C_(sf)/AZ91D复合材料高温变形动态再结晶临界条件

采用真空压力浸渗法制备了短切碳纤维体积分数为15%的AZ91D镁基复合材料(C_sf/AZ91D),通过等温恒应变率压缩试验,研究了复合材料在变形温度为400~460℃、应变速率为0.001~0.1s~(-1)、最大真应变为0.7条件下的流变应力和动态再结晶行为。结果表明,复合材料流变应力曲线呈现显著的动态再结晶软化特征,动态再结晶临界应变随变形温度升高或应变速率降低而减小,其与Z参数之间的函数关系为εc=1.6×10~(-3) Z~(0.037 2);动态再结晶临界应变和峰值应变之间的关系为ε_c=0.385 2ε_p;同等变形条件下,复合材料动态再结晶的临界应变远小于AZ91D镁合金,短切碳纤维促进了基体镁合金动态再结晶发生,同时细化了其再结晶晶粒。     

原位合成TiC_p/AZ91D镁基复合材料的高温流变行为

采用原位合成法制备了TiCp/AZ91D镁基复合材料,研究了其高温流变行为。结果表明,铸态TiCp/AZ91D镁基复合材料在高温压缩变形过程中存在稳态流变特征,流变应力随着温度的升高和应变速率的降低而降低。在较低温度范围内,TiC颗粒强化效果明显。随着温度的升高,增强相对基体AZ91D镁合金的增强效果逐渐消失。     

原位反应自发渗透法TiC／AZ91D镁基复合材料及AZ91D镁合金的拉伸变形与断裂行为

利用原位反应自发渗透技术合成了47．5％碳化钛TiC（体积分数，下同）增强AZ91D镁基复合材料，对比研究了该复合材料与铸态镁合金AZ91D基体的室温与高温拉伸变形行为，观察了拉伸断口微观组织形貌，并分析了这两种材料的断裂特征。结果表明，TiC／Mg复合材料具有良好的高温力学性能，在拉伸变形速率为0．001s^-1以及温度为723K，时其拉伸强度可达91．1MPa，而此时相同变形条件下的铸态AZ91D镁合金拉伸断裂强度只有41．1MPa，增幅达120％。而在室温下，镁基复合材料的拉伸断裂强度仅高出基体铸态镁合金23．4％。镁基复合材料的断裂应变较低，高低温时均表现为脆性断裂；而镁合金则由室温下的脆性断裂向高温下的韧性断裂过渡。     

TiC/AZ91D镁基复合材料高温压缩变形行为

利用自发渗透原位合成法制备了不同体积分数的TiC增强AZ91D镁基复合材料,研究了不同压缩应变速率以及不同变形温度下复合材料的热变形行为,计算分析了不同温度下应变速率敏感指数(m)和表观激活能(Q)与TiC含量的关系．结果表明：TiC／AZ91D复合材料压缩流变应力随TiC含量的增加而升高;TiC含量相同时,流变应力随温度升高或初始应变速率减小而降低．m值随变形温度升高而增大;变形温度以及压缩应变速率相同时,m值随TiC含量升高而增大．Q值依赖于温度、应变速率和TiC含量及其分布,不同条件下其高温变形机制有所差异．     

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.005～1s~(-1)、温度250-350℃条件下,采用Instron-5500热模拟机对AZ91D镁合金的高温压缩特性进行研究,得到其真实应力-应变曲线.分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响,得出本构方程的一系列常数,建立AZ91D镁合金在高温压缩中的本构方程关系式.结果表明:变形过程中AZ91D镁合金的流动应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;该流动应力可以用双曲正弦函数来描述,其双曲正弦值随Zener-Hollomon参数自然对数的升高呈线性增大;AZ91D镁合金是正应变速率敏感材料,其应变速率敏感指数m=0.14.     

AZ91D镁合金高温压缩变形行为

针对AZ91D镁合金,采用Gleeble1500D热模拟实验机对原始铸态试样在不同温度和应变速率下的高温压缩变形行为进行了实验研究.结果表明,AZ91D镁合金在压缩温度为200℃时,随着应变速率增大,应力升高加快;压缩温度为300～400 ℃、应变速率为0.001～1 s-1时,材料呈现出稳态流变的特性;当应变速率提高到5 s-1时,未出现稳态流变现象.建立了AZ91D镁合金低、高温压缩的变形力学模型,其结果可为镁合金的塑性成形工艺的制订提供理论依据.     

