16 2
文献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1 7 3 6 ( 0 1 0 0 1 6 4— 9 2 2 1 )2— 0 6—1 3
Re e r h Pr g e s o a tc De o m a i n s a c o r s n Pl si f r to M e ha s s a d M i r s r t r f M g Alo s c nim n c o t uc u e o ly
t so e e r v e d r in w r e iwe .Di e e t y e f w n ig a d t n v r n sf r d i l y n e i e e t eo ma in c n i u f r n p so i n n n wi a i t ome Mg al s u d r f r n f r t o d - f t t a n o d d o t n ,e p c a y d u l xe s n t i s e e rp r d i s s e il o b e e tn i w n ,w r e o e .B s d o eu d r tn i g f il c t n si ,me h n c lt i ・ o l o t a e n t n e sa dn so so a i l h d o p c a ia n w n n n y a c r c v r n e r s l z t n, me h n s fme h n c l p o e y a i to y r i n n x r so ig a d d n mi e o ey a d r cy t iai a o c a ims o c a i a rp a n s r p , o l g a d e tu i n o i wok bl y w r ic se . T e e e to i a e t r n d f r ai n me h n s ,d n mi e rsal ain a d wo k r a i t e e d s u s d i h f c f i t ltxu e o e o ni m t c a ims y a c r cy tl z t n r ・ o i o a i t s sr s e . P a t e o ai n a d sr n t e i g me h ns o r cp t t n s e gh n d Mg aly w r lo d s b l y wa te s d i lsi d f r t n t g h n n c a im f e i i i t n e e l e e as i- c m o e p ao r t o

镁合金超塑性的变形机理

镁合金超塑性的变形机理

Deformation mechanisms, current status and development direction of superplastic magnesium alloys
CHEN Zhen-hua, LIU Jun-wei, CHEN Ding, YAN Hong-ge (School of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)
第 18 卷第 2 期 Vol.18 No.2
中国有色金属学报 The Chinese Journal of Nonferrous Metals
2008 年 2 月 Feb. 2008
文章编号:1004-0609(2008)02-0193-10
镁合金超塑性的变形机理﹑研究现状及发展趋势
陈振华,刘俊伟,陈 鼎,严红革
表1 变形图中不同变形机理的本构方程[7, 10]
Table 1 Constitutive equations for different deformation mechanisms Creep process Diffusional flow Grain boundary sliding & = k 3 ( D L / d 2 )(σ / E ) 2 ε Lattice diffusion sliding
7.59×108
Pipe diffusion controlled
& = k 4α ( D p / d 2 )(σ / E ) 4 ε & = k 5 ( DGB b / d 3 )(σ / E ) 2 ε
3.81×108 7.04×107

镁合金塑性变形与断裂行为的研究

镁合金塑性变形与断裂行为的研究

镁合金塑性变形与断裂行为的研究刘天模,卢立伟,刘宇重庆大学材料科学与工程学院,重庆(400030)E-mail: haonanwa@摘要:通过室温压缩拉伸实验,研究了AZ31挤压镁合金的断裂失效机制。

研究表明,在压缩破坏实验中有镦粗现象,金相显示沿粗大晶界处形成了大量的孪晶,部分孪晶界诱发裂纹源,裂纹沿晶界处传播,同时部分孪晶对裂纹起钝化阻碍作用,断口扫描表明属于韧脆混合断裂;在拉伸破坏实验中出现明显颈现象,金相显示沿拉长晶晶界处形成大量孪晶,孪晶和裂纹之间存在交互作用,断口扫描表明属于韧性断裂,同时显示出空洞形核诱发裂纹的机制。

关键词:压缩变形;拉伸变形;孪晶;断裂中图分类号:TG1. 引言镁合金属于密排六方晶体结构,其轴比(c/a)值为1.623,接近理想的密排值1.633,室温滑移系少在室温塑性变形时,出现大量的孪晶协调其塑性变形,塑性变形能力差,容易断裂[1]。

金属的断裂是指金属材料在变形超过其塑性极限而呈现完全分开的状态。

因为材料受力时,原子相对位置发生了改变,当局部变形量超过一定限度时,原子间的结合力遭到破坏,便出现了裂纹,裂纹经过扩展而使金属断开。

金属塑性的好坏表明了它抑制断裂能力的高低。

在塑性加工生产中,尤其是对塑性较差的材料,断裂常常是引起人们极为关注的问题。

加工材料的表面和内部的裂纹,以至于整体的断裂,都会使得成品率和生产率大大降低[2,13]。

因此,研究镁合金塑性变形中的断裂行为和规律对于有效地防止金属成形过程中的断裂,充分发挥金属材料潜在的塑性有重要意义.2. 实验内容实验材料选用AZ31挤压材,挤压温度为300℃,挤压比为4.5,挤压速度为1mm/s,将挤压样加工成标准压缩样Φ7×14mm和标准拉伸样,并选此标准压缩样进行400℃保温2小时的退火,利用新三思万能电子试验机CMT-5150以1mm/min的速度沿挤压方向进行压缩和拉伸破坏实验;然后利用数码相机对失效后试样断口方向及断面进行拍照宏观分析;再对失效试样的压缩或拉伸方向进行金相显微组织分析;最后利用扫描电子显微镜对压缩和拉伸的断口形貌进行分析。

改善变形镁合金塑性的研究进展

改善变形镁合金塑性的研究进展

改善变形镁合金塑性的研究进展*任红霞,刘长瑞,张 娟,鞠克江(西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055)摘 要:综述了变形镁合金的基本塑性变形特征,变形镁合金常温下因塑性较差限制其发展,故改善变形镁合金的塑性成为变形镁合金研究与应用中急需解决的重点。

细化晶粒、提高变形温度和超塑性变形等方法可以显著提高变形镁合金的塑性,本文介绍了以上2种方法改善变形镁合金塑性的最新研究进展。

关键词:变形镁合金;塑性变形;晶粒细化;超塑性中图分类号:T G146 文献标志码:A镁及镁合金是21世纪轻量化材料,其比重轻,比强度和比刚度高,阻尼性、导热性、切削加工性和铸造性好,具有电磁屏蔽能力强、尺寸稳定、资源丰富、容易回收等一系列优点,其开发和应用受到越来越多的关注,成了 最年轻的金属结构材料之一[1]。

