镁合金双道次热变形静态软化及残余应变研究

在变形温度250~450℃、变形速率0.005~5s-1和道次间隔时间15~240s下对AZ31B镁合金进行了双道次等温压缩试验,研究不同变形工艺条件对AZ31B镁合金道次间软化规律的影响,建立了AZ31B镁合金道次间软化率预测模型。根据轧制残余应变产生的原因提出了多道次轧制过程中残余应变率的计算方法。研究结果表明：随着变形温度和变形速率的提高,材料的静态软化率逐渐增大,道次间间隔时间越长材料软化程度越大。建立的道次间静态软化率计算模型能够很好地表征AZ31B镁合金道次间软化规律,平均相对误差为12.58%。进一步对残余应变率的精确计算能够为AZ31B镁合金多道次轧制过程中轧制力的求解提供理论支持。     

镁合金双道次热变形静态软化及残余应变

在变形温度250~450℃、应变速率0.005~5 s~(-1)和道次间隔时间15~240 s下对AZ31B镁合金进行了双道次等温压缩试验,研究不同变形工艺条件对AZ31B镁合金道次间软化规律的影响,建立了AZ31B镁合金道次间软化率预测模型。根据轧制残余应变产生的原因提出了多道次轧制过程中残余应变率的计算方法。研究结果表明:随着变形温度和应变速率的提高,材料的静态软化率逐渐增大,道次间间隔时间越长,材料软化程度越大。建立的道次间静态软化率计算模型能够很好地表征AZ31B镁合金道次间软化规律,平均相对误差为12.58%。进一步对残余应变率的精确计算能够为AZ31B镁合金多道次轧制过程中轧制力的求解提供理论支持。     

挤压态镁合金热压缩微观组织预测模型

在变形温度为250～450℃、应变速率为0.005～5 s^-1的条件下,采用热模拟压缩实验得到流动应力-应变曲线,研究了挤压态镁合金热变形和动态再结晶行为。结果表明：AZ31镁合金发生动态再结晶的临界应变随着变形温度的升高或应变速率的减小而降低;镁合金变形初期发生动态再结晶所需要的激活能为191.2 kJ·mol^-1。基于实验数据回归分析,建立AZ31镁合金动态再结晶临界应变模型,得到动态再结晶临界应变与流动应力曲线峰值应变的比值约为0.57;应用Avrami方程建立镁合金动态再结晶动力学模型,预测出镁合金动态再结晶临界应变值,与微观组织实验结果一致,验证了模型的正确性,可以用于AZ31镁合金热加工中的动态再结晶预测。     

镁合金AZ31轧制板材的单向拉伸行为

通过单向拉伸试验研究了AZ31镁合金轧制板在不同温度和应变速率下的力学性能。根据镁合金在50℃~400℃范围内的单向拉伸曲线分析结果,找出AZ31镁合金的抗拉强度、伸长率随变形温度、变形速度的变化规律。结果表明:AZ31镁合金轧制板的塑性随着应变速率的降低有明显提高;温度的升高可明显改善轧制板的塑性;当应变速率为1.5×10-2s-1、温度为400℃时,伸长率达到123.9%。     

基于数学模型的变形镁合金AZ31B热力学及动态再结晶

以铸态AZ31B镁合金为研究对象,分别在应变速率为0.005 s-1、0.05 s-1、0.5 s-1,变形温度在300℃、350℃、400℃的条件下,采用热变形模拟实验机对铸态合金进行再结晶行为研究,建立并验证了热变形本构方程、再结晶热力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。研究表明,晶粒在较低应变速率和较高变形温度下更细,减小了晶界处孪晶位错密度,也为降低后续轧制时边裂现象发生的概率提供了依据。     

AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件研究

为确定AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件或临界应变，通过在变形温度范围473～623K、应变速率范围0．001-1 s^-1条件下进行等温压缩试验，利用所得数据并采用单参数方法，建立起AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件，即临界应变（εc）与变形条件（引入温度补偿应变速率因子即Zener-Hollomon参数）的定量关系，并对不同应变下合金微观组织的演变规律进行了研究。     

铸态AZ31B镁合金热变形研究

以铸态AZ31B镁合金材料为基础,采用Gleeble-1500D热变形模拟试验机对铸态AZ31镁合金在250、300、350、400℃,应变速率0.005、0.05、0.5 s-1条件下的再结晶行为进行研究,建立了热变形方程,再结晶运动学模型、晶粒尺寸模型。结果表明:在较高温度或较低应变速率下可得到较为细小的晶粒,从而对减小晶界处的孪晶位错密度,为后期轧制铸轧镁板生产过程中降低边裂产生的概率提供依据。     

温度和应变速率对双辊铸轧、轧制和热处理态AZ31镁合金流动应力行为的影响(英文)

