AZ31镁合金挤压薄板织构及力学各向异性

研究AZ31镁合金挤压薄板的显微组织、织构及室温下板面内各不同方向的力学性能。织构分析表明,挤压薄板主要有{0002}<1-010>和{10-10}<11-20>2种织构组分。拉伸测试结果显示,沿挤压方向屈服强度最高,达到200.4MPa,这是由于这种取向基面滑移和{1-012}锥面孪生均不能开动,发生织构强化的结果;与挤压方向呈45°方向伸长率最高达19.0%,这是由于具有{10-10}<11-20>织构组分晶粒的基面滑移开动;与挤压方向呈90°方向屈服强度最低仅为挤压方向相应值的一半左右,这是由于具有{10-10}<11-20>织构组分晶粒发生了{10-12}锥面孪生。     

挤压态AZ31镁合金温热拉伸性能的各向异性

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{1012}拉伸孪生、{1011}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。     

挤压态AZ31镁合金温热拉伸性能的各向异性EI北大核心CSCD

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{1012}拉伸孪生、{1011}压缩孪生和{0001}基面滑移;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。     

基于VPSC仿真的ZK60镁合金拉伸变形行为

通过实验和粘塑性自洽（VPSC）模型,研究了在室温下挤压态ZK60镁合金沿不同方向拉伸时的变形机制开动情况,及其与流动曲线、织构演变和显微组织的对应关系。通过调节VPSC模型的参数,建立了滑移和孪生耦合的晶体塑性力学模型。比较了不同方向拉伸过程中织构演变的差异,分析了变形机制对屈服不对称性的影响。实验和模拟结果表明：当沿垂直于挤压方向（PED）拉伸时,由于｛102｝孪晶开动,大部分晶粒发生大角度旋转（约90°）。柱面<a>滑移是导致ZK60合金沿不同方向拉伸时出现明显屈服不对称的主要变形机理。当ZK60合金沿挤压方向（ED）拉伸时,由于晶粒的择优取向分布,｛101｝孪晶难以开动,导致ZK60挤压态镁合金拉伸屈服强度较高。ZK60镁合金沿着与ED成45°的方向拉伸时,屈服应力高于沿PED拉伸,但随着拉应力逐渐增大,由于沿PED拉伸时柱面<a>滑移逐渐开动,沿PED应变后期的应力曲线逐渐高于沿与ED成45°方向应变的应力曲线。     

AZ31镁合金的各向异性及断裂行为

研究织构和异常长大晶粒对热轧AZ31镁合金力学各向异性和断裂行为的影响.在拉伸轴与板材的法向方向分别呈0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°下进行单轴拉伸实验,观察不同角度下样品的拉伸各向异性.结果表明:由于{1012}孪晶的出现,在0°-30°时样品表现出较低的屈服强度;当角度大于45°时,样品的主要的变形机制为基面和柱面滑移;当角度低于60°时,宏观断口平行于大晶粒拉长的方向;在75°和90°时样品的宏观断口呈锯齿状.     

挤压态AZ31B镁合金动态拉压不对称性分析

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的拉压不对称性,对挤压态AZ31B镁合金进行了织构分析.采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置分别沿挤压方向和垂直挤压方向进行了动态压缩和拉伸试验,应变速率范围在500～2650 s-1之间.结果表明,由于在挤压过程中形成了基面织构,沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶{1012}<1120>容易启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低;沿挤压方向拉伸时,拉伸孪晶不能启动,压缩孪晶{1011}<1120>和非基面滑移是其主要的塑性变形机制,合金屈服强度较高;合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与屈服强度的比值约为0.30.垂直于挤压方向拉伸和压缩时,没有表现出拉压不对称性.     

