金屬鎂具有六方密排(HCP)的晶體結(jié)構(gòu),滑移系數(shù)量眾多,但在室溫下可開動的獨立滑移系少,導(dǎo)致其塑性差,室溫可加工性能差。研究表明,稀土元素(Rare Earth Elemet,RE)的加入能夠有效降低鎂合金基面滑移-非基面滑移的臨界分切應(yīng)力(critical resolved shear stress,CRSS)比值,降低非基面滑移系開動的能量壁壘,從而提高鎂的塑性及室溫可加工性能。其中稀土元素釔(yttrium,Y)的添加對鎂合金的強度、塑性、延展性等均具有良好的強化效果。但Y元素通過何種方式對鎂合金的性能進行改善,其具體內(nèi)部作用機制仍亟待思考和解決。為研究Y在鎂合金塑性變形過程中的強化作用機理,本文以軋制Mg-0.8wt.%Y合金為研究對象,對其進行原位拉伸試驗,并采用晶體塑性有限元法(crystal plastic finite element method,CPFEM)對試驗過程進行晶粒尺度下的模擬。晶體塑性有限元將晶體塑性理論與有限元方法相結(jié)合,在研究晶體變形過程中應(yīng)力應(yīng)變分布情況、晶粒取向、晶粒扭轉(zhuǎn)、織構(gòu)變化等方面有著重要的應(yīng)用和探索意義。本工作通過原位拉伸試驗,可以得到M...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 稀土元素的添加對鎂合金性能的影響
        1.2.1 Mg-Ce系合金
        1.2.2 Mg-Nd系合金
        1.2.3 Mg-Gd系合金
        1.2.4 Mg-Y系合金
    1.3 鎂合金的塑性變形方式
        1.3.1 單晶體的塑性變形
        1.3.2 多晶體的塑性變形
    1.4 晶體塑性有限元
        1.4.1 有限元方法發(fā)展概述
        1.4.2 晶體塑性有限元的特點及應(yīng)用
        1.4.3 晶體塑性有限元軟件介紹
    1.5 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 研究方案及實驗方法
    2.1 材料制備
    2.2 室溫原位拉伸試驗
    2.3 滑移跡線分析
第三章 晶體塑性變形理論與有限元建模
    3.1 晶體塑性變形本構(gòu)方程
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 二維模型
        3.2.2 三維模型
    3.3 外界加載條件設(shè)置
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Mg-0.8 wt.%Y 合金滑移系分析
    4.1 織構(gòu)分析
    4.2 力學(xué)性能分析
        4.2.1 Mg-0.8wt.%Y試樣及純Mg試樣的力學(xué)性能
        4.2.2 不同材料參數(shù)對Mg-0.8wt.%Y試樣模擬力學(xué)性能的影響
    4.3 不同晶粒中所啟動滑移系分析
        4.3.1 滑移跡線分析
        4.3.2 滑移切變量分析
        4.3.3 施密特因子分布
        4.3.4 2%應(yīng)變時的Mises應(yīng)力應(yīng)變分布
        4.3.5 滑移系切變量在變形過程中的變化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3813158