目前,镁合金的应用主要是以模铸、压铸等工艺生产产品,但产品容易出现晶粒粗大、组织太致密、成分偏析且力学性能偏低等缺陷,不能充分发挥镁合金的性能优势。

与铸造镁合金相比,变形镁合金晶粒细小,无偏析和微观孔洞,具有优良的综合性能以及较高的强度、塑形和韧性。

此外,众多领域所需板材、棒材、管材和型材等重要结构材料只能用塑性成型工艺生产,但是镁合金塑性较差、成形困难及成材率低成为变形镁合金加工与应用的瓶颈,因此改善变形镁合金的塑性成为其应用中急需解决的关键技术之一。

细化晶粒、提高变形温度和超塑性变形可以显著改善镁合金的塑性,是较有前景的塑性改善方法。

本文从以上3个方面介绍了变形镁合金塑性改善的研究进展,并指出塑性变形技术进一步的发展方向。

1 变形镁合金的塑性变形特征镁合金属于密排六方晶体结构,对称性低,室温下滑移系少,塑性变形时只有基面滑移和角锥面孪体质量分数容易偏低。

通过观察,固体质量分数过低,达到工艺范围下限时漆膜会出现缩孔,因此应定期向槽液内补加高浓度颜料浆与树脂,保持电泳漆的固体质量分数在工艺要求范围内,保持在工艺范围的中限较好。

镁合金材料超塑性的研究进展

镁合金材料超塑性的研究进展

镁合金是继钢铁和铝合金之后发 展起来的第三类金属结构材料 ,并被称 之为“21 世 纪 绿 色 金 属 结 构 工 程 材 料”[1 ,2 ] 。
由于晶 体 发 生 塑 性 变 形 时 滑 移 面 总是原子排列的最密排面 ,而滑移方向 总是原子排列的最密方向 。因此 ,密排六方结构的多 晶镁 ,其塑性变形在低于 498 K 时仅限于基面{0001} 〈11 20〉滑移及锥面{101 1}〈10 11〉孪生 [3 ,4] 。镁合金 变形时只有 3 个几何滑移系和 2 个独立滑移系 ,与其 它常用金属如铝 、铁 、铜相比 ,镁的滑移系少是造成其 塑性变形能力差的主要原因 。目前 ,大多数镁合金产 品都是用铸造方法生产的 ,很少采用锻压 、轧制 、挤压 等塑性成型方法加工 ,这使镁合金的应用受到了极大 地限制 。为此 , 镁合金超塑成形受到国内外广泛关 注[5] 。 目前 ,超塑成形技术主要用于铝 、钛等合金零件的 生产 ,很少用于镁合金零件的生产[6 ,7] 。因此 ,研究镁 合金超塑性及其成形技术对于扩大镁合金应用范围 、
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铸造技术 FOUNDR Y TEC HNOLO GY
Vol. 26 No . 8 Aug. 2005
镁合金材料超塑性的研究进展
宋佩维1 ,2 ,郭学锋2 ,张忠明2 ,徐春杰2 ,井晓天2
(1. 陕西理工学院机电工程系 ,陕西 汉中 723003 ;2. 西安理工大学材料科学与工程学院 ,陕西 西安 710048)
摘要 :综述了镁合金超塑变形的机理与特点 ,评述镁合金超塑性研究现状 ,指出了细晶超塑性 、大晶粒超塑性 、高应变速率超 塑性和低温超塑性是镁合金超塑性研究的重点和发展方向 。 关键词 :镁合金 ;超塑性 ;研究现状 ;发展方向 中图分类号 : T G146. 2 + 2 ; T G113. 25 + 3 文献标识码 :A 文章编号 :100028365 (2005) 0820664203

镁合金剧烈塑性变形力学性能研究(模板3)

镁合金剧烈塑性变形力学性能研究(模板3)

毕业论文开题报告镁合金剧烈塑性变形力学性能研究一、选题背景和意义镁合金做为一种新型金属材料,已被广泛应用于汽车、计算机、通讯及航空航天等众多领域,许多国家将之视为21世纪的重要战略物资,提出了若干重大的研究与开发计划。

在此背景下,深入分析这一新型金属材料的发展前景并拟定相应的对策,具有重要的意义。

镁合金是最轻的金属结构材料,其密度为1.75-1.90g/cm3;其比强度高于铝合金和钢,略低于比强度最高的纤维增强塑料;其机加工性能优良,易加工且加工成本低,加工能量仅为铝合金的70%;其耐腐蚀性比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380;其减振性、电磁屏蔽性远优于铝合金。

另外,镁合金的低密度、低熔点、低动力学黏度、低比热容、低相变潜热以及与铁的亲和力小等特点,使其具有熔化耗能少、充型变速快、凝固速度快、实际压铸周期短、模具使用寿命长等优势,极适合于采用现代压铸技术进行成形加工,直接制备出薄壁和近终形复杂形状的零部件。

而且镁合金压铸件的性能优良,在常规使用条件下替代钢、铝合金、塑料等制件的效果非常好。

在实现产品轻量化的同时,还使产品具有优良的特殊功能,并且在镁合金压铸件报废后,还可以直接回收再利用,符合环保要求。

所以,综合性能优良的镁合金被誉为“21世纪金属”并被广泛应用于汽车、计算机、通讯等广阔领域。

虽然镁合金具有一系列的优良性能,然而镁具有密排六方结构,塑性差,难以塑性加工。

本课题是为了研究改善镁合金的力学性能的途径,使镁合金更好的应用于工业领域。

晶粒细化及组织控制是改善提高金属材料性能的有效途径。

晶粒细化能够大幅度提高镁合金的室温强度,塑性和超塑性成形。

细化晶粒的方法有很多,如锻造,挤压,轧制以及随后的再结晶退火处理工艺等。

而等通道转角挤压(ECAP)作为一种可细化合金组织、改善性能、提高材料成形性的塑形加工技术在国内外学术界被广泛的研究。

二、课题关键问题及难点本课题重点研究镁合金采用等通道转角挤压工艺与材料晶粒细化的关联,以及由此而引发的材料组织、力学性能等的变化;研究了ECAP工艺对材料性能、材料组织关系等的作用与影响.如何确定外切角ψ、内切角Φ的大小,及挤压路线、挤压次数、挤压温度和挤压速度的选择。

