鎂合金是最輕質(zhì)的工程合金,在車輛交通、醫(yī)療器械、國(guó)防軍工和通信電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而鎂合金的工程應(yīng)用受限于室溫塑性差、加工成本高等缺陷。研究表明,鎂合金在成形過程中施加脈沖電流可以有效的降低其流動(dòng)應(yīng)力,提高自身成形性。與傳統(tǒng)鎂合金的溫?zé)岢尚蜗啾?此方法更加高效、節(jié)能,大大降低了加工成本。這使得電致塑性輔助加工替代傳統(tǒng)的熱加工成為可能。目前脈沖電流對(duì)微觀組織的影響規(guī)律及其機(jī)理的研究尚顯缺乏,脈沖電流應(yīng)用于工程實(shí)際的理論基礎(chǔ)較為薄弱,阻礙了電致塑性加工工藝的應(yīng)用與發(fā)展。針對(duì)上述問題,本文以脈沖電流輔助單軸拉伸（通電拉伸）試驗(yàn)為基礎(chǔ),探索了Mg-3Al-1Sn-1Zn（ATZ311）鎂合金在不同脈沖電流下的力學(xué)性能、微觀組織,揭示出脈沖電流對(duì)力學(xué)性能和微觀組織的影響規(guī)律;并建立起宏觀力學(xué)性能和微觀組織之間的聯(lián)系,進(jìn)一步揭示了脈沖電流下塑性變化的微觀機(jī)理。同時(shí),通過研究預(yù)置孿晶ATZ311鎂合金在脈沖電流下的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為,揭示了脈沖電流下的孿晶動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。得出的結(jié)論主要有:（1）通電拉伸時(shí),ATZ311鎂合金試樣的抗拉強(qiáng)度與延伸率隨峰值電流密度的變化規(guī)律不一致:抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)逐... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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鎂及鎂合金中常見的滑移系[3]

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4在拉伸孿晶中，擁有較小的剪切應(yīng)變且混排更加容易的{10-12}拉伸孿晶，成為鎂合金中出現(xiàn)次數(shù)最多的孿晶[22]。而在壓縮孿晶中，雖然{10-11}孿晶和{10-13}孿晶具有相同的剪切應(yīng)變，但由于前者原子移動(dòng)距離較短，剪切應(yīng)力更小，因而在鎂合金變形過程中更容易出現(xiàn)。類似的，可以判斷二次孿晶中最常見的為{10-11}-{10-12}二次孿晶�？偟膩碚f，鎂合金在室溫變形時(shí)，最常見的三種孿晶模型為：{10-12}拉伸孿晶、{10-11}壓縮孿晶、{10-11}-{10-12}二次孿晶。它們的晶體學(xué)取向關(guān)系如圖1.2所示。圖1.2鎂中(a){10-12}拉伸孿晶;(b){10-11}壓縮孿晶;(c){10-11}-{10-12}二次孿晶示意圖[23]Fig.1.2Schematicdiagramof(a){10-12}tensiontwin;(b){10-11}contractiontwin;(c){10-11}-{10-12}secondarytwinmodesinmagnesiumandmagnesiumalloys[23]HCP結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性決定了每種孿晶都存在六個(gè)晶體學(xué)等價(jià)的孿晶面和孿生方向，對(duì)應(yīng)六個(gè)孿生系統(tǒng)，即存在六個(gè)孿晶變體。{10-11}壓縮孿晶的六個(gè)變體見圖1.3(a)，六個(gè)不同{10-11}壓縮孿生變體的取向見圖1.3(b)。相比初級(jí)孿晶而言，二次孿晶具有更多的變體數(shù)量。這是因?yàn)槎螌\晶可以看作是母體經(jīng)歷兩次孿生所產(chǎn)生的，而每次孿生都可能產(chǎn)生不同的孿晶變體，最終二次孿晶具有較多的變體數(shù)量。以鎂合金中常見的{10-11}-{10-12}二次孿晶為例，其可以看成是母體先后經(jīng)歷壓縮孿生和拉伸孿生所產(chǎn)生的。而{10-11}壓縮孿晶與{10-12}拉伸孿晶都有6種不同的孿晶變體，因此在理論上，{10-11}-{10-12}二次孿晶有36種孿晶變體。雖然其變體數(shù)量較多，但它們與基體的取向僅有四種：A型38°<11-20>、B型30°<11-20>、C型66.5°<5-943>、D型69.9°<2-421>[24,25]。經(jīng)學(xué)者大量統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，A、B型各自包含6種孿晶變體，

第1章緒論5鎂合金在某些加載環(huán)境中，不同的孿晶變體可能同時(shí)被激活，并且不同變體之間存在著交互作用。最近的研究也表明孿晶交互作用能夠影響孿晶形核、生長(zhǎng)和解孿晶等行為[26-29]。因此研究鎂合金中變體之間的交互作用是一大熱點(diǎn)問題。圖1.3(a){10-11}壓縮孿晶變體示意圖;(b){0001}極圖:{10-11}壓縮孿晶的六個(gè)變體取向[30]Fig.1.3(a)Schematicof{10-11}contractiontwins;(b){0001}polefigure:sixdifferent{10-11}compressedtwinsorientation[30]1.2.3溫度對(duì)鎂合金變形機(jī)制的影響鎂合金中，位錯(cuò)滑移受到的阻力來源于與兩種位錯(cuò)的交互作用[20]。第一種交互作用發(fā)生在兩個(gè)相互平行滑移面上的位錯(cuò)之間，這種涉及到長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)，激活能很高，故溫度變化對(duì)其不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。另外一種交互作用發(fā)生在林位錯(cuò)之間，其涉及到短程應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)溫度較為敏感，隨著溫度的升高而降低。位錯(cuò)滑移的總阻力為這兩種作用所產(chǎn)生的阻力的累加，因此也會(huì)隨著溫度升高而降低，直到溫度足以把第二種交互作用完全激活[20]。從上個(gè)世紀(jì)50年代起，大量研究人員就開始研究溫度對(duì)鎂合金各滑移系CRSS的影響。其中部分研究人員采用實(shí)驗(yàn)的方法來測(cè)量單晶體中不同滑移系的CRSS。本文列出了1957-2011年發(fā)表且具有代表性的數(shù)據(jù)[31]，如圖1.4。從圖1.4中可以看出，拉伸孿生的CRSS和基面滑移的CRSS對(duì)溫度的變化并不敏感。壓縮孿生的CRSS和非基面滑移的CRSS受溫度影響較大，溫度升高，二者的CRSS

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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3610144