在单轴拉伸条件下研究温度和应变速率对双辊铸轧、轧制和热处理AZ31镁合金流动应力行为的影响。结果表明,在高温下,动态回复、连续动态再结晶、晶界滑移和附加滑移系的活化使合金的延展得到改善。在473~523 K和10-2~10-1 s-1条件下,合金的断裂伸长率几乎与应变速率无关,而与应变速率依赖于临界剪切应的非基面滑移有关。由于经上述工艺加工的AZ31镁合金具有较低的临界剪切应力,因此在573 K和10-3 s-1条件下出现了孪晶。     

异步轧制AZ31镁合金板带的研究

通过DEFORM有限元软件模拟和实验,研究了对称轧制、同径异速与异径同速三种轧制工艺对AZ31镁合金轧制的影响,并对AZ31镁合金的边裂、等效应力、等效应变和等效应变速率进行了分析。结果表明:两种异步轧制工艺均有利于降低AZ31镁合金的轧制力和边裂;同步轧制时板材的等效应力、等效应变和等效应变速率在厚度方向上呈对称分布,而异步轧制则为不对称分布;两种异步轧制工艺对板材的等效应力、等效应变和等效应变速率也有较为明显的影响。     

AZ31镁合金热轧变形的动态再结晶机制

在轧制温度603~703 K、轧制压下量20%~40%、应变速率4~16 s-1下对AZ31镁合金进行轧制变形,研究轧制压下量、应变速率和变形温度对AZ31镁合金变形组织的影响,分析了镁合金的动态再结晶机制。结果表明：应变速率和变形温度不仅影响动态再结晶进行的程度,而且能够改变再结晶的方式或形核机制。当轧制应变速率= 13.9 s-1,变形温度T=603 K时,再结晶方式为孪生动态再结晶;变形温度升高到703 K时,沿晶界有链状新晶粒出现。当变形温度T= 673 K,应变速率= 11.35 s-1时,再结晶方式以孪生动态再结晶为主;应变速率降低到= 4 s-1时,再结晶方式以旋转动态再结晶为主。     

应变影响的AZ31B镁合金流动应力预测模型研究

本文采用热压缩试验获得了铸态AZ31B镁合金高温变形时的流变曲线,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响。结果表明：峰值应变随着应变速率增加和温度减小而增大,减小应变速率、适当提高变形温度对材料的动态回复和再结晶是有利的。利用多元回归分析建立了流动应力预测模型,该模型可以描述流动应力的应变敏感性,经验证发现使用其预测流动应力具有较高精度,相关系数高达0.9926,能较好地描述铸态AZ31B镁合金在热变形过程的流动行为。     

SuperplaSticity and superplastic instability of AZ31B magnesium alloy sheet

1 Introduction Due to its light mass, high specific strength, good damping characteristics, strong thermo-conductivity and electromagnetic shielding, magnesium alloys have been regarded as “the green material” with the greatest application potential in …     

基于3D CA的AZ31镁合金动态再结晶行为研究

本文建立了三维元胞自动机(3D-CA)模型，通过热压缩试验和电子背散射衍表征技术(EBSD)，对AZ31镁合金在热变形过程中的微观组织演化规律进行可视化和定量预测。根据试验得出的真应力-应变曲线，确定了3D-CA模型参数在试验条件下的取值，建立了模型参数与变形条件(应变、变形温度和应变速率)之间的关系。利用所建立的3D-CA模型，对AZ31镁合金在热变形过程中的流动行为和微观组织演化进行模拟和讨论。结果表明:再结晶体积分数随着应变的增大而增加，随着变形温度的增大或应变速率降低而增大，提高应变速率或降低温度可以细化再结晶晶粒。模拟结果与实验结果吻合较好，相对误差值在4.5%-16.2%之间，所建立的3D-CA模型能够较准确地预测镁合金AZ31的微观组织演化。     

AZ31B镁合金中厚板轧制热力耦合场数学模型

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对铸态AZ31B镁合金圆柱试样进行了宽范围变形条件下的热压缩试验,拟合热压缩试验数据,针对镁合金应变软化特性建立了一种新的热力本构模型;依托于Deform-3D对镁板的实际热轧过程进行了热力仿真分析,依据轧制理论假设、宏观连续介质力学以及热力学原理,采用数学解析的方法建立了镁板热轧制区域中的应变、应变速率值分布模型以及三维温度场、应力场数学模型。研究结果表明:新建的热力本构模型预测精度较高,平均相对误差为5.1%;建立的轧制变形区域中的应变、应变速率值分布模型,温度场数学模型以及热力耦合场数学模型不仅形式简单易于为生产利用,更能精确表征中厚规格镁板热轧制过程中的热-力耦合变形机制。     