镁合金强塑性变形的研究进展

镁合金强塑性变形的研究进展
与其他晶粒细化的变形方法相比,强塑性变形可以在材料 尺寸基本不变的前提下,对材料进行反复变形,从而获得较大的 累积变形量,使材料的晶粒得到细化。当前,对镁合金进行 SPD 变形的方法主要有等通道转角挤压、累积轧制、高压扭转、多向 锻造等 [1]。本文对这几种强塑性变形加工工艺的基本原理进行了 综述,并分析了各种方法的局限性及发展方向。
累积叠轧(Accumulative roll bonding, ARB)工艺原理如图 1 所示 :将两块长宽相等、厚度均为 h 的板材表面处理并固定在一 起,加热后轧制成厚度为 h 的板材。再将轧制后的板制备成尺寸 相等的两块板,继续轧制,直至达到所需变形量。在 ARB 变形过 程中,如果忽略板材在变形过程中的宽展,则材料在变形前后尺 寸几乎无变化,因此理想状态下,可以获取相当大的总应变量。 与其他剧烈塑性变形技术相比,ARB 变形工艺简单,成本低,不 需要特殊的设备或模具,生产效率高,容易实现工业化生产。
性和发展方向。
关键词 :强塑性变形 ;镁合金 ;等通道转角挤压 ;累积叠轧 ;高压扭转 ;多向锻造
中图分类号 :TG319 文献标识码 :A
文章编号 :11-5004(2019)02-0280-2
由于镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减震性和生物兼容 性好等优点,使得镁合金在交通、医疗、电子、军工等领域得到 普遍使用,且使用趋势不断扩大。但在使用及研究过程中,镁合 金的不足之处也逐渐显现出来,其缺点主要包括塑性较差、绝对 强度低、耐腐蚀性差等,这些缺点限制了镁合金的应用和发展。 大量试验结果显示,细化镁合金的晶粒可以激活棱柱面滑移系 等,有效改善其塑性加工成形性能,同时提高其综合力学性能。
收稿日期 :2019-02 作者简介 :任晨辉,女,生于 1985 年,汉族,河南辉县人,硕士研究生,工程师, 研究方向 :有色、黑色金属材料加工工艺设计、工艺研究及工程管理。

南昌大学科技成果——镁合金塑性成形机理及技术研究

南昌大学科技成果——镁合金塑性成形机理及技术研究

南昌大学科技成果——镁合金塑性成形机理及技术研究
研究内容该项目研究了ME20M镁合金板料热拉深成形;提出了适合镁合金板料热成形的含非常应变软化因子的高温流变应力数学模型,并通过用户子程序二次开发VUMAT将其加入到数值模拟软件ABAQUSA/explicit中去;通过金相组织实验,在各种成形条件下热拉深筒形件断面组织结构,得到不同成形工艺参数对镁合金组织性能的影响结果。

技术特点
用塑性成形法加工得到的镁合金制品具有较高的强度和良好的韧性和某些特有的机械性能,可满足多样化结构件的需求。

镁合金板料的冲压产品具有较好的力学性能和表面质量成为镁合金材料应用的一个趋势,而在冲压工艺中又以拉深工艺应用较广。

镁合金拉深工艺是一种塑性加工工艺,其加工过程能源消耗小,对环境污染小。

本项目的研究成果对生态环境的保护起到很大的作用,具有很抢、强的经济效益和生态效益。

推广应用前景
本项目的研究成果对指导镁合金产品设计、缩短产品开发周期、减少材料消耗和保证产品质量等具有科学意义和重要的实际应用价值。

故其在汽车行业、3C行业、航空航天、国防方面等都有广泛推广应用前景,在其塑性成形产品生产实际中也能起到重要的指导作用,大大降低生产成本。

合作方式技术入股、技术转让。

镁合金在大变形和高应变率下塑性变形研究进展_宁俊生

镁合金在大变形和高应变率下塑性变形研究进展_宁俊生

镁合金在大变形和高应变率下塑性变形研究进展Research and Prog ress of Plastic Deformation o f M ag nesium A lloy sat H igh S train Rate and Large Deformation宁俊生1,范亚夫2,彭秀峰1(1烟台大学物理系,山东烟台264005;2中国兵器工业集团第五二研究所烟台分所,山东烟台264000)NING Jun-sheng1,FAN Ya-fu2,PENG Xiu-feng1 (1Phy sics Department of Yantai U niversity,Yantai264005,Shandong,China;2Yantai Branch of No.52Institute o f China Ordnance Industrie s Group,Yantai264000,Shandong,China)摘要:介绍了强应变塑性大变形下镁合金研究现状。

重点综述了在较高应变率及冲击载荷作用下关于镁合金变形的研究情况,同时也比较详细地综述了在不同温度、不同载荷作用下镁合金塑性变形特征及其物理机制。

最后简要介绍了几个描述材料在较高应变率和冲击载荷作用下变形行为的数学表示式,并就镁合金作为结构材料的研究说明了作者的一些看法。

关键词:镁合金;塑性大变形;高应变率;冲击载荷中图分类号:TG146.22 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2007)09-0067-07A bstract:Study about micro-structural changes of m ag nesium alloy s under large strains and severe plastic defo rmatio n w ere introduced.A ttention is concentrated on the research about the plastic de-fo rm ation of magnesium alloy s unde r impact loading and high strain rate.Meanw hile,the pro perties and phy sical mechanism s of plastic defo rmatio n of magnesium alloys under different lo ads and over a wide rang e of tem peratures we re review ed.Finally,sev eral fo rmula for describing the behaviors of magnesium alloy s under dy namic loading at hig h strain rate w as summ arized briefly,and so me sugges-tions on the study of m ag nesium alloy s used as structural m aterials were o ffered.Key words:magnesium alloy;larg e plastic defo rmatio n;hig h strain rate;impact loading 随着对镁合金研究的不断深入,镁合金优越的综合性能逐渐为人们所认识。

镁合金塑性变形机理研究进展

镁合金塑性变形机理研究进展

镁合金塑性变形机理研究进展一、本文概述镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料,在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域具有广泛的应用前景。

