变形镁合金的塑性变形机制与动态再结晶

综述了镁合金的几种塑性变形机制，并介绍了ZK60合金在不同温度下的变形机制。同时综述了镁合金的动态再结晶机制，以及动态再结晶对变形和超塑性变形的作用。     

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。     

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。     

镁及镁合金动态再结晶研究进展

综述了镁及镁合金动态再结晶方面的研究现状，介绍了镁及镁合金室温或高温塑性变形行为，包括应力一应变特征及其影响因素、应变速率方程和流变应力方程；描述了该合金在不同变形条件下发生塑性变形时的位错、孪晶、亚结构等微观组织演变以及各种动态再结晶如孪生动态再结晶、低温动态再结晶、连续动态再结晶、不连续动态再结晶和旋转动态再结晶的机理及其特点；最后讨论了动态再结晶与塑性变形之间的相互关系，并提出了镁及镁合金动态再结晶研究的发展趋势。     

变形参数对挤压态AZ41M镁合金热变形行为和组织演变的影响

通过热模拟压缩试验研究了挤压态AZ41M镁合金在应变速率为0.005～1s-1、温度为300～450℃条件下的热变形行为.利用光学显微镜分析了合金热变形过程中的组织演变.结果表明:挤压态AZ41M镁合金热变形过程中,真应力应变曲线表现出典型的单峰动态再结晶(DRX)特征,合金具有比较高的温度和应变速率敏感性;合金热变形...     

AZ80镁合金热变形本构模型及动态再结晶行为研究

基于AZ80镁合金高温热压缩成形试验,对合金热变形本构模型及动态再结晶行为进行了研究。采用双曲正弦模型回归分析变形温度和应变速率对AZ80镁合金热变形流动应力的影响,建立了AZ80合金高温塑性变形的本构模型;定量分析了镁合金发生动态再结晶的临界条件与变形参数之间的函数关系,基于Avrami方程建立了AZ80镁合金动态再结晶动力学模型。     

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。     

BT25钛合金β相区动态再结晶行为及数值模拟

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对BT25钛合金进行单道次等温压缩实验,分别采用Najafizadeh-Jonas加工硬化率模型和Cingara-McQueen流变应力模型研究了合金在变形温度1040~1100℃,应变速率0.001~1 s^-1和最大压下率为60%的条件下动态再结晶的临界条件,分析真应力-真应变曲线,计算加工硬化率并建立了临界应变模型;同时通过线性回归法计算材料参数,构建JMAK动态再结晶动力学方程,并采用该模型模拟了BT25钛合金在热变形过程中动态再结晶行为。结果显示:流动应力表现出对应变速率和变形温度非常敏感;高温和低应变速率有利于DRX发生;有限元模型对DRX体积分数的预测误差在10%以内。该模型具有良好的预测能力,为工业生产中塑性变形和微观结构的预测提供了有效的工具。     

50SiMnVB合金钢动态再结晶临界模型的建立

通过热模拟压缩试验分析了50SiMnVB合金钢在应变速率0.01～10 s-1、变形温度800～1000℃下的高温热变形行为。利用金相显微镜观察了钢压缩变形后的显微组织。结果表明:50SiMnVB合金钢热变形过程中出现了典型的动态再结晶(DRX)现象,应变速率对合金DRX影响较小,而温度影响较大,且应变速率越小、温度越高,越容易发生动态再结晶。根据试验结果,基于应力应变曲线,确定了钢DRX发生的临界应变,并建立了临界应变模型。     

铸态ZK60-1.0Er镁合金热压缩变形行为的研究

采用Gleeble 1500D热模拟实验机对ZK60-1.0Er镁合金的高温热压缩变形行为进行了研究。热压缩参数应变速率?为0.0001s-1,0.001s-1,0.01s-1和1.0 s-1;变形温度T为160℃,260℃,320℃和420℃。试验结果表明：ZK60-1.0Er镁合金的热压缩变形过程为加工硬化,动态回复DR和动态再结晶DRX的竞争机制。通过Zener-Hollomon参数建立了ZK60-1.0Er镁合金热压缩本构方程, 根据本构方程计算的理论应力值与实际应力值吻合;同时还根据材料动态模型建立了该种合金的热加工图,并且通过对微观组织的观察和分析可知：该种镁合金的热加工图包含低温高应变速率和高温低应变速率2个失稳区域。该种镁合金适宜的热加工区间为：225~420℃,0.01~1.0 s-1,在该区域内存在1个功率耗散效率的峰值,η max = 45%。稀土相的存在促进了ZK60-1.0Er镁合金的动态再结晶形核,平均变形激活能 =152.5KJ/mol, 该合金的微观变形主要机制为晶界滑移和晶格自扩散导致的动态回复和动态再结晶。     

