晶粒取向與預(yù)置孿晶對軋制鎂合金壓縮變形行為的影響
發(fā)布時間:2021-06-15 20:33
鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,受到電子、汽車、航空航天等領(lǐng)域的廣泛青睞,被譽為“世紀(jì)的綠色工程材料”。由于其為密排六方晶體結(jié)構(gòu),室溫下獨立滑移少,且傳統(tǒng)軋制或擠壓鎂合金通常具有較強的()基面織構(gòu),導(dǎo)致其在室溫變形時表現(xiàn)出較大的各向異性,這在很大程度上限制了其應(yīng)用。研究鎂合金的塑性變形行為及各向異性,對于優(yōu)化鎂合金塑性加工技術(shù)、開發(fā)高性能鎂合金具有重要的理論價值和實用價值。本工作以軋制鎂合金為原材料,通過單軸壓縮研究了其壓縮塑性變形行為及各向異性;以室溫下的預(yù)變形引入孿晶作為手段,通過單軸壓縮考察了預(yù)置孿晶對鎂合金壓縮力學(xué)性能及塑性變形行為的影響。通過金相顯微鏡()、電子背散射衍射計算()、掃描電子顯微鏡()等分析了鎂合金在變形過程中的微觀組織演變。結(jié)果表明:1)在較低溫度℃和較大應(yīng)變速率下壓縮時,軋制鎂合金的壓縮流變曲線、強度與應(yīng)變硬化率曲線等強烈地依賴于晶粒取向和外載荷方向,展現(xiàn)出高度的各向異性。在℃以下的溫度:原始樣品沿壓縮時由于具有高的非基面滑移主導(dǎo)早期變形,因而較預(yù)變形樣品表現(xiàn)出更高的應(yīng)變硬化率;但對于沿RD(或45o)壓縮的原始樣品以及預(yù)變形樣品,因低溫下利于–孿生的激活,致...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鎂合金中最常見的滑移系Fig.1-1Themainslipsystemsinmagnesiumalloysp3s4
根據(jù)最小切變原則,切變量小的孿生越容易發(fā)生,{10–12}孿生的切變量最小,其臨界分切應(yīng)力約2~3Mpa,因而在變形過程中也最容易被激活。但只有在垂直于c軸方向壓縮或沿c軸方向拉伸時才能激發(fā)此類孿生(如圖1-2a),這將直接導(dǎo)致了鎂合金在變形初期較低的屈服應(yīng)力。拉伸孿晶一般發(fā)生在變形初期并呈透鏡狀形態(tài)厚大。2)<10–11>壓縮孿生:其孿生面是{10–11},孿生方向是<10–12>,被激活后能使基體晶格偏轉(zhuǎn)56o[1]。與拉伸孿生相反,只有在沿c軸方向壓縮或垂直于c軸拉伸時這種孿生才能發(fā)生(如圖1-2b)。其啟動應(yīng)力遠高于拉伸孿生達到76~153Mpa,因而塑性變形時很難被激活。壓縮孿生主要發(fā)生在變形后期,呈窄帶狀形態(tài)細長,從而降低應(yīng)變能。并且其界面不易遷移,是再結(jié)晶的潛在形核點。{10–11}孿生經(jīng)常在較大應(yīng)變或較高溫度下的變形中發(fā)生
而晶界“凸起”也被認(rèn)為是非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的典型特征,因此新晶粒包含有部分原始高角度晶界。圖1-3 非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶示意圖[28]Fig. 1-3 Schematic schematic of DDRX mechanism[28]2. 連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(CDRX):圖 1-4 連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(CDRX)示意圖,連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶的過程可描述為:1)變形過程中,位錯在應(yīng)力的作用下沿基面或非基面滑移,在原始晶界處聚集而強烈應(yīng)力集中致使原始晶界發(fā)生彎曲變形而形成典型的“鋸齒狀”晶界。2)位錯塞積到一定程度,為了降低應(yīng)力集中,堆積位錯發(fā)生重排和合并(動態(tài)回復(fù))在晶界處重組形成位錯胞結(jié)構(gòu)等亞結(jié)構(gòu)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Enhanced Strength and Ductility Due to Microstructure Refinement and Texture Weakening of the GW102K Alloy by Cyclic Extrusion Compression[J]. Jinbao Lin,Xinyi Wang,Weijie Ren,Xuexia Yang,Qudong Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[2]鎂合金動態(tài)再結(jié)晶的研究現(xiàn)狀[J]. 陳先華,汪小龍,張志華. 兵器材料科學(xué)與工程. 2013(01)
[3]高性能鎂合金研究及應(yīng)用的新進展[J]. 丁文江,吳玉娟,彭立明,曾小勤,林棟樑,陳彬. 中國材料進展. 2010(08)
[4]主要合金元素在鎂合金中的作用[J]. 黃曉鋒,朱凱,曹喜娟. 鑄造技術(shù). 2008(11)
[5]電子背散射衍射技術(shù)及其在材料分析中的應(yīng)用[J]. 王建軍,宋武林,郭連貴. 理化檢驗(物理分冊). 2006(06)
[6]鎂合金的動態(tài)再結(jié)晶[J]. 陳振華,許芳艷,傅定發(fā),夏偉軍. 化工進展. 2006(02)
[7]鎂及鎂合金動態(tài)再結(jié)晶研究進展[J]. 劉楚明,劉子娟,朱秀榮,周海濤. 中國有色金屬學(xué)報. 2006(01)
[8]鎂合金加工技術(shù)的發(fā)展趨勢與開發(fā)應(yīng)用前景[J]. 劉靜安. 四川有色金屬. 2005(04)
[9]電子背散射衍射技術(shù)及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉慶. 中國體視學(xué)與圖像分析. 2005(04)