然而,镁合金在塑性变形过程中面临着诸多挑战,如室温下塑性较差、易产生应力腐蚀等问题,限制了其在实际应用中的性能发挥。

因此,深入研究镁合金的塑性变形机理,对于提升镁合金的综合性能、推动其在更广泛领域的应用具有重要意义。

本文旨在综述镁合金塑性变形机理的研究进展,从镁合金的塑性变形行为、变形过程中的微观组织演变、变形机制及影响因素等方面进行总结和分析。

文章首先简要介绍了镁合金的基本特性及其应用现状,然后重点回顾了近年来镁合金塑性变形机理的相关研究成果,包括塑性变形的微观机制、变形过程中的应力应变行为、合金元素对塑性变形的影响等。

文章对镁合金塑性变形机理的未来研究方向进行了展望,以期为镁合金的进一步研究和应用提供有益的参考。

二、镁合金的塑性变形行为镁合金作为轻质高强度的金属材料,其塑性变形行为一直是材料科学领域的研究热点。

镁合金的塑性变形主要涉及到滑移、孪生以及晶界滑移等多种机制。

这些机制在镁合金的变形过程中相互作用,共同影响着镁合金的力学性能和微观组织演变。

滑移是镁合金塑性变形中最主要的变形机制。

镁合金中的滑移系主要包括基面滑移、柱面滑移和锥面滑移。

其中,基面滑移是最容易激活的滑移系,但由于其滑移方向的限制,通常不能完全协调镁合金的宏观变形。

柱面滑移和锥面滑移的激活则需要更高的临界剪切应力,但在高温或变形量较大时,这些滑移系也能被有效激活,从而改善镁合金的塑性变形能力。

孪生在镁合金塑性变形中也扮演着重要角色。

特别是在低温和高应变速率下,孪生成为镁合金的主要变形机制。

孪生不仅能够协调镁合金的宏观变形,还能细化晶粒,提高镁合金的强度和韧性。

然而,孪生也会引入新的织构,影响镁合金的后续变形行为。

除了滑移和孪生外,晶界滑移也是镁合金塑性变形中不可忽视的变形机制。

晶界滑移能够协调不同晶粒间的变形,使得镁合金在宏观上表现出良好的塑性。

AZ31镁合金变形行为的研究进展

AZ31镁合金变形行为的研究进展

收稿日期:2008202227作者简介:孙付涛(19832),女,河南柘城人,硕士研究生.第3卷 第2期材 料 研 究 与 应 用Vo1.3,No.22009年6月MA TERIAL S RESEARCH AND APPL ICA TIONJ un .2009文章编号:167329981(2009)022*******AZ31镁合金变形行为的研究进展孙付涛1,韩 晨2,陈拂晓1,杨永顺1,郭俊卿1(1.河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳 471003;2.北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083)摘 要:介绍了AZ31镁合金的优良性能及变形行为的特点,讨论了合金元素对AZ31合金性能的影响,重点对目前镁合金加工方法的研究进展及发展方向进行了综述.关键词:AZ31镁合金;变形行为;性能;加工方法中图分类号:T G 306 文献标识码:A镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料[1],具有较高的比强度和比刚度,力学性能、切削加工性能和铸造性能优良,特别适用于进行高效率的压铸生产.镁合金还具有优良的耐腐蚀性能、良好的导电性及电磁屏蔽性等优点.尤其值得一提的是镁及镁合金具有优良的减振性能,从而使其在许多应用中具有降低振动和噪音的能力.镁合金在电子、航空航天、交通工具、体育用品等行业中的应用日益广泛[2].由于镁合金为密排六方结构,室温下塑性变形能力较差,所以目前镁合金制品大都采用铸造成形,这大大限制了镁合金的应用范围.为扩大镁合金的应用范围,利用各种塑性变形方法来制造镁合金制品是镁合金发展的一大趋势.与铸造成形产品相比,变形镁合金制品的力学性能更优,加工成本更低.A Z31镁合金的强度较高,延展性良好,可用来制造不同厚度的板材及形状复杂的锻件、模锻件及挤压件,是目前应用最广泛的变形镁合金[3].1 化学成分对AZ31镁合金性能的影响1.1 铝含量的影响Al 是A Z31镁合金的主要合金元素,通过固溶强化和形成沉淀析出相,提高AZ31的强度和耐蚀性,降低合金的塑性[4].Mg 2Al 二元合金系富镁侧是共晶型相图,在437℃时发生共晶反应:L →α(Mg )+β(Mg 17Al 12).铝在镁中的最大溶解度为12.7%(437℃),溶解度随温度的降低而减小,室温下铝在镁中的溶解度约2%.在富镁区可以析出第二相β(Mg 17Al 12).铸态下Mg 2Al 合金主要由α镁固溶体和枝晶间Mg 17Al 12相组成.当w (Al )<10%时,随着Al 含量的增加,Mg 合金的液相线及固相线均降低,Mg 合金的抗拉强度提高;伸长率则随着Al 含量的增加先提高后下降.当w (Al )>4%时,Mg 2Al 合金的耐腐蚀性能迅速提高.因此,兼顾合金的力学性能和铸造性能,合金中最佳铝含量w (Al )为8%~9%[3].1.2 锌含量的影响Zn 是Mg 2Al 系合金中的另一个重要元素.Zn在镁合金中的溶解度较大,在二元共晶温度340℃时达6.2%.在合金中加入少量的Zn (约1%),可显著提高室温下铝在镁基体中的固溶度.同时,Zn 的加入可以提高合金的抗蚀性及力学性能.但Zn 含量过高会加大合金的结晶温度间隔,增加了合金的热裂和缩松倾向,因此,合金中的Zn 一般控制在w (Zn )≈1%.1.3 Al/Zn 比的影响在Mg 2Al 2Zn 合金中,铝/锌比是值得重视的一个参数.对不同Al/Zn 比的Mg 2Al 2Zn 合金进行力学性能的测试结果表明,当w (Al )<8%时,合金的抗拉强度随Zn 质量分数的增加而提高,伸长率下降;当w (Al )>8%时,随Zn 含量的增加,合金的抗拉强度降低,伸长率提高.由此可见,要获得综合力学性能良好的合金,Al ,Zn 的含量应有合适的比例.有人[5]研究了不同Zn ,Al 含量对Mg 2Al 2Zn 合金铸造性能的影响(图1).当合金中w (Zn )<1%时,Mg 2Al 2Zn 合金处于可铸造区,随着Zn 含量的增加,合金进入热裂区,热裂区的范围随Al 含量的不同而变化;进一步增加Zn 含量,合金进入可铸造区和脆性区.因此,要保证Mg 2Al 2Zn 合金具有良好的铸造性能,Al ,Zn 的含量应有一个合适的比例.图1 Zn 含量对镁合金铸件性能的影响[5]Fig.1 Effect of Zn content to performance of magnesium al 2loy casting1.4 其他元素的影响Mn 对提高镁合金的耐腐蚀性能十分有利.Mn可与合金中的有害杂质Fe 形成化合物,以熔渣的形式排除,消除了Fe 对镁合金耐蚀性的不利影响,同时提高了合金的电位.因此,用于耐腐蚀性场合的镁铝合金中一般都含有一定量的Mn.此外,Mn 还可以细化晶粒,提高可焊性.镁铝系合金中需要严格控制的杂质元素有Si ,Cu ,Fe ,Ni 和Co 等,由于它们在镁中的溶解度都很小,含量很低时就足以在晶界上形成与基体有很大电位差的难溶相,产生腐蚀.因此,必须严格控制这些杂质在合金中的含量.2 AZ31合金变形过程的特点AZ31镁合金在变形时对温度的改变很敏感,在低温下进行压缩或挤压变形时,变形机制主要为基面滑移和孪生,此时显微结构中有较多的位错和孪晶存在,整体上呈现变形组织,因此如果变形速率太快,材料容易在低应变量下发生断裂.而在较高的温度下挤压(200℃以上),材料的变形机制会发生改变.首先,由于热激活镁基体的棱柱滑移面位错在基面滑移上受阻时,可发生交叉滑移到棱柱滑移面上,这种情况在变形温度适当的情况下比较容易发生,此时动态再结晶还来不及发生,合金中的位错可发生滑移、攀移,从而提高合金的塑性变形能力.在更高的温度下,动态再结晶发生,这时晶界可以发生滑动和转动,参与塑性变形,细小的再结晶晶粒进一步提高了镁合金的塑性,甚至出现类似超塑性变形的变形机制.图2 动态再结晶形成的细小晶粒Fig.2 Tiny grains formed during dynamic recrystallization3 AZ31合金变形行为的研究现状S.B.Yi [6]研究了AZ31合金在室温到250℃范围内的拉伸变形行为.结果表明,在150℃以上进行拉伸时观察到连续动态再结晶现象.在200℃时观察到与高激活能<c +a >滑移面对应的晶体结构组织.动态再结晶由于再结晶晶粒的转动持续进行.在200℃时,尽管发生了动态再结晶,仍然可以观察到大量的由晶界转动和滑移协同作用产生的典型组织.在250℃时,由于另一个变形机制晶界滑移的发68材 料 研 究 与 应 用2009生使细小晶粒组织减少.为了扩大镁合金的使用范围.Q.Yang等人[7]研究了室温下极细晶粒的AZ31镁合金的变形行为.