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。     

循环镦-挤制备AZ61镁合金的显微组织与力学性能（英文）

在温度为285~380°C的条件下,采用循环镦-挤工艺成功获得AZ61镁合金的累积大塑性变形,并对铸态和循环镦-挤变形后合金的组织特征和力学性能进行研究。结果表明,在285°C的条件下,循环镦-挤变形3道次后,材料获得的累积应变为4.28,并得到了平均晶粒尺寸为3.5μm的细小均匀的微观组织。晶粒细化的主要原因是局部应变引起的动态再结晶。结果还表明,显微组织演变受温度和累积变形程度的影响。晶粒细化使循环镦-挤变形的AZ61镁合金的力学性能得到明显的改善。此外,通过室温拉伸试验揭示了循环镦-挤工艺参数与力学性能之间的关系。     

AZ31镁合金高温热压缩变形特性

在应变速率为0.005～5 s-1、变形温度为250～450℃条件下,在Gleeble-1500热模拟机上对AZ31镁合金的高温热压缩变形特性进行了研究.结果表明:材料流变应力行为和显微组织强烈受到变形温度的影响;变形温度低于350℃时,流变应力呈现幂指数关系;变形温度高于350℃时,流变应力呈现指数关系;变形过程中发生了动态再结晶且晶粒平均尺寸随变形参数的不同而改变,其自然对数与Zener-Hollomon(Z)参数的自然对数成线性关系;材料动态再结晶机制受变形机制的影响,随温度的不同而改变;低温下基面滑移和机械孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒的产生;中温时Friedel-Escaig机理下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高温时位错攀移控制整个动态再结晶过程.在本实验下,材料的最佳工艺条件是:变形温度350～400℃,应变速率为0.5～5 s-1.     

Mg-6Zn-1Al-0.3Mn 镁合金的热压缩变形行为及变形组织

采用Gleeble热模拟方法研究Mg?6Zn?1Al?0.3Mn 变形镁合金在温度为200~400°C,应变速率为0.01~7 s?1条件下的热压缩变形行为。结果表明,变形温度和应变速率显著影响其热变形行为。通过计算获得了热变形激活能及应力指数分别为Q=166 kJ/mol,n=5.99,且其本构方程为ε&=3.16×1013[sinh(0.010σ)]5.99exp [?1.66×105/(RT)]。热压缩显微组织观察表明：在应变速率为0.01~1 s?1的条件下,在250°C热压缩变形时初始晶粒晶界及孪晶处发生了部分动态再结晶,而在高温(350~400°C)条件下,发生了完全动态再结晶且再结晶晶粒尺寸随着应变速率的增加而减小。获得的较优的变形条件为温度330~400°C、应变速率为0.01~0.03 s?1以及350°C、应变速率为1 s?1。     

往复挤压及正挤压AZ91D镁合金丝材的组织及性能

将AZ91D镁合金铸锭在330℃往复挤压4道次后，在300℃连续正挤压制成Ф5mm的丝材，用OM，SEM分析不同方式挤压前后组织的变化，研究往复挤压及随后正挤压对其组织与性能的影响。研究表明，AZ91D镁合金往复挤压4道次及连续正挤压制备的矽5mm丝材组织均为等轴晶，晶粒尺寸分别为小于10um及1um～3um。经往复挤压及随后的正挤压，AZ91D铸造镁合金的综合力学性能均可得到显著提高，其主要原因是基体组织α-Mg和强化相β-Mg17Al12的细化。往复挤压4道次后，材料真应变高达20．36，正挤压过程中等效应变速率达到0．192s^-1，AZ91D镁合金往复挤压及正挤压晶粒的细化机制主要包括破碎、动态再结晶和动态回复。     

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。     

AZ31镁合金铸轧和常规轧制板拉伸变形的组织演变

采用Gleebe-1500D热模拟试验机对AZ31镁合金铸轧板和常规轧制板进行了等温拉仲试验,变形温度为150～400℃,应变速率为3X10-6～3×10-1 s-1.研究了AZ31镁合金铸轧板和常规轧制板在不同变形条件下的组织演变.结果表明,两种板低温变形后的组织主要包括被拉长和破碎的晶粒以及孪晶.随着变形温度的升高,AZ31镁合金开始发生动态再结晶.铸轧板高温低应变速率变形条件下晶界滑移引起的空洞尺寸、体积分数和密度均大于常规轧制板.再结晶晶粒尺寸和参数Z呈幂律关系.     

