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.     

AZ31B镁合金在高应变速率下的热压缩变形行为和微观组织演变

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机在变形温度为200~520℃、应变速率为2~60 s-1条件下对AZ31B镁合金厚板进行热压缩变形试验,压缩变形量为60%。结合变形后的微观组织以及热压缩真应力-真应变曲线,分析应变速率和变形温度等工艺参数对其微观组织演变的影响。结果表明:当变形温度高于320℃时,AZ31B镁合金的真应力-真应变曲线呈现典型的动态再结晶特性。当应变速率一定时,流变应力随温度升高而降低;当变形温度一定时,流变应力在高温低应变速率(低于15 s-1)下随应变速率增大而增大。变形后的微观组织显示,压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,动态再结晶体积分数随应变速率的增加而增大。另外,变形组织的均匀性受变形温度的影响十分显著。在热压缩实验的基础上,在温度为300~330℃时对板材进行单道次大压下量的热轧,获得的板材具有均匀细小的晶粒及优异的力学性能。     

挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为

在温度为320～440℃、应变率为0.001～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为进行研究.结果表明挤压态AZ81镁合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变率的升高而升高,且随应变的增加,流动应力很快达到峰值,然后逐渐降低并趋于稳定.为评价挤压态AZ81镁合金在热模压成形过程中流动应力,结合Arrhenius方程并引入Zener-Hollomon参数,对流动应力做出相应的修正,根据修正后的流动应力构建挤压态AZ81镁合金流变应力高温变形本构模型.模拟结果表明该模型的应力预测值与试验值吻合较好,计算精度较高,为后续的模压近／净终成形工艺参数的制定提供一定的理论参考.     

AZ80镁合金热变形行为研究

采用圆柱体等温热压缩试验对AZ80镁合金的热变形行为进行研究.结果表明,当变形温度为200～350℃、应变速率为2×10-3～1 s-3时,随着应变速率的增加和变形温度的降低,合金的流变应力增加;通过线性回归获得了AZ80镁合金高温条件下的流变应力本构方程,发现应变速率敏感指数m随着温度的升高呈上升趋势;同时采用力学方法直接从流变曲线确定了AZ80镁合金发生动态再结晶的临界应变量,并回归出临界应变量与Z参数的关系式.     

AZ80镁合金热变形行为

采用圆柱体等温热压缩试验对AZ80镁合金的变形行为进行研究。结果表明,当变形温度为200~350℃,应变速率为0.002~1s-1,随着应变速率的增加和变形温度的降低,合金的流变应力增加;通过线形回归获得了AZ80镁合金高温条件下的流变应力本构方程,发现应变速率敏感指数m随着温度的升高呈上升趋势;同时采用力学方法直接从流变曲线确定了AZ80镁合金发生动态再结晶的临界应变量,并回归出临界应变量与Zenner-Hollmon参数的关系式。     

半连续铸造AZ31B镁合金的热压缩变形行为

针对半连续铸造的AZ31B镁合金,采用Gleeble-1500热/力模拟机在变形温度为473～723 K、应变速率为0.01～10 s-1、最大变形量为80%条件下进行热/力模拟研究;结合热变形后的显微组织,分析合金力学性能与显微组织之间的关系。结果表明:当变形温度一定时,流变应力和应变速率之间存在对数关系,并可用包含Arrheniues项的Z参数描述半连续铸造的AZ31B镁合金热压缩变形的流变应力行为;实验合金在523 K时开始发生动态回复;随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶开始对AZ31B合金的变形行为产生明显影响,在变形温度623 K以上的各种应变速率下,AZ31B镁合金易变形。     

AZ61镁合金高温变形应力修正及本构方程的建立

有限元模拟日益成为金属成形工艺优化的有力工具，而工程材料变形行为本构方程的精确描述是保证模拟精度的关键之一。通过热模拟实验对AZ61镁合金的高温压缩变形行为进行研究，实验设备为Gleeble3500热模拟实验机，实验采用的温度为250、300、350、400和450℃，应变速率为0，01、0，1、1、10和50s^-1。研究发现，AZ61镁合金流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的升高而升高。在高应变速率下，变形热引起的试样温升非常显著。为了真实地反应AT61镁合金高温压缩变形时的力学行为，对流变应力作出相应修正，并根据修正后的流变应力建立高温变形本构方程。     

EW75镁合金反挤压成形的有限元模拟

通过热模拟压缩实验得到EW75镁合金的流动应力-应变曲线,应用DEFORM-3D软件建立材料模型,基于刚塑性有限元法,对EW75镁合金反挤压过程进行数值模拟。分析了挤压过程的载荷-行程曲线,以及坯料内部的应力、应变、速度等分布,并对挤压温度和挤压速度对反挤压过程的影响做了分析。模拟结果表明:EW75镁合金的反挤压最佳工艺为变形为500℃、挤压速度为5 mm/s。模拟结果为AZ80镁合金管材挤压工艺参数的制定、优化提供了科学依据。     

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.     

AZ80合金高温变形行为及加工图

为实现AZ80合金塑性成形的数值模拟和制定其合理的热加工工艺,利用热模拟机对AZ80合金进行不同变形温度和应变速率的高温压缩变形行为研究.结果表明:AZ80合金的高温流动应力-应变曲线主要以动态回复和动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;在真应力-应变曲线基础上,建立的AZ80合金高温变形的本构模型较好地表征其高温流变特性,模型计算精度高;同时,利用建立的AZ80合金的DMM加工图分析其变形机制和失稳机制,从提高零件力学性能角度考虑,可以优先选择变形温度为300～350 ℃、应变速率为0.001～0.01 s-1的工艺参数.     