通过轧制,压缩,挤压等剧烈变形方法制得细晶粒镁合金.实验结果表明,与粗晶粒的镁合金相比,极细晶粒的镁合金对应变速率的敏感性及流变应力均有一定的上升,延伸率也有所上升.同时,合金的屈服强度显著上升,各向同性更明显.Z.Q.Sheng[8]建立了镁合金的流变应力方程.基于密排六方晶体结构的变形机制及数学分析方法,以应变、应变速率及温度补偿因子为参数建立了数学模型.验证发现与三个已发表的实验数据相吻合.严红革等人[9]研究了A Z3l镁合金板材在不同工艺条件下的气胀成形性能.实验表明,胀形高度随温度的升高而增大,且应变速率敏感指数均大于0.3.在673K,0.7M Pa下胀形25min,所得胀形件的胀形高度达23.34mm,高径比为0.67.金相及SEM观察可见,在胀形件的顶端晶界处聚集了大量的空洞.通过动态再结晶,晶粒得到了很大细化.并且随变形程度的增大,晶粒细化更明显.A Z31镁合金板材的超塑性胀形主要由晶界滑移控制,动态再结晶则为重要的辅助机制.汪凌云等人[10]研究了AZ31B镁合金板材的超塑性及超塑性不稳定性.他们发现,在723K,10-3 s-1的条件下,板料的延伸率可达到216%,应变敏感系数为0.36,在变形的初级阶段发生了动态再结晶.板料的超塑性成形机制主要为晶界滑移,断裂则主要是由于空洞的长大和链接.苌群峰等人[11]研究了AZ31镁合金板料的拉伸性能.他们对温热冲压过程进行了数值模拟,研究了拉深温度、压边力等工艺条件对镁合金板材成形性能的影响;并通过极限拉深比实验,对数值模拟结果进行了实验验证.最后得到结果是:在极限拉深温度150℃,极限拉深速度15mm/s,固定压边力的工艺条件下,极限拉深比达到2.5,得到如图3所示的拉伸件.他们还通过温热交叉轧制工艺制备了成形性能良好的镁合金薄板[12],并用此板料进行了盒形件拉延实验.结果发现:采用压边力随凸模行程先增后减的变压边力技术可将盒形件的拉伸深度提高13.2%.图3 镁合金拉延件Fig.3 Magnesium alloy drawings华中科技大学的夏巨谌等人[13]对镁合金管材的挤压过程进行了数值模拟,采用DEFORM23D软件,对不同壁厚管材的成形过程进行模拟.研究发现,挤压时管材内壁的金属比外壁的金属流动快,挤压筒与圆锥面过渡处的等效应变值最大,通过工艺试验验证了模拟分析的正确性.何祝斌等人[14]研究了AZ31镁合金挤压管材的内高压成形性能,胀形实验在其自行研制的内高压成型机上进行,实验温度分别为室温、100、150、200和250℃,结果表明:变形不是对称发生的,而是集中在管的一侧直至破裂.从破裂时的极限膨胀率来看,150℃时表现出最好的成形性能;之后,随着温度的升高,极限膨胀率反而下降,相同温度下,胀形区尺寸较小时得到的极限膨胀率明显大于胀形区较大时的极限膨胀率,双向等拉应变状态下的成形性能要好于平面应变状态下的成形性能.4 结 语目前,虽然对A Z31镁合金的变形行为及加工工艺的研究已经取得了一定的进展,但适用于镁合金生产的塑性加工技术还不够成熟及完善.为了生产出性能更加优良的镁合金制件,降低生产成本,扩大镁合金的使用范围,作者认为对镁合金的研究应注重以下方面:(1)性能的改善.镁合金具有很多优良的性能,但其强度达不到某些领域的要求.比如,镁合金用于制造汽车轮毂,可以减重、减振,降低油耗,提高行驶的舒适性,但镁合金的强度很难达到σb>280M Pa和σ0.2>180M Pa.(2)成形技术的研究.镁合金铸件的综合性能较差,采用塑性加工,可78第3卷 第2期孙付涛,等:AZ31镁合金变形行为的研究进展以得到性能优良的制件.常温下镁合金的塑性较差,而当其处于超塑性状态时,具有优良的塑性和极小的变形抗力,从而有利于塑性加工.挤压是镁合金塑性成形的另一种有效方法.挤压加工时,金属三面受压,有利于变形的发生.挤压成形可制备其他成形方法难以制备的产品,如带凹角和暗槽的型材、大直径和变截面厚度的薄壁管等[15].另外,挤压还有细化晶粒的作用,可提高材料的强度和韧性.因此,研究镁合金的挤压成形工艺和超塑性成形工艺具有重要意义.参考文献:[1]刘正,张奎,曾小勤.镁基轻质合金理论基础及应用[M].北京:机械工业出版社,2002:1952207.[2]刘静安.镁合金加工技术发展趋势与开发应用前景[J].轻合金加工技术.2001,129:127.[3]黎文献.镁及镁合金[M].长沙:中南大学出版社,2005:972102.[4]吕宜振,翟春泉,王渠东,等.压铸镁合金的应用现状及发展趋势[J].,1998(12):50253.[5]张诗昌,段汉桥,蔡启舟,等.主要合金元素对镁合金组织和性能的影响[J].铸造,2001,50(6):3102340.[6]YI S B.Mechanical behaviour and microstructural evolu2tion of magnesium alloy AZ31in tension at differenttemperatures[J].Materials Science and Engineering, 2006,A424:2752281.[7]YAN G Q,GHOSH A K.Deformation behavior of ul2trafine2grain(U F G)AZ31B Mg alloy at room tempera2 ture[J].Acta Materialia,2006,54:515925170.[8]SH EN G Z Q.Modeling flow stress of magnesium alloysat elevated temperature[J].Materials Science and Engi2 neering,2006,A419:2022208.[9]严红革,刘俊伟,陈振华,等.AZ31镁合金板材超塑性气胀成形研究[J].热加工工艺,2006(5):47250.[10]WAN G Ling2yun.SuperplaSticity and superplastic in2stability of AZ31B magnesium alloy sheet[J].Trans Nonferrous Met Soc China,2006,16:3272333.[11]苌群峰,李大永,彭颖红,等.AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟与实验研究[J].中国有色金属学报,2006(4):5802585.[12]苌群峰,李大永,彭颖红,等.AZ31镁合金盒形件变压边力温热拉延工艺[J].中国机械工程,2006,17(增刊):16218.[13]夏巨谌,王新云,程俊伟,等.AZ31镁合金管材挤压过程的数值模拟[J].锻压技术,2005(2):49252.[14]何祝斌,王小松,苑世剑,等.AZ31B镁合金挤压管材的内高压成形性能[J].金属学报,2007(5):5342538. [15]赵文元,夏兰廷.镁合金成形技术现状及展望[J].铸造设备研究,2005(4):47252.R esearch progress on deformation behavior of AZ31magnesium alloySUN Fu2tao1,HAN Chen2,CH EN Fu2xiao1,YAN G Y ong2shun1,GUO J un2qing1(1.Henan Universit y of Science and Technology,L uoy ang471003,China;2.Universit y of S cience and Technolo2g y,B ei j ing100038,China)Abstract:The excellent p roperties and deformation behavior characters of A Z31magnesium alloy are de2 scribed in t his paper.The influences of alloy element s on t he p roperties of t he AZ31alloy are discussed. And t he research p rogress and develop ment tendency on p rocessing met hods of magnesium alloys at pres2 ent are summarized.K ey w ords:A Z31magnesium alloy;deformation behavior;p roperty;processing met hod88材 料 研 究 与 应 用2009。

AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究共3篇

AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究共3篇

AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究共3篇AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究1AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究AZ31镁合金是一种常见的轻质结构材料,在航空、汽车、电子等领域有着广泛的应用。

其具有良好的加工性能和强度,但同时也存在着较高的塑性失稳和晶粒长大的问题。

因此,深入研究AZ31镁合金的塑性变形机制和再结晶行为,具有重要的理论和实际意义。

塑性变形机制是指材料在外力作用下发生形变的过程,其中包括与晶体结构、晶粒尺寸等因素相关的塑性变形机制。

对于AZ31镁合金而言,其塑性变形机制主要涉及到位错滑移、孪晶滑移和孪晶形核等三种机制。

其中,位错滑移是指晶体中的位错沿晶体的晶格面和晶格线移动的过程。

在AZ31镁合金中,位错滑移是最主要的塑性变形机制,其滑移面主要是(basal)面和<1010>面,滑移向量主要是[0001]和[1011]方向。

此外,AZ31镁合金中还存在着孪晶结构,孪晶滑移和孪晶形核也是重要的塑性变形机制。

孪晶滑移是指晶体中的孪晶体双晶之间发生的滑移,其滑移向量主要是<1120>方向。

而孪晶形核是指晶体中的孪晶体双晶的形成过程,其主要原因是应力超过了晶体破裂强度,从而在滑移区形成孪晶体双晶。

除了塑性变形机制之外,再结晶行为也是AZ31镁合金的重要研究方向之一。

再结晶是指已变形晶体再次形成新的等轴晶体的过程,其可以消除塑性失稳、细化晶粒并改善材料的力学性能。

在AZ31镁合金中,再结晶主要涉及到晶界迁移和晶粒再结晶两种机制。

晶界迁移是指已有的晶界沿一定方向运动形成新的晶界,它主要发生在高温下。

晶粒再结晶是指形成新的等轴晶体,其主要原因是由于晶界不稳定所致,一般发生在较低温度下。

综上,AZ31镁合金的塑性变形机制涉及到位错滑移、孪晶滑移和孪晶形核等多种机制,而其再结晶行为也具有晶界迁移和晶粒再结晶两种机制。

深入研究其塑性变形机制和再结晶行为,对于其优化材料性能、改善加工效率和缓解材料失稳问题具有重要的理论和实际应用价值综合分析,AZ31镁合金的塑性变形机制和再结晶行为是相互关联的复杂过程,其研究具有重要的理论和应用价值。