Al18B4O33w/AZ91D复合材料高温变形力学本构方程研究

利用Gleeble-1500D对硼酸铝晶须增强镁合金AZ91D复合材料（Al18B4O33w／AZ91D）在温度为300℃－400℃、应变速率为0.001s^-1—0.1s^-1、最大应变量为0.5的条件下进行高温压缩实验研究,根据真应力-应变曲线,计算出复合材料的Arrhenius型双皓正弦本构方程及应变速率敏感指数m、变形激活能Q。研究表明,晶须的偏转与折断使复合材料应变软化较合金明显,进入稳态变形后流变应力持续下降;峰值应力与变形温度、应变速率之间的关系在低应力区、高应力区分别符合指数关系、幂指数关系,而在全应力区符合双曲正弦关系;晶须的加入使复合材料的m、Q值均高于基体镁合金。     

铸态镁合金AZ91D热压缩微观组织演变本构模型

在变形温度280~400℃、应变速率0.001~1 s~(-1)、最大变形量50%的条件下,采用等温压缩实验研究了铸态镁合金AZ91D塑性变形和微观组织演变行为。结果表明:AZ91D热压缩变形中发生了不同程度的动态再结晶,提高变形温度和降低变形速率有利于促进动态再结晶晶粒的形核和长大,动态再结晶体积分数随真应变增大呈现慢-快-慢的增长规律。在对实验数据回归分析的基础上,建立了AZ91D动态再结晶临界条件、动力学方程和晶粒尺寸预测模型,并通过定量金相实验结果验证了该模型的合理性。     

静水压力对触变挤压Csf/AZ91D复合材料变形及纤维取向的影响

在触变挤压过程中,通过施加静水压力（即背压）可以有效地控制纤维取向,从而改善短纤维增强复合材料的机械性能。本文试验研究了有、无背压情况下Csf/AZ91D复合材料触变挤压过程中变形场及纤维取向变化规律。基于流函数法获得了Csf/AZ91D复合材料触变挤压过程中的等效应变速率,结合图像处理技术,对挤压后纤维取向角度度进行了统计分析,探讨了背压对塑性变形区尺寸,塑性变形区内应变速率的分布以及纤维取向角度的影响。结果表明,不施加背压情况下,从坯料外壁到心部存在明显的等效应变速率梯度,在相同位置,纤维取向角度与等效应变速率几乎成正比关系,而施加背压提高了坯料充填模具外侧拐角的能力,使得坯料横截面上等效应变速率梯度变小,分布更加均匀,纤维取向角度也更加一致。研究结果对于调控Csf/AZ91D复合材料的塑性变形具有重要的指导意义。     

铸态AZ61镁合金热压缩变形组织变化

利用Gleeble-1500对铸态AZ61镁合金在变形温度200~500℃,应变速率0.001~1s-1的条件下进行压缩变形;利用显微结构分析和硬度测试等研究不同变形条件下AZ61镁合金的组织和性能,引用Z值(Zener-Hollomon系数)研究温度和应变速率对AZ61镁合金组织的影响,建立再结晶晶粒尺寸与Z值之间的关系。结果表明:铸态AZ61镁合金在热变形时表现出动态再结晶特征,随温度上升,再结晶容易发生且峰值应力降低,再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大;随应变速率上升,峰值应力增大且峰值应力对应的应变量增大,再结晶晶粒尺寸减小;硬度大小的变化也与动态再结晶密切相关。     

AZ91D镁合金热变形行为及加工图研究

采用等温恒速率压缩试验研究了铸态AZ91D镁合金的热变形行为,根据试验结果,基于动态材料模型建立了应变为0.4和0.6时的热加工图。结果表明,AZ91D镁合金的流变应力随着变形温度升高或应变速率降低而减小,流变应力曲线呈现明显的应变软化特征,AZ91D镁合金热加工失稳区随着压缩变形量的增加有扩大的趋势,在高温高应变速率失稳区,导致变形失稳的主要原因是绝热剪切引起的晶界裂纹;在低温高应变速率失稳区,不均匀动态再结晶细晶区形成局部剪切带是引起变形不均匀和流变失稳的主要机制。     

挤压态AZ81镁合金塑性加工性能的研究与分析

在Gleeble-1500D热模拟机上进行热压缩试验,研究了变形温度为320～440℃、应变速率为0.001～1 s<'-1>,最大变形程度为60%的条件下挤压态AZ81镁合金的高温流变行为.结果表明,采用加工理论分析材料的高温变形行为能准确反映出材料在不同变形条件下的组织演变规律.根据材料动态模型计算了挤压态AZ81合金的热加工图,结合显微组织观察结果分析了挤压态AZ81镁合金的热加工塑性变形性能,在变形温度320～440℃、应变速率0.001～1 s<'-1>,最大变形程度为60%的条件下,失稳判据ξ(ε)>0,说明AZ81镁合金在该条件下的塑性变形性能良好.热加工温度380～400℃、应变速率0.01～0.1 s<'-1>为最佳热加工工艺参数区.     