基于动态再结晶的铸态AZ31B镁合金本构方程

通过GLEEBLE压缩试验获得铸态AZ31B镁合金真应力应变曲线,本试验从真应力应变曲线出发,通过数值分析获得临界应力应变模型、饱和应力模型和稳态应力模型等多种应力模型。同时,结合位错理论和动态再结晶动力学,根据镁合金在变形过程中发生动态再结晶的临界点,将应力应变曲线分为两段,分别对以动态回复为主的曲线和以动态再结晶为主的曲线建立本构模型,分析并得出了动态再结晶分数与基于动态再结晶下的流变应力之间的变化规律。     

AZ31B镁合金热压缩变形的组织变化与变形机制

对铸态AZ31B镁合金在温度280℃～440℃、应变速率0.001s-1～0.1s-1条件下进行热压缩实验,分析变形程度、应变速率和加热温度对其微观组织变化的影响,探讨合金的热压变形机制。实验结果表明,该合金热变形时发生了动态再结晶。变形温度越高、变形速率越小和变形量越大时,动态再结晶进行的越充分;变形温度越低、变形速率越大和变形量越大时,动态再结晶晶粒越细小。该合金的热变形机制是滑移孪晶联合机制。     

Effects of deformation parameters on microstructure and mechanical properties of magnesium alloy AZ31B

Plastic deformation and dynamic recrystallization (DRX) behaviors of magnesium alloy AZ31B during thermal compression and extrusion processes were studied.In addition, effects of deformation temperature and rates on the microstructure and mechanical properties were investigated.The results show that the DRX grains nucleate initially at the primary grain boundaries and the twin boundaries, and the twinning plays an important role in the grain refinement.The DRX grain size depends on the deformation temperature and strain rate The average grain size is only 1 μm when the strain rate is 5 s-1 and temperature is 250 ℃.It is also found that the DRX grain can grow up quickly at the elevated temperature.The microstructure of extruded rods was consisted of tiny equal-axis DRX grains and some elongated grains.The rods extruded slowly have tiny grains and exhibit good mechanical properties.     

AZ31镁合金挤压板材的中温变形机理及软化机制(英文)

研究AZ31镁合金挤压板材在473～523K的温度范围内。应变速率0.001～1.0s-1压缩时的流变应力行为,计算板材沿挤压方向压缩时的激活能,并结合光学显微镜和透射电子显微镜探讨合金软化机制和变形机理之间的联系。结果表明,在中温下沿挤压方向压缩时,AZ31挤压态镁合金的变形激活能为174.18kJ/mol。这说明,由热激活位错交滑移所控制的动态再结晶是合金中温变形的主要软化机制。位错滑移是中温变形的主要变形机理,而孪生的作用则不大。其主要的动态再结晶机制为持续动态再结晶,并伴随少量的孪生动态再结晶。     

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.     

变形条件对AZ61镁合金力学行为的影响

用热模拟实验机对AZ61镁合金在变形温度为150℃～400℃,应变速率为0.01s-1～10s-1的条件下进行压缩变形,研究不同变形条件下AZ61镁合金的力学响应。结果表明,AZ61镁合金压缩变形时表现出动态再结晶特征,随温度上升,再结晶容易发生且应力峰降低;随变形速率增加,发生再结晶转变的临界应变增大。相比之下,变形温度对AZ61合金力学行为的影响要大于应变速率的影响。     

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。     

Flow stress and softening behavior of wrought magnesium alloy AZ31B at elevated temperature

1　INTRODUCTIONThewroughtmagnesiumalloyshaveexcellentspecificstrengthandstiffness ,machinability ,dampcapacity ,dimensionalstability ,lowmeltingcostsandare ,hence ,veryattractiveinsuchapplicationsasau tomobile ,aviation ,electronicandcommunicationin dustry[16 ] .Investigationsontheflowstressandsofteningbehaviorofmagnesiumalloysathigherformingtem peratureandstrainratehavebeenanimportantsub jectinwroughtmagnesiumalloysforming[710 ] .InthispapertheflowstressandsofteningbehaviorofAZ31Bdeform…     

脉冲电流对AZ31镁合金显微组织及拉伸变形行为的影响

为改善镁合金塑性变形能力,在AZ31镁合金的拉伸变形中引入高密度脉冲电流,研究了脉冲电流对合金显微组织及拉伸变形行为的影响规律,并探讨了其机理。结果表明,与未加脉冲电流拉伸相比,施加脉冲电流的AZ31镁合金的变形抗力显著降低,并且随脉冲电流密度的提高,其变形抗力下降的幅度增大。施加脉冲电流的合金在拉伸过程中发生了明显的动态再结晶,再结晶晶粒细小均匀,从而降低了合金的变形抗力。这是由于脉冲电流可以提高原子通量、促进原子扩散、加快小角亚晶向大角度亚晶转变,从而促进了合金的动态再结晶。另一方面,脉冲电流产生的电效应能够改变位错的激活能,使其容易克服滑移面上的障碍,增加位错可动性,从而提高合金塑性变形能力。