应变诱发AZ91D镁合金半固态组织形态及形成机理

采用应变诱发方法制备了AZ91D镁合金半固态材料。考察了变形率、温度、保温时间对固相体积分数、组织形态以及晶粒尺寸的影响。结果表明：在冷变形条件下.于570℃保温一定时间后。可制备出固相体积分数最小达55％的镁合金半固态材料。分析讨论了AZ91D镁合金半固态组织的形成机理。在热处理过程中，组织发生再结晶，而冷变形程度对再结晶的组织有显著影响。     

AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸预测模型

采用热模拟实验方法获得了AZ31镁合金热变形真实应力-真实应变曲线，分析了变形工艺参数对AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸的影响规律。随着塑性变形应变速率的增大，动态再结晶晶粒尺寸减小。随着塑性变形温度的升高，晶粒尺寸增大。基于Yada模型，建立了AZ31镁合金热变形动态再结晶晶粒尺寸与变形工艺参数关系模型，以及动态再结晶临界应变与变形温度关系模型。晶粒尺寸预测模型计算值与实验值相吻合，最大相对误差为8.5%。临界应变模型计算值与实验值相吻合，最大相对误差为8.1%。建立的动态再结晶晶粒尺寸预测模型和临界应变预测模型的适用条件为变形温度250～400℃,应变速率0.01～1.0 s^-1。     

AZ31镁合金热压缩过程动态再结晶行为研究

通过AZ31镁合金热压缩试验,采用电子背散射衍射(EBSD)技术,对不同变形条件(不同温度、应变速率和变形程度)下镁合金热变形过程中的动态再结晶行为、晶粒取向和织构的产生等现象进行研究。结果表明,变形温度越高,再结晶程度表现得越充分,晶粒组织也越均匀,而变形程度越大或应变速率越小,再结晶程度则越大。在镁合金热变形过程中,变形温度是决定其动态再结晶机制的最大影响因素。300℃时,AZ31镁合金再结晶晶粒在原始晶界和亚晶界处形核,再结晶行为主要由亚晶界的转动形成,表现出典型的连续动态再结晶(CDRX)特征。400℃时,局部剪切变形时再结晶晶粒取向发生偏转,表现出典型的旋转动态再结晶(RDRX)特征。热压缩过程中产生■拉伸孪生,晶粒重新旋转基面取向形成基面垂直于压缩方向的纤维织构。     

Solid-state recycling of AZ91D magnesium alloy chips

A method for recycling AZ91D magnesium alloy chips by solid-state recycling was studied. The experiments were carried out adopting the cold-press pressure and hot extrusion. The results indicate that recycled specimens of AZ91D magnesium alloy present better mechanical properties and consist of fine grains due to dynamic recrystallization. The mechanisms of dynamic recrystallization depend on plastic deformation process and change with the deformation temperature. At 300-350 °C, the deformation mechanisms are associated with the operation of basal slip and twinning, and the “necklace” structures are formed. At 350-400 °C, the cross slip results in the formation of new grains and grain refinement. At above 400 °C, the dynamic recrystallization mechanisms are controlled by dislocation climb, and recrystallized grains are homogeneous. The tensile strength of recycled specimens increases with the increase of the strain rate. When the strain rate is overhigh, the cracks and fractures in the surface appear and affect the tensile strength of recycled specimens.     

Deformation Mechanism and Hot Workability of Extruded Magnesium Alloy AZ31

Using the flow stress curves obtained by Gleeble thermo-mechanical testing, the processing map of extruded magnesium alloy AZ31 was established to analyze the hot workability. Stress exponent and activation energy were calculated to characterize the deformation mechanism. Then, the effects of hot deformation parameters on deformation mechanism,microstructure evolution and hot workability of AZ31 alloy were discussed. With increasing deformation temperature, the operation of non-basal slip systems and full development of dynamic recrystallization(DRX) contribute to effective improvement in hot workability of AZ31 alloy. The influences of strain rate and strain are complex. When temperature exceeds 350 °C, the deformation mechanism is slightly dependent of the strain rate or strain. The dominant mechanism is dislocation cross-slip, which favors DRX nucleation and grain growth and thus leads to good plasticity. At low temperature(below 350 °C), the deformation mechanism is sensitive to strain and strain rate. Both the dominant deformation mechanism and inadequate development of DRX deteriorate the ductility of AZ31 alloy. The flow instability mainly occurs in the vicinity of 250 °C and 1 s-1.     

固相再生AZ91D镁合金边角料的低温力学性能

采用固相再生方法回收AZ91D镁合金边角料,研究再生合金的低温力学性能、微观组织和断口形貌。在WDW-3100型微机控制电子万能试验机上进行低温拉伸实验,实验温度为27,-70,-100和-130℃;在JB30A型冲击试验机上进行冲击实验,温度分别为27,（-70±5）和（-130±5）℃。结果表明：再生合金在固相再生过程中发生了动态再结晶,块与块之间结合较好,原始的块与块之间的界面已经不能分辨。再生合金随着温度的降低,抗拉强度略有增加,伸长率呈下降趋势,即温度降低脆性倾向增加,在-130℃时拉伸,抗拉强度和伸长率分别为360.65MPa和5.46%;随着冲击温度的降低,再生合金的冲击功随之降低,在-130℃时冲击功为3.06J/cm2。     

AZ31和AZ91镁合金等温挤压及挤压后的微观组织变化

通过等温挤压和金相观察,研究了AZ31和AZ91镁合金不同变形条件下的挤压性能和变形后的微观组织变化。结果表明,AZ31镁合金的挤压变形性能较好,而AZ91镁合金在挤压比为4∶1、挤压温度为400℃,以及在挤压比为9∶1、挤压温度为350℃和400℃时,挤压后的试件表面均出现了裂纹;AZ31镁合金的最佳成形温度为300℃～400℃,AZ91镁合金的最佳成形温度为300℃～350℃;镁合金在热挤压过程中发生了动态再结晶,挤压之后合金的晶粒显著细化。     

