应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响

为了研究应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响,试验温度为室温、150℃时,对AZ31B变形镁合金进行拉伸试验,并记录抗拉强度和屈服强度,计算延伸率.通过扫描电镜观察拉伸断口形貌,结果表明,随着应变速率的提高,AZ31B变形镁合金的抗拉强度和屈服强度都随之提高,而延伸率却逐渐降低;随着温度的升高,同一应变速率下的抗拉强度和屈服强度降低,而延伸率大幅度升高.通过观察扫描断口形貌发现,合金表现为韧性断裂,且随着应变速率的降低,韧窝逐渐增多.     

间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的研究

研究间断变形工艺对AZ31镁合金超塑性的影响。结果表明,当温度为400-440℃、应变速率小于5×10^-4s^-1时,间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性。计算了空洞体积分数与空洞数量的关系。结果表明,空洞体积分数与空洞数量呈正比。对拉伸试样断口形貌的分析表明,间断变形减少了空洞数量,因而减小了空洞体积分数,提高了超塑性伸长率。     

等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形行为

为了确定等通道转角挤压对AZ61镁合金塑性变形能力的影响,针对经过二道次和不同路径等通道转角挤压的AZ61镁合金在不同试验温度和应变速率下进行了拉伸试验,并对相应的变形机制进行了分析.结果表明,在200~300℃之间,采用路径A和路径C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率随试验温度的升高而升高,而采用路径B、C等通道转角挤压的AZ61镁合金的伸长率则随试验温度的升高而降低,其中经过路径B、C等通道转角挤压的AZ61镁合金在200℃时伸长率可达272%,呈现出良好的低温超塑性;等通道转角挤压AZ61镁合金的塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.     

等通道转角挤压AZ81镁合金超塑性变形行为

等通道转角挤压是细化晶粒、提高镁合金性能的一种有效途径，研究等通道转角挤压AZ81镁合金的超塑性行为对其工程应用具有重要的意义.为此，采用路径A对AZ81镁合金进行了2道次等通道转角挤压，并通过超塑拉伸试验研究了等通道转角挤压AZ81合金在200～300 ℃温度范围内的超塑性变形行为.结果表明，在250 ℃下，当应变速率为1×10^-3 s^-1时，等通道转角挤压AZ81合金的伸长率达到了731%，表现出了相当好的低温超塑性.此外，塑性流变激活能的计算结果和超塑拉伸试样的表面形貌观察揭示，等通道转角挤压AZ81合金的超塑性变形机制为晶界扩散控制的晶界滑移机制.     

AZ31B镁合金板材冷轧成形应力应变响应的数值模拟

为了研究AZ31B型镁合金板材在室温轧制成形过程中应力应变响应规律,采用Johnson-cook本构关系对AZ31B镁合金板材在不同轧制工艺下的单道次冷轧成形进行数值模拟.分别在压下量为2%、5%、8%,应变速率分别为0.1 s~(-1)、1.0 s~(-1)、10.0 s~(-1)的条件下,开展了不同压下量及不同应变速率组合对轧件应力应变响应的模拟研究.模拟结果表明,在压下量为5%,应变速率为10.0 s~(-1)时,AZ31B镁合金板材变形过程中的局部最高应力为267.100 MPa,低于材料极限应力282.900 MPa.局部最高应变为4.454×10~(-2),低于宏观断裂应变0.2.相比其他工艺条件,此条件是较为合理的冷轧工艺.     

高应变速率下载荷方向对镁合金力学性能的影响

为了研究高应变速率下AZ31B镁合金动态力学行为各向异性,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对沿挤压方向（ED）、法向（ND）及横向（TD）加工的AZ31B镁合金在应变速率为1.058~2.500s-1范围内进行冲击压缩实验,并采用扫描电镜观察压缩断口形貌.结果表明：高应变速率下AZ31B镁合金沿ED方向和ND方向有明显的应变强化现象,而沿TD方向应力对应变速率不敏感;随应变速率的增加,不同载荷方向屈服强度与最大应力值的差值变化程度有所不同,其中沿ND方向差值变化最大,沿TD方向差值变化最小;通过观察扫描断口形貌发现,在高应变速率下AZ31B镁合金在不同载荷方向下的断裂方式均为解理断裂.     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

AZ31镁合金动态再结晶临界应变和稳态应变

采用热拉伸实验测定AZ31镁合金的应力-应变曲线,依据加工硬化率理论,得到热变形过程中AZ31镁合金发生动态再结晶的临界应变和稳态应变,确定临界应变、稳态应变与塑性变形工艺参数的关系。结果表明:热变形温度和应变速率是影响AZ31镁合金动态再结晶的主要因素,提高变形温度和降低应变速率都有利于降低AZ31镁合金的临界应变和稳态应变; AZ31镁合金的动态再结晶临界应变值与Sellars经验模型的参数范围一致。     

AZ31B镁合金动态力学行为及变形机制

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的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AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,平均应变速率范围在500~2600s^-1之间,用光学显微镜观察了测试后试样的微观组织变化.结果发现,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>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低,但在塑性变形的第二阶段,位错滑移参与变形,应变速率硬化效应显著;沿挤压方向拉伸时,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,并表现出轻微的正应变速率效应;由于织构的形成,合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值约为0.32.     

高温高应变率下AM60B镁合金力学性能及失效行为

为了研究镁合金在高温、高应变速率下的变形行为及失效机制,采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为1 600~4 500 s^-1、温度为27~150 ℃范围内,对真空压铸AM60B镁合金进行了动态压缩实验,并采用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的组织进行了观察.结果表明:在所测试的应变范围内,随着应变率的提高,应力-应变曲线均呈现上升趋势,且最大应变也随之增加,表现出正应变率强化效应.在150 ℃时真空压铸AM60B镁合金变形能力最好; 50 ℃时断裂强度最高.真空压铸AM60B镁合金在高温及高应变率下的断裂方式为以解理断裂为主并伴有韧性断裂的混合断裂方式.当变形温度低于150 ℃时,真空压铸AM60B镁合金在高应变率压缩下的变形机制主要是滑移.