發(fā)布時間：2020-06-07 09:32

【摘要】：近年來,作為一種性能優(yōu)越、潛力巨大的輕合金材料,鎂合金在汽車工業(yè)、航空航天、醫(yī)學、體育用品、電子產(chǎn)品等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,而且其諸如質(zhì)輕、比強度比剛度高、良好阻尼性、較好的吸收振動能力、防屏蔽電磁干擾等性能得到很好地體現(xiàn)。但是塑性變形過程中出現(xiàn)的斷裂現(xiàn)象已經(jīng)成為限制其發(fā)展的一個重要因素。不論是通過壓鑄還是軋制等生產(chǎn)的鎂合金產(chǎn)品,都不可避免有表面開裂或邊部裂紋等問題,而且變形條件越苛刻,這種現(xiàn)象越明顯。因此,為更好理解鎂合金熱變形開裂行為及機制,預(yù)測合金熱變形裂紋萌生,本文以鑄態(tài)AZ31B鎂合金為研究對象,通過采用Gleeble熱模擬壓縮試驗、有限元模擬和高速攝影技術(shù)相結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了鎂合金熱變形開裂行為及開裂機理,建立了考慮溫度和應(yīng)變速率的鎂合金熱變形開裂準則。具體內(nèi)容如下:通過AZ31B鎂合金熱壓縮的流動應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析了該合金流變行為,建立了不同熱變形條件下的本構(gòu)模型,采用動態(tài)材料模型繪制了合金的熱加工圖,分析了合金流變失穩(wěn)現(xiàn)象。基于合金熱變形后試樣,通過高速攝影、金相、斷口以及EDS等技術(shù)手段,揭示了合金熱變形主要呈現(xiàn)45°剪切開裂,詳細可分為單向45°、交叉45°、平行45°和混合45°剪切開裂等形式,而且組織中存在的析出物對AZ31B鎂合金熱壓縮變形開裂造成了影響。通過高速攝影技術(shù)對合金熱壓縮過程的記錄和分析,準確地捕捉到了合金試樣表面開裂的位置,精確測定了材料熱壓縮的臨界開裂變形量,發(fā)現(xiàn)其值隨變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而增大,呈現(xiàn)很好的規(guī)律性。采用Deform-3D有限元軟件,對合金熱變形過程的應(yīng)力應(yīng)變、損傷演變等進行了不同斷裂準則的數(shù)值模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Frudenthal準則能夠較好的表征AZ31B鎂合金熱壓縮變形的開裂行為,成功預(yù)測成形過程的初始開裂點,由此建立了考慮應(yīng)力應(yīng)變、應(yīng)變速率、變形溫度等熱變形參數(shù)的熱變形開裂準則。
【圖文】：

應(yīng)力引起的破壞原子間鍵合力形成的穿晶斷裂現(xiàn)象稱為解理斷裂；而滑移面分離而形成的滑移面分離斷裂頭通常稱為剪切斷裂。合金塑性變形機制移變形鎂合金為密排六方結(jié)構(gòu)（HCP），其晶格常數(shù)a 為0.3209nm，c為06236 ，與理論計算值1.633 十分接近。合金塑性變形一般由位錯運動來定于其晶體結(jié)構(gòu)。金屬間滑移只出現(xiàn)在滑移面上，并沿一定的滑移方滑移系，而每個滑移系表示晶體滑移的一個可能的空間取向。因此，影響的情況下，晶體內(nèi)部的滑移系越多，其滑移運動所進行的空間取位錯越不容易在晶體內(nèi)部產(chǎn)生積塞，形成應(yīng)力集中，這樣合金的塑性慮到滑移面種類的不同，一般鎂合金中滑移大多可分為基面滑移、棱；而考慮變形進行過程中位錯的不同，又可將滑移分為a 位錯滑移、a 位錯滑移，如圖 1.1 所示。

圖 1.2 鎂合金孿生切變與軸比 c/a 的關(guān)系[17]2 Variation of twinning shear with the axial ratio of magnesium all合金塑性變形產(chǎn)生裂紋的一個原因是由孿生改變晶粒取中，，研究者[18]通過多次試驗也發(fā)現(xiàn)裂紋在孿晶與孿晶相孿生和斷裂的實質(zhì)是釋放集中的應(yīng)力，就從裂紋形核此，在某些特定的情況下，合金的塑性變形時不形成孿究概述裂是金屬塑性成形加工過程中常見的失效形式之一，通限的外力而導致分開的情況，是限制著材料在各行業(yè)內(nèi)是軋制等生產(chǎn)的高質(zhì)量產(chǎn)品，都不可避免有表面開裂和越苛刻，斷裂現(xiàn)象越明顯[20,21]。對于體積成型的金屬而性斷裂來表征，因此，不同成型工藝下金屬材料的韌性而言，金屬材料在受到外力作用時，其合金原子之間的
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.22

【參考文獻】

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本文編號：2701215