AZ91镁合金的热变形特征及组织演变

采用Gleeble-1500热模拟机对AZ91镁合金进行了高温压缩变形实验,分析了该合金在变形温度为250~400℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下流变应力及组织演变规律。结果表明:合金的热变形过程均表现出明显的动态再结晶特征,其流变应力及组织均受变形温度和应变速率的因素影响显著;流变应力随变形温度的升高、应变速率的减小而降低,而再结晶晶粒尺寸则随之增大,且再结晶程度进行越为充分,其再结晶晶粒大小基本随Z参数自然对数值的增大而呈指数递减规律。     

半固态等温热处理AZ91D镁合金的显微组织及压缩变形行为

研究了AZ91D镁合金半固态等温热处理后的组织及其压缩变形行为。结果表明,AZ91D镁合金经570℃&#215;60min半固态等温热处理后,枝晶组织特征已不明显。此外,AZ91D镁合金经570℃&#215;60min半固态等温热处理后,半固态压缩应力在压缩应变近似为0.025时达到最大值,然后随着压缩应变的增加而逐渐减小,最后几乎保持不变;进一步,其半固态压缩变形应力还随着变形温度降低或变形速率增加而增加。     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

AZ80变形镁合金高温变形流变应力分析

采用实验法研究了AZ80镁合金高温高应变速率压缩时的流变应力.结果表明,镁合金在200～400℃、应变速率为0.001～10s-1进行高温压缩的情况下,流变应力随应变速率的升高和变形温度的降低而升高,其稳态流变应力同Zencr-Hollomon参数的对数之间呈线性关系.引入Zener-Hollomon参数的指数形式来描述AZ80镁合金热压缩变形时流变应力与变形温度和应变速率之间的关系.     

变形条件对AZ61镁合金力学行为的影响

用热模拟实验机对AZ61镁合金在变形温度为150℃～400℃,应变速率为0.01s-1～10s-1的条件下进行压缩变形,研究不同变形条件下AZ61镁合金的力学响应。结果表明,AZ61镁合金压缩变形时表现出动态再结晶特征,随温度上升,再结晶容易发生且应力峰降低;随变形速率增加,发生再结晶转变的临界应变增大。相比之下,变形温度对AZ61合金力学行为的影响要大于应变速率的影响。     

铸态AZ91D镁合金的动态再结晶动力学(英文)

在温度为220~380℃和应变速率为0.001~1s~(-1)的条件下进行等温热压缩,研究铸态AZ91D镁合金的变形行为和动态再结晶行为。讨论变形温度和应变速率对动态再结晶行为的影响。结果表明,动态再结晶晶粒的形核和长大极易在高温和低应变速率的条件下发生。为预测动态再结晶的演变过程,在真实应力—应变曲线数据的基础上,提出AZ91D镁合金的动态再结晶动力学模型。该模型揭示动态再结晶的体积分数随着真实应变的增加而增加,其增长趋势呈典型的"S"曲线。通过对比发现由动力学模型所预测的结果和微观组织观测的数据具有很好的一致性,验证了所建立的AZ91D镁合金动态再结晶动力学模型的准确性。     

AZ91镁合金的热加工图研究

使用Gleeble-1500型热模拟试验机对经420℃×12 h固溶处理的AZ91镁合金进行了单向热模拟压缩试验,建立并分析了变形温度为200~425℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)条件下的热加工图。结果表明,AZ91镁合金适合于在低应变速率、高变形温度条件下进行加工。变形温度的升高和应变速率的降低有利于动态再结晶的形核。适合于AZ91镁合金的热加工工艺参数为温度573~675K,应变速率0.01~0.1 s~(-1),可为制定AZ91镁合金的热加工工艺提供理论依据。     

纳米SiC_p增强AZ91复合材料的热压缩变形行为

利用Gleeble-3500热模拟机对搅拌摩擦加工制备的纳米SiC_p增强AZ91复合材料在200、300、400℃,0.005s-1和0.1s-1条件下进行高温压缩变形。结果表明,利用搅拌摩擦加工方法制备的纳米SiC_p增强AZ91复合材料,组织均匀、晶粒细小,其高温压缩应力-应变曲线呈现明显动态再结晶特征,温度越低、应变速度越大,流变应力越大,但其流变峰值应力及峰值应变均比同条件下变形时未添加SiC_p的AZ91合金低,表现出比AZ91合金更好的高温塑性变形能力。