Effect of extrusion ratio on microstructure and mechanical properties of AZ91D magnesium alloy recycled from scraps by hot extrusion

A method for recycling AZ91D magnesium alloy scraps directly by hot extrusion was studied. Various microstructural analyses were performed using the techniques of optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy(EDS). Microstructural observations revealed that all the recycled specimens consisted of fine grains due to the dynamic recrystallization. The main strengthening mechanism of the recycled specimen was grain refinement strengthening and homogeneous distribution of oxide precipitates. The interfaces of individual scraps of extruded materials were not identified when the scraps were extruded with the extrusion ratio of 40:1. Oxidation layers of the scraps were broken into pieces by high compressive and shear forces under the extrusion ratio of 40:1. The ultimate tensile strength and elongation to failure increased with increasing the extrusion ratio. Recycled specimens with the extrusion ratio of 40:1 showed higher ultimate tensile strength of 342.61 MPa and higher elongation to failure of 11.32%, compared with those of the cast specimen.     

样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响

利用EBSD技术研究了样品取向对AZ31镁合金静态再结晶行为的影响.采用了沿板材法向切取的试样(0°试样)和沿板材横向切取的试样(90°试样)2种取向的样品,在150℃进行15%单轴压缩变形,然后在275℃保温不同时间进行退火实验.结果表明,0°试样15%单轴压缩变形内的变形机制以滑移为主;90°试样15%单轴压缩变形内的变形机制先以拉伸孪生为主,然后以滑移为主;由于变形机制的差异,相同压缩应变下90°试样比0°试样形变储存能要小.与0°试样相比,90°试样相同退火参数下静态再结晶开始及结束时间都被推迟.随着再结晶过程的进行,90°试样和0°试样2°—4°小角晶界含量均降低,均在30°取向差角处产生峰值;绝大多数再结晶晶粒优先在原始晶界处形核,少数再结晶晶粒在拉伸孪晶内部形核.     

锻压态AZ61镁合金的变形行为

对模压态AZ61镁合金在室温～150℃条件下的的力学性能及变形机制进行研究.结果表明:在拉伸速度1 mm/min,随着拉伸温度的升高,拉伸后的显微组织中晶界逐渐软化,动态再结晶有减少趋势,并伴随有孪晶出现,抗拉强度及屈服强度显著下降,而其伸长率在低温拉伸中的变化幅度有限;同时在90 ～ 130℃发生了动态应变时效;对拉伸断口的观察分析表明,随着温度的逐渐升高(≤150℃),其断裂机制由韧脆混合断裂逐渐变为韧性断裂.     

Mechanical properties and microstructures of a wrought AZ91 alloy

Effects of hot plastic deformation on microstructures and tensile properties of AZ91 alloy were investigated. Compared with as-T4 microstructures, the as-extruded samples of AZ91 alloy with fine grains exhibit better strength and ductility due to dynamic recrystallization. The succeeded rotation forging also provides freer grains while the strength increases, but the elongation decreases. Simultaneously, wrought AZ91 alloy shows more balance properties than as-T4 condition ones. An interesting elongation of 228.5% is attained in the as-extruded AZ91 alloy in spite of the coarse grains with the size of 85 μm. The two-step method enhances the superplastic property of AZ91 alloy. The microstructure is still keeping the same scale of grains after superplastic testing.     

AZ31镁合金热压缩过程中晶粒取向和织构的演变

利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术分析AZ31铸态镁合金在不同温度和真应变下热压缩的晶粒取向和织构特点,从晶粒取向和织构角度分析不同温度下其动态再结晶(DRX)的类型。结果表明:在热压缩过程中,350℃时,AZ31铸态镁合金表现为连续动态再结晶(CDRX)特征,新晶粒取向与基体相似,具有较强的{0002}基面织构,以基面滑移为主;500℃时,为旋转动态再结晶(RDRX)特征,真应变为0.5时,新晶粒取向与基体偏转成一定角度,具有两种主要的基面织构,由于动态再结晶的定向形核、择优核心长大和旋转动态再结晶造成这两种基面织构弱于350℃时的{0002}基面织构;且随着真应变的增加,其中一种织构由于滑移系的改变而逐渐消失。     

AZ31B镁合金塑性变形动态再结晶的实验研究

通过不同应变速率和不同温度下的轴对称压缩试验,研究了AZ31B镁合金塑性变形与动态再结晶的相互依赖关系。研究证实,温度T在200℃～400℃区间、变形程度ε约0.2左右时,开始出现动态再结晶(DRX)现象。随变形程度的增加,DRX晶粒不断增多,材料呈现明显的软化趋势,流动应力下降。当DRX过程完成以后,继续变形,材料又出现硬化行为。为镁合金塑性变形组织演变的定量研究打下了基础。