[10]鎂合金材料的塑性變形理論及其技術(shù)[J]. 陳振華,夏偉軍,嚴(yán)紅革,傅定發(fā),陳吉華. 化工進展. 2004(02)
博士論文
[1]初始組織及變形條件對AZ31鎂合金熱擠壓組織和織構(gòu)演變的影響研究[D]. 李娜麗.重慶大學(xué) 2013
[2]初始取向及變形條件對AZ31鎂合金壓縮塑性行為影響的研究[D]. 汪炳叔.重慶大學(xué) 2012
碩士論文
[1]脈沖電流處理ZK60鎂合金的組織演變、機械性能及其細化機理的研究[D]. 夏宗坤.太原理工大學(xué) 2017
[2]鎂合金織構(gòu)及對力學(xué)各向異性影響的研究[D]. 楊倩.武漢科技大學(xué) 2013
本文編號:3231720
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鎂合金中最常見的滑移系Fig.1-1Themainslipsystemsinmagnesiumalloysp3s4
根據(jù)最小切變原則,切變量小的孿生越容易發(fā)生,{10–12}孿生的切變量最小,其臨界分切應(yīng)力約2~3Mpa,因而在變形過程中也最容易被激活。但只有在垂直于c軸方向壓縮或沿c軸方向拉伸時才能激發(fā)此類孿生(如圖1-2a),這將直接導(dǎo)致了鎂合金在變形初期較低的屈服應(yīng)力。拉伸孿晶一般發(fā)生在變形初期并呈透鏡狀形態(tài)厚大。2)<10–11>壓縮孿生:其孿生面是{10–11},孿生方向是<10–12>,被激活后能使基體晶格偏轉(zhuǎn)56o[1]。與拉伸孿生相反,只有在沿c軸方向壓縮或垂直于c軸拉伸時這種孿生才能發(fā)生(如圖1-2b)。其啟動應(yīng)力遠高于拉伸孿生達到76~153Mpa,因而塑性變形時很難被激活。壓縮孿生主要發(fā)生在變形后期,呈窄帶狀形態(tài)細長,從而降低應(yīng)變能。并且其界面不易遷移,是再結(jié)晶的潛在形核點。{10–11}孿生經(jīng)常在較大應(yīng)變或較高溫度下的變形中發(fā)生
而晶界“凸起”也被認(rèn)為是非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的典型特征,因此新晶粒包含有部分原始高角度晶界。圖1-3 非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶示意圖[28]Fig. 1-3 Schematic schematic of DDRX mechanism[28]2. 連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(CDRX):圖 1-4 連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(CDRX)示意圖,連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶的過程可描述為:1)變形過程中,位錯在應(yīng)力的作用下沿基面或非基面滑移,在原始晶界處聚集而強烈應(yīng)力集中致使原始晶界發(fā)生彎曲變形而形成典型的“鋸齒狀”晶界。2)位錯塞積到一定程度,為了降低應(yīng)力集中,堆積位錯發(fā)生重排和合并(動態(tài)回復(fù))在晶界處重組形成位錯胞結(jié)構(gòu)等亞結(jié)構(gòu)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Enhanced Strength and Ductility Due to Microstructure Refinement and Texture Weakening of the GW102K Alloy by Cyclic Extrusion Compression[J]. Jinbao Lin,Xinyi Wang,Weijie Ren,Xuexia Yang,Qudong Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[2]鎂合金動態(tài)再結(jié)晶的研究現(xiàn)狀[J]. 陳先華,汪小龍,張志華. 兵器材料科學(xué)與工程. 2013(01)
[3]高性能鎂合金研究及應(yīng)用的新進展[J]. 丁文江,吳玉娟,彭立明,曾小勤,林棟樑,陳彬. 中國材料進展. 2010(08)
[4]主要合金元素在鎂合金中的作用[J]. 黃曉鋒,朱凱,曹喜娟. 鑄造技術(shù). 2008(11)
[5]電子背散射衍射技術(shù)及其在材料分析中的應(yīng)用[J]. 王建軍,宋武林,郭連貴. 理化檢驗(物理分冊). 2006(06)
[6]鎂合金的動態(tài)再結(jié)晶[J]. 陳振華,許芳艷,傅定發(fā),夏偉軍. 化工進展. 2006(02)
[7]鎂及鎂合金動態(tài)再結(jié)晶研究進展[J]. 劉楚明,劉子娟,朱秀榮,周海濤. 中國有色金屬學(xué)報. 2006(01)
[8]鎂合金加工技術(shù)的發(fā)展趨勢與開發(fā)應(yīng)用前景[J]. 劉靜安. 四川有色金屬. 2005(04)
[9]電子背散射衍射技術(shù)及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 劉慶. 中國體視學(xué)與圖像分析. 2005(04)
[10]鎂合金材料的塑性變形理論及其技術(shù)[J]. 陳振華,夏偉軍,嚴(yán)紅革,傅定發(fā),陳吉華. 化工進展. 2004(02)
博士論文
[1]初始組織及變形條件對AZ31鎂合金熱擠壓組織和織構(gòu)演變的影響研究[D]. 李娜麗.重慶大學(xué) 2013
[2]初始取向及變形條件對AZ31鎂合金壓縮塑性行為影響的研究[D]. 汪炳叔.重慶大學(xué) 2012
碩士論文
[1]脈沖電流處理ZK60鎂合金的組織演變、機械性能及其細化機理的研究[D]. 夏宗坤.太原理工大學(xué) 2017
[2]鎂合金織構(gòu)及對力學(xué)各向異性影響的研究[D]. 楊倩.武漢科技大學(xué) 2013
本文編號:3231720
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