TC4合金高温拉伸性能及其与织构的关联性

对不同锻造方式(三次单向镦拔和三次换向镦拔)试制的TC4钛合金棒材,在棒材1/4半径(1/4R)处和边缘(R)处取样,进行400℃高温拉伸实验,采用光学显微镜及电子背散射衍射(EBSD)技术分析不同部位的组织特点及取向分布与拉伸性能的关联性。结果表明:换向镦拔棒材的拉伸强度稍高于单向镦拔棒材,而塑性变化则相反,同一棒材的1/4R处和R处的400℃拉伸性能差别不大;TC4合金棒材400℃拉伸断口为韧性断裂,含有大量韧窝,在拉伸载荷下,TC4合金的变形机制为位错滑移、位错塞积和晶界滑动同时协调进行,α晶粒在位错滑移和晶界滑动的协调变形过程中发生转动及拉长;变形导致α晶粒取向差分布在10°、60°和90°的峰值消失,小角度晶界大量增多;{0001}面织构的分布与拉伸性能存在一定的规律:在{0001}极图中,对称织构连线与拉伸方向X的夹角θ值越接近45°时基面滑移越容易,而θ值越接近0°或90°时基面滑移越难;在400℃拉伸变形过程中,试样拉伸变形以基面和柱面滑移为主,其拉伸强度相对较低,而试样拉伸变形以锥面滑移为主,其拉伸强度相对较高。     

7075铝合金高温力学性能及本构方程研究

在变形温度为440、460和480℃,应变速率为0. 001、0. 01和0. 1 s~(-1)的条件下,依次沿0°、45°和90°的轧制方向,对7075铝合金板材进行热拉伸试验,研究7075铝合金的高温力学性能。结果表明:7075铝合金的力学性能受变形温度、应变速率及轧制方向的影响,7075铝合金的抗拉强度随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增加,且抗拉强度的增长率比较大;抗拉强度在轧制方向为0°时最高,45°时次之,90°时最低。通过对7075铝合金热拉伸获得的试验数据进行参数拟合,建立了在不同轧制方向上的Arrhenius型本构方程。     

中间退火对5052铝合金组织与性能的影响

研究了中间退火对5052铝合金板材组织与性能的影响。对合金的拉伸性能及显微硬度进行测试,使用扫描电镜(SEM)对合金的断口形貌进行观察,使用金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和宏观织构进行分析。结果表明:经过中间退火的5052铝合金板材的屈服强度比直接轧制的低10 MPa左右,晶粒尺寸大约82%。中间退火试样不同方向的断后伸长率差别不大,而直接轧制试样的轧向较45°和90°方向的断后伸长率小9%,具有明显的各向异性。拉伸变形后中间退火试样晶粒沿最大切应力方向呈明显的流变特征,断口处韧窝发达、分布更均匀。中间退火试样的{100}001 Cube织构和{100}011 H织构等再结晶织构更强,而直接轧制试样的B织构{110}112和Goss织构{110}001等轧制织构更强。经中间退火的板材各向异性得到明显改善。     

初始织构对AZ31镁合金室温拉伸变形行为的影响

研究了初始织构对AZ31镁合金室温拉伸变形的影响。选择具有很强基面织构的商用AZ31热轧板材,设计了三类不同初始织构的拉伸样品,取其拉伸轴分别与板材方向成0°、45°和90°,分别命名为0ND、45ND和90ND样品。利用电子背散射衍射技术,定量表征样品在拉伸变形过程的组织及织构演变。研究表明:在室温拉伸变形过程中,0ND样品主要以{1012}拉伸孪生为主,45ND样品主要以{1012}孪生和滑移为主,而90ND样品主要以滑移为主。     

温度对AZ31镁合金轧制板材冲压性能的影响

通过在不同温度下单向拉伸实验,分别沿轧向、45°方向和横向对AZ31镁合金轧制板材的冲压性能进行了研究.结果表明:随着变形温度的升高,板材抗拉强度和屈服强度下降,断裂伸长率提高,应变硬化指数和塑性应变比降低.拉伸性能得到改善;温度高于200℃时,板材的冲压性能得到改善,其屈强比为0.876,应变硬化指数为0.158,塑性应变比为1.307.     