镁合金塑性变形过程中锯齿屈服现象的研究进展

镁合金塑性变形过程中锯齿屈服现象的研究进展
条件下会 出现明显的“ 塑性不稳定 ” 现象 ,也被称作锯齿 屈服( 流变 ) 现象或 P o r t e v i n — L e C h a t e l i e r ( P L C) 效应 ,主要表现 为应力

应变 曲线上 的锯齿状波动 。近年来 ,关于镁合金 P L C效应 的研究 报道 逐年增加 。本文将 重点介 绍镁 合金 中存在塑 性不 稳定
Phe no me n o n 0 f Ma g ne s i um Al l o y s
L I Ch u a n q i a n g , XU Da o k u i ,HAN En h o u
( 1 . S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,N o r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 1 1 0 8 1 9, C h i n a ) ( 2 . C A S K e y L a b o r a t o r y o f N u c l e a r Ma t e r i a l s S a f e t y A s s e s s m e n t ,I n s t i t u t e o f Me t a l R e s e a r c h , C h i n e s e A c a d e my o f S c i e n c e s , S h e n y a n g 1 1 0 0 1 6 ,C h i n a )
s t r e n g t h a n d r i g i d i t y . Ho we v e r ,u n d e r p l a s t i c d e f o r ma t i o n c o n d i t i o n s ,ma g n e s i u m a l l o y s c a n e x h i b i t t h e p h e n o me n o n o f

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

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]。

粗、细晶镁合金塑性变形及断裂的微观结构机理研究

粗、细晶镁合金塑性变形及断裂的微观结构机理研究

粗、细晶镁合金塑性变形及断裂的微观结构机理研究镁合金塑性成型能力差,变形加工中常出现破裂、失效等问题,其根源是相关的微结构机制模糊不清。

本文运用基于平面弹性复势方法的局部应变位错核模型及晶体旋转缺陷模型,采用光学金相表征及电子背散射衍射检测技术(EBSD),针对粗、细晶镁合金的塑性变形及断裂微观机制,进行了理论分析和实验验证。

粗晶镁合金中断裂主要起源于晶粒内孪晶交叉等位置的位错塞积所导致的应力集中。

本文运用应变核位错模型和格林积分的方法模拟并计算了孪晶变形域的局部应力场和裂纹尖端的应力强度因子。

结果表明:孪晶交叉是脆性裂纹的主要起源(相应的EBSD证据可支持此结论),裂纹成核的临界载荷随晶粒直径尺寸(d)的减小而增大,其对d的依赖与经典的Hall-Petch关系相似;裂纹成核的临界载荷和临界尺寸随障碍孪晶厚长比(q)增大分别增大和减小;裂纹会沿着孪晶界扩展,在高密度孪晶区域和孪晶交叉处易发生偏折(相应的金相表征可支持此结论)。

细晶镁合金中断裂主要基于析出相破裂和三叉晶界处的空洞成核。

本文运用晶体旋转向错模型模拟了析出相/基体界面裂纹尖端应力集中诱导的纳米孪晶对细晶镁合金的韧化效应。

研究发现:在纳米孪晶的韧化作用下,界面断裂韧度很大程度上取决于析出相的尺寸和分布,最佳的析出相尺寸和分布规律可以显著增强界面,该结论与已知的实验结果相符,纳米孪晶韧化效应的研究可从根本上弥补经典模型对断裂韧度的低估。

此外,本文还探讨了晶体超塑性变形的协调机制之间的竞争和干涉机理,理论模拟并分析了细晶镁合金超塑性变形过程中晶界滑移协同迁移对析出相自身开裂的影响。

结果表明:析出相破裂和晶界迁移是两种典型的协调机制,可分别协调晶界滑移在析出相界面和三叉晶界处的应力集中,延续塑性变形;较大半径析出相周围应变累积易导致析出相自身的断裂;随着析出相和镁基体剪切模量比的增加,析出相的断裂韧度显著提高;除了析出相的硬化及细化,基于晶界迁移的再结晶过程也可弱化建立在析出相开裂基础上的协调机制,提高细晶镁合金的断裂韧度。

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镁合金塑性变形机理研究进展
镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料,在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

然而,镁合金的塑性变形机理仍存在诸多不足,制约了其进一步的应用和发展。

本文旨在综述镁合金塑性变形机理的研究进展,以期为相关领域的研究提供参考。

镁合金塑性变形机理是指在一定应力条件下,镁合金内部结构发生的一系列变化,主要包括晶粒细化、位错滑移、孪生等。

这些变形机制的相互协调与竞争,决定了镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为。

研究镁合金塑性变形机理有助于揭示材料内在的力学性能和优化其
应用。

近年来,国内外研究者针对镁合金塑性变形机理开展了大量研究工作,主要集中在以下几个方面:(1)通过合金元素调控,改善镁合金的
力学性能;(2)研究镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为;(3)探索镁合金在塑性变形过程中的组织演化规律。

尽管取得了一定的研究成果,但仍存在以下问题有待解决:镁合金中合金元素的作用机制仍需进一步明确;镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为尚需深入探讨;镁合金塑性变形过程中的组织演化规律需加强研究。

本文采用文献综述和实验研究相结合的方法,对镁合金塑性变形机理
进行了深入研究。

介绍了镁合金塑性变形的基本特点;接着,综述了国内外的研究现状,指出了存在的主要问题;总结了本文的研究成果及未来研究方向。

在本文的研究过程中,我们通过设计和实施一系列实验,深入探讨了镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为及其影响因素。

具体来说,我们采用单轴拉伸、压缩和弯曲等实验手段,观察了镁合金在不同应力状态下的变形特点,利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段,详细研究了镁合金在塑性变形过程中的组织演化规律,如晶粒尺寸、位错密度、孪生等的变化。