AZ31镁合金热变形流动应力预测模型

采用近等温单轴压缩实验获得了AZ3l镁合金变形温度为523 723 K,应变速率为0.01—10 s^-1条件下的流动应力,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响规律.结果表明,AZ31镁合金变形过程中发生了动态再结晶,523 K时形成细小组织;而723 K时动态再结晶和长大的晶粒沿径向拉长.考虑实验过程塑性变形功和摩擦功引起的温度升高,在高应变速率条件下采用温度补偿修正了流动应力.在此基础上,建立了基于双曲正弦模型的峰值流动应力和统一本构关系,该模型利用材料参数耦合应变来描述流动应力的应变敏感性,进一步获得了合金热变形过程中流动应力与变形温度、应变速率和应变的定量关系.采用该本构关系模型预测流动应力具有较高的精度,预测值与实测值相关系数为0.976,平均相对误差为5.07%,实验条件范围内预测的流动应力与实验值几乎能保持一致.     

AZ31B镁合金薄板的单向拉伸行为实验研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上对AZ31B镁合金薄板(0.6 mm)拉伸试样在100～350℃的温度范围和1×10-1～1×10-3s-1的应变速率范围内进行了的单向拉伸实验,根据实验结果对AZ31B镁合金薄板的力学性能进行了分析.结果表明:AZ31B镁合金薄板在较低变形温度100～150℃时,应变速率对流动应力的影响不大;相比之下应变速率对AZ31B镁合金的断裂伸长率却有一定的影响,提高应变速率会降低材料的伸长率;在较高变形温度(200℃以上)时,应变速率对流动应力的影响比较明显,表现出显著的应变速率敏感性.     

AZ31镁合金位错密度模型及热压缩的微观组织预测

通过热压缩实验研究AZ31镁合金挤压杆料在变形温度300、400和500℃,应变速率0.1、0.01和0.001 s^?1条件下的流变行为,基于Arrhenius方程建立流变应力的本构模型,其中激活能Q为132.45 kJ/mol,应变硬化系数n为4.67。依据AZ31镁合金高温变形中的动态再结晶(Dynamic recrystallization,DRX)机理和位错密度演化规律,建立宏观变形?微观组织多尺度耦合的位错密度模型,该模型能够反映热加工过程中的加工硬化、动态回复(Dynamic recovery,DRV)、低角晶界(Low angle grain boundaries,LAGB)和高角晶界(High angle grain boundaries,HAGB)等机制的交互作用。利用ABAQUS的VUSDFLD子程序进行热压缩过程的有限元模拟,获得DRX分数、LAGB和HAGB位错密度的数值模拟结果以及压缩载荷。结果表明:实验载荷与模拟结果基本吻合,本文提出的AZ31镁合金位错密度模型是合理的。     

AZ31镁合金板材纵波轧制形变规律及边部损伤分析

纵波轧制+平辊轧制(LFR)是一种减轻镁合金轧制边裂的新型轧制工艺,通过一道次纵波轧制+二道次平轧,可有效减少镁合金板材边裂。为了进一步明晰LFR变形规律,本文通过对比AZ31镁合金板材纵波轧制+平轧(LFR)及平轧+平轧(FFR)热-力耦合有限元虚拟轧制对比和物理实验,分析了纵波轧制变形区金属变形规律及其对板材边部损伤的影响。结果表明：纵波轧制形成了异形搓轧区,板材各部位受到较大的三向剪切作用;急速金属流动产生的塑性变形热避免了板材边部温降,有利于提升塑性;剪切及温度影响促使LFR板材形成混晶组织,降低了波谷部位损伤,进而有效抑制了镁合金板材边裂的产生及发展。     

Improving single pass reduction during cold rolling by controlling initial texture of AZ31 magnesium alloy sheet

The AZ31 magnesium alloy sheets obtained by multi-pass hot rolling were applied to cold rolling and the maximum single pass cold rolling reduction prior to failure of AZ31 magnesium alloy was enhanced to 41%. Larger single pass rolling reduction led to weaker texture during the multi-pass hot rolling procedure. The sheet obtained showed weak basal texture, while the value was only 1/3–1/2 that of general as-rolled AZ31 Mg alloy sheets. It was beneficial for the enhancement of further cold rolling formability despite of the coarser grain size. The deformation mechanism for the formation of texture in AZ31 magnesium alloy sheet was also analyzed in detail.     

异步轧制AZ31镁合金板材室温冲压性能研究

文章主要对异步轧制AZ31镁合金板材室温冲压性能进行了研究,以探讨提高镁合金板材冲压性能的途径。结果表明,异步轧制有利于板材的晶粒细化,其晶粒尺寸约为7.6μm,明显小于普通轧制板材的12.5μm;而由于异步轧制过程中剪切变形的作用,异步轧制使板材的(0002)基面晶粒取向减弱;与普通轧制相比,异步轧制板材的应变硬化能力增加,屈服强度降低,制耳参数减小,但塑性应变比也降低,这可归因于异步轧制所导致的晶粒细化和晶粒取向的改变。