{1012}拉伸孪晶对AZ31B镁合金动态力学行为及应变速率敏感性的影响

采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,分析了AZ31B镁合金沿挤压方向压缩和拉伸时的不对称性和应变速率敏感性.结果表明:沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶{1012}<1120>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感;沿挤压方向拉伸时,拉伸孪晶不能启动,位错滑移参与变形,应变速率敏感性有所提高;由于拉伸孪晶只能单向启动,AZ31B镁合金在挤压方向的动态拉压不对称性显著.     

挤压态AM30镁合金的动态力学行为及变形机制

采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AM30镁合金进行动态压缩和拉伸试验,分析AM30镁合金在沿挤压方向(ED)和横向(TD)压缩和拉伸时的变形机制,计算AM30镁合金在ED和TD方向压缩和拉伸时的应变速率敏感系数,并通过SEM观察断口形貌。结果表明:沿ED方向压缩时,拉伸孪晶{1012}1120是主要变形机制,屈服强度对应变速率不敏感;沿ED方向拉伸以及TD方向压缩和拉伸时,拉伸孪晶不能启动,位错滑移参与变形,应变速率敏感系数提高;AM30镁合金在ED方向表现出很强的拉压不对称性,压缩/拉伸屈强比约为0.38,在TD方向则无明显的拉压不对称性;AM30镁合金在动态压缩和拉伸时断口形貌呈韧脆混合的断裂特征。     

镁单晶沿不同取向压缩的变形机制分子动力学研究

基于分子动力学理论,建立沿C轴以及10 10(垂直C轴)方向进行单轴压缩的模型,结合两种模型的应力-应变曲线,分析镁单晶沿不同取向压缩的微观变形机制。结果表明,沿C轴压缩时模型的压缩弹性模量较大,说明该取向难变形。且该模型先发生基面不全位错滑移(柏氏矢量b→1=1/3 10 10)以及锥面位错滑移(柏氏矢量b→2=1/6 02 23),其次在位错畸变区形核产生{10 11}孪晶。此外,在晶体内部观察到两种不同类型的{10 11}孪晶变体。沿垂直C轴方向压缩过程中,首先会形成大量的紊乱点,为位错以及孪晶的产生提供形核点。进一步加载时,会出现{10 12}孪生过程,且{10 12}孪晶迅速吞噬基体,模型变为沿C轴方向压缩变形,最后在位错堆积的畸变区形核生成{10 11}二次孪晶。     

AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响

室温下,对AZ31镁合金轧制板材依次沿轧向(RD)、横向(TD)和法向(ND)压缩,依据压缩路径的不同,分别对应RD、RD-ND、RD-TD和RD-TD-ND 4种压缩方式,分析上述压缩过程镁合金的力学性能和织构变化,并对上述压缩变形后的镁合金分别进行室温沿RD方向拉伸变形,分析不同压缩变形方式对拉伸力学性能的影响。结果表明:RD-TD压缩过程中对应的}2110{-}2110{二次孪晶大幅度提高屈服强度,试样经RD-TD压缩后产生强烈的}1110{锥面织构和}0110{柱面织构。镁合金经RD方向压缩后,在后续的RD方向拉伸变形中}2110{解孪晶的启动明显提高塑性。     

AZ31镁合金板材变路径压缩对力学性能影响EI北大核心CSCD

室温下,对AZ31镁合金轧制板材依次沿轧向(RD)、横向(TD)和法向(ND)压缩,依据压缩路径的不同,分别对应RD、RD-ND、RD-TD和RD-TD-ND 4种压缩方式,分析上述压缩过程镁合金的力学性能和织构变化,并对上述压缩变形后的镁合金分别进行室温沿RD方向拉伸变形,分析不同压缩变形方式对拉伸力学性能的影响。结果表明:RD-TD压缩过程中对应的}2110{-}2110{二次孪晶大幅度提高屈服强度,试样经RD-TD压缩后产生强烈的}1110{锥面织构和}0110{柱面织构。镁合金经RD方向压缩后,在后续的RD方向拉伸变形中}2110{解孪晶的启动明显提高塑性。     