通过对比和分析实验数据,我们发现:(1)镁合金在单轴拉伸和压缩条件下,其塑性变形行为存在明显的差异。

在单轴拉伸条件下,镁合金主要表现为均匀变形,而在压缩条件下,则出现局部区域的不均匀变形。

这一现象与镁合金中的孪生变形机制密切相关。

(2)合金元素对镁合金的塑性变形行为具有显著影响。

例如,添加Zn元素可以细化镁合金的晶粒,提高其强度和韧性;而添加Ca元素则有助于抑制孪生变形,改善镁合金的延展性。

(3)镁合金在塑性变形过程中,组织演化规律与应力和温度等因素密切相关。

在较低应力条件下,镁合金主要以晶粒细化为主;而在较高应力条件下,则出现大量位错
滑移和孪生变形。

本文的研究成果对于深入理解镁合金塑性变形机理具有重要意义,并为优化镁合金的应用提供了理论依据。

然而,由于研究条件的限制,本文的研究成果仍存在一定的局限性。

未来研究可进一步拓展至镁合金塑性变形机理的多尺度模拟、高温条件下镁合金塑性变形行为等方面,以期为镁合金的应用和发展提供更为丰富的理论支撑。

镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料,在现代工业和科技领域应用广泛。

随着技术的不断进步,镁合金塑性加工技术成为了当前的研究热点。

镁合金塑性加工技术的意义在于,通过塑性变形提高镁合金材料的塑性和韧性,以满足各种复杂零件和构件的制造需求。

本文将重点介绍镁合金塑性加工技术的发展历程、应用领域、案例分析以及未来展望。

镁合金塑性加工技术的优点在于:通过塑性变形可以显著提高镁合金材料的强度和韧性;塑性加工技术可以生产出复杂形状和规格的零件,满足各种应用需求;镁合金塑性加工技术有助于实现材料的轻量化,节约能源消耗。

然而,镁合金塑性加工技术也存在一些缺点。

主要包括:镁合金在高温下容易氧化,产生表面缺陷;镁合金的晶粒较大,影响其塑性和韧
性;镁合金塑性加工技术的生产成本较高,需要进一步降低成本。

近年来,研究者们针对镁合金塑性加工技术的缺点进行了大量研究。

在防止镁合金氧化方面,采用表面涂层、气氛保护等方法降低氧化速率。

在细化晶粒方面,通过添加合金元素、优化热处理工艺等手段,实现晶粒的细化。

在降低成本方面,研究新型的加工设备和工艺,提高生产效率,降低生产成本。

有限元模拟方法也被广泛应用于镁合金塑性加工技术的优化设计中,为实际生产提供了重要的理论指导。

在航空领域,镁合金塑性加工技术主要用于制造飞机零部件。

由于飞机对材料的要求较高,镁合金塑性加工技术可以通过复杂的形状和结构设计和制造出满足飞机性能要求的零部件。

例如,利用镁合金板材进行冲压成型,制造出飞机蒙皮、翼肋等零件。

在建筑领域,镁合金塑性加工技术可用于制造各种建筑结构和装饰材料。

由于镁合金具有较好的塑性和韧性,可以满足各种复杂形状和结构的设计要求。

例如,采用镁合金挤压成型技术制造的空心楼板、吊顶等,既轻质高强,又美观实用。

在电子领域,镁合金塑性加工技术可用于制造各种电子元器件和外壳
体。

由于镁合金具有较好的电磁屏蔽性能和轻质高强等特点,适用于制造笔记本电脑、手机等电子产品外壳。

镁合金还可以用于制造电路板支架、连接器等电子元件。

以某款手机外壳为例,采用镁合金塑性加工技术制造的手机外壳具有轻质、高强、抗冲击等特点。

然而,在制造过程中也存在一些问题。

镁合金氧化问题较为严重,影响了产品的表面质量。

镁合金挤压成型过程中容易出现裂纹等缺陷。

为了解决这些问题,可以采用表面涂层、优化挤压工艺等方法。

同时,针对氧化问题,可以在镁合金表面涂覆一层抗氧化膜层,提高其抗氧化性能。

针对挤压成型过程中的裂纹等缺陷,可以优化挤压工艺参数、增加预处理热处理工序等措施。

未来,镁合金塑性加工技术的研究和应用将更加广泛和深入。

针对镁合金塑性加工技术的缺点,将进一步开展材料改性和加工工艺优化等方面的研究,提高其性能和质量。

随着各种新型加工设备和技术的出现,镁合金塑性加工技术的生产成本将进一步降低,促进其应用领域的拓展。

随着镁合金塑性加工技术的不断发展,其将有望在新能源汽车、轨道交通等领域发挥更大的作用,为现代社会的绿色可持续发展做出贡献。

镁合金塑性加工技术作为一种先进的金属加工技术,具有广阔的应用
前景和发展空间。

通过不断的研究和创新,我们可以提高镁合金塑性加工技术的性能和质量,拓展其应用领域,为现代社会的各个领域提供更优质、更轻量化、更环保的材料解决方案。

镁合金由于其轻质、高强度和优良的散热性能,成为一种重要的结构材料。

变形镁合金作为一种可塑性较强的镁合金,具有广泛的应用前景。

本文将探讨变形镁合金的研究现状、开发方法、性能及应用领域,以期为相关领域的研究提供参考。

变形镁合金的研究主要集中在成分、制备方法和性能方面。

目前,变形镁合金的制备方法主要包括熔炼、挤压、轧制和锻造等。

其中,熔炼法是最常用的制备方法,通过控制合金元素的含量和熔炼条件,获得具有优良性能的镁合金。

变形镁合金的成分也得到了广泛的研究,通过调整合金元素的含量可以改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。

本文采用文献综述和实验研究相结合的方法,对变形镁合金进行研究。

通过文献调研了解变形镁合金的研究现状和发展趋势。

根据文献综述的结果,设计实验方案,通过实验优化变形镁合金的制备工艺和成分,并对实验结果进行性能评估。

通过实验研究,我们发现变形镁合金的力学性能和耐腐蚀性能均优于传统镁合金。

我们还发现变形镁合金的力学性能和耐腐蚀性能受到制
备工艺和成分的影响。

具体来说,通过优化制备工艺和调整合金元素的含量,可以进一步改善变形镁合金的性能。

本文通过对变形镁合金的研究,发现变形镁合金具有广泛的应用前景。

我们还发现变形镁合金的性能受到制备工艺和成分的影响。

因此,未来研究应进一步优化制备工艺和调整合金元素的含量,以提高变形镁合金的性能。

还需要进一步研究变形镁合金在复杂环境下的耐腐蚀性能和疲劳性能等问题。

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