AZ80镁合金塑性变形行为及等温挤压过程仿真

在温度为400℃～450℃、应变速率为0.01s-1～50s-1变形条件下,研究了AZ80镁合金的塑性变形行为,讨论了变形温度及应变速率对该合金热变形行为的影响,分析了该合金管材等温挤压的有限元模拟。研究发现,AZ80镁合金晶粒大小随温度的升高而增大,随应变速率的升高而减小;在高温变形时,发生连续动态再结晶,再结晶组织相对较均匀;通过调整挤压速度2mm/s～1mm/s,使该合金挤压出口温度维持在400℃～430℃较小范围内波动,从而保证制品的组织性能和尺寸精度的稳定。     

中、高应变速率下AZ80镁合金高温变形力学行为研究

文章通过对AZ80镁合金在不同变形温度和应变速率下的压缩实验,研究了其高温变形力学行为。讨论了中、高应变速率变形条件下,变形过程中试样温升对流变应力的影响,并进行了修正。将修正后的流变应力应用于合金挤压变形过程的数值模拟。结果表明,模拟挤压变形力与实测值接近,说明修正后的流变应力能很好地反映材料的变形力学行为。     

An extrusion−shear−expanding process for manufacturing AZ31 magnesium alloy tube

A new severe plastic deformation method for manufacturing tubes made of AZ31 magnesium alloy with a large diameter was developed, which is called the TCESE (tube continuous extrusion?shear?expanding) process. The process combines direct extrusion with a two-step shear?expanding process. The influences of expanding ratios, extrusion temperatures on the deformation of finite element meshes, strain evolution and flow velocity of tube blanks during the TCESE process were researched based on numerical simulations by using DEFORM-3D software. Simulation results show that the maximum expanding ratio is 3.0 in the TCESE process. The deformation of finite element meshes of tube blanks is inhomogeneous in the shear?expanding zone, and the equivalent strains increase significantly during the TCESE process of the AZ31 magnesium alloy. A extrusion temperature of 380 °C and expanding ratio of 2.0 were selected as the optimized process parameters from the numerical simulation results. The average grain size of tubes fabricated by the TCESE process is approximately 10 µm. The TCESE process can refine grains of magnesium alloy tubes with the occurrence of dynamic recrystallization. The (0001) basal texture intensities of the magnesium alloy tube blanks decrease due to continuous plastic deformation during the TCESE process. The average hardness of the extruded tubes is approximately HV 75, which is obviously improved.     

AZ31B镁合金热拉伸流变应力研究

针对不同加工方法制备的AZ31B镁合金薄板,利用热拉伸试验机和金相显微镜对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究。结果表明,变形温度和变形速率对热拉伸时镁合金的流变应力有显著影响,峰值流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。峰值流变应力随板材的厚度增加而发生变化,低温时厚度效应较为明显。退火处理对冷轧板的峰值流变应力影响较小,冷轧板可直接用于热加工成形。峰值流变应力变化规律:挤压板>热轧板>冷轧板。     

7055铝合金高温塑性变形的热模拟研究

采用Gleeble-1500D热模拟机研究了7055铝合金在应变速率为0.01、0.1和1s-1、变形温度为300～450℃,最大真应变为0.7条件下的高温塑性变形行为,分析了合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,计算了合金高温塑性变形时的变形激活能,并观察了合金变形过程中显微组织变化情况。结果表明:合金在热变形过程中流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增加而增大,7055铝合金的高温塑性变形行为可以用包含Zener-Hollomon参数的流变应力方程进行描述。该合金在实验条件范围内热变形以动态回复为主要软化机制并伴随极少量的再结晶发生。     

AZ80镁合金热模拟压缩变形的实验研究

采用Gleeble-1500D热模拟实验机,对AZ80镁合金在250℃～450℃之间,应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1s-1、5s-1进行热模拟压缩变形,对试样宏观形貌与变形温度和应变速率进行了分析,分析了流变应力与应变速度和温度的关系,结果表明:AZ80镁合金的压缩热变形属于动态再结晶型,镁合金的变形抗力随着变形温度的上升而减小,塑性随着变形温度的增加而有所提高。随变形温度的升高和应变速率的减小,流变应力峰值向应变减小的方向移动,同一变形速率下,变形温度越高所对应的应力值越低。     

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.     

AZ80镁合金温变形性能实验研究

通过对AZ80镁合金进行不同变形温度和应变速率的压缩实验,讨论了不同应变速率条件下,变形过程中试样温升对流变应力的影响。结果表明,通过升高变形温度并降低变形速率可使镁合金迅速达到动态再结晶状态,从而有利于镁合金的晶粒细化,为后续制定温变形工艺参数提供理论依据。     

AZ80镁合金热变形流变应力研究

在应变速率为0.001s-1～10s-1,变形温度为200℃～400℃条件下,在Gleeble-3800热模拟机上对AZ80合金的流变应力进行了研究。结果表明,AZ80合金的流变应力强烈地受变形温度的影响,当变形温度低于300℃时,其峰值流变应力呈现幂指数关系;当变形温度高于300℃时,其峰值流变应力呈现指数关系。在该文实验条件下,AZ80合金热变形应力指数n=8.43,热变形激活能Q=165.83kJ/mol。