织构对铝-镁-钪合金板材平面各向异性的影响

采用室温拉伸、X-射线衍射技术(XRD)等方法研究了不同取向条件下铝-镁-钪合金冷轧-退火态板材的织构类型以及拉伸力学性能的各向异性.通过Schmid因子及其倒数的加权计算,初步探讨了织构对合金板材力学性能各向异性的影响.结果表明,经350℃×1h退火后,铝-镁-钪合金板材的织构组分主要为S织构{123}<634>和Brass织构{110}<112>等典型的形变织构;合金板材在纵向(0°方向)和横向(90°方向)的屈服强度较高,在45°拉伸方向的屈服强度较低,并且表现出反常的各向异性,而伸长率则在45°拉伸方向上最高.经分析可知,织构是影响合金板材平面各向异性的主要因素.     

双峰基面织构对Mg-2.6Nd-0.55Zn-0.5Zr合金弯曲应力及显微组织演变的影响（英文）

沿Mg-2.6Nd-0.55Zn-0.5Zr板材挤压方向(ED)和横向(TD)分别切取试样,研究双峰基面织构对其弯曲应力及显微组织演变的影响。结果显示,具有弱基面织构的ED试样比TD试样的弯曲应力低很多。这种各向异性是不同织构状态对变形机制及显微组织演变的作用所导致的。对于具有弱基面织构的ED试样,其主要的变形机制是基面滑移：内侧区域存在少量的{10■2}拉伸孪生,而外侧区域则是基面滑移和柱面滑移。相比之下,具有强基面织构的TD试样在内侧区域激活更多的{10■2}拉伸孪生,在外侧区域激活更多的柱面滑移。{10■2}拉伸孪生的激活一方面促使<0002>//压缩方向类型的织构增加,使内侧区域的织构角度限制在±30°范围内,另一方面减少高位错密度和低角度晶界的出现几率。{10■2}拉伸孪生的大量激活使TD试样保持高应变硬化能力,是该试样具有较高弯曲应力的根本原因。     

基于镁合金{1012}孪生的织构调整及屈服行为演变

研究挤压态镁合金沿挤压方向预压缩对随后沿ED方向拉伸以及垂直于ED方向压缩屈服行为的影响。结果表明:在所研究的1%~9%压缩预变形范围内,不同预变形量对随后沿.ED方向拉伸的屈服影响几乎一样,都能使沿挤压方向拉伸屈服强度下降到约120 MPa,这几乎与沿挤压方向压缩屈服强度122 MPa一致;沿ED方向预压缩将导致垂直于ED方向压缩屈服强度显著增加,且不同预变形量对随后沿垂直于ED方向压缩的屈服行为影响几乎一致。造成不同施载方向屈服行为不一样的原因是不同施载方向孪生变体的最大施密特因子值不同。最大施密特因子值越大,孪生启动时的临界剪切应力越小,屈服强度也就越低。     

AZ31镁合金压缩过程中织构对微观变形机制的影响

以AZ31镁合金热轧板材为研究对象,利用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了与板材法向(ND)分别成0o,30°,60°和90°的试样在室温压缩过程中织构对滑移和孪晶启动的影响。结果表明,0°试样有很高的屈服强度但无明显的屈服平台。拉伸孪晶的临界剪切应力(CRSS)比基面滑移的大。随着角度的增加,试样产生的{10 ■2}拉伸孪晶越来越多。0°试样由于很难发生拉伸孪晶,变形主要由滑移来完成,小角度晶界增加明显。柱面滑移的作用使得60°试样的小角度晶界明显高于30°试样的小角度晶界。