本文關(guān)鍵詞：ZK60鎂合金塑性變形行為的實(shí)驗(yàn)與模擬研究　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本文選用具有強(qiáng)烈基面織構(gòu)的固溶態(tài)及時(shí)效態(tài)ZK60鎂合金板材,從不同方向?qū)Σ牧线M(jìn)行拉伸壓縮變形。利用金相實(shí)驗(yàn)、電子背散射衍射(EBSD)等實(shí)驗(yàn)手段對(duì)鎂合金的微觀組織進(jìn)行了表征。同時(shí)本文借助晶體塑性理論對(duì)材料變形的微觀機(jī)制進(jìn)行了模擬,重點(diǎn)研究了固溶及時(shí)效對(duì)材料變形的各向異性及拉壓不對(duì)稱性的影響,得到如下結(jié)論:①固溶態(tài)ZK60鎂合金在175℃進(jìn)行時(shí)效處理10h之后,材料的基面織構(gòu)得到了保留,但由于析出相的引入,材料沿不同方向變形的強(qiáng)度有著不同程度的提高。利用VPSC粘塑性自洽模型,可以完美擬合固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)鎂合金沿不同方向拉伸壓縮過程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。②當(dāng)沿軋板面RD方向進(jìn)行拉伸時(shí),固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)的主導(dǎo)變形機(jī)制為基面滑移和柱面滑移。利用VPSC模擬材料的r值,發(fā)現(xiàn)時(shí)效處理后,材料的平均r值下降,試樣沿厚度方向的變形能力得到了提高,其主要原因在于時(shí)效處理抑制了柱面滑移的啟動(dòng),但是卻促進(jìn)了基面滑移的啟動(dòng),因此會(huì)導(dǎo)致晶體產(chǎn)生不同程度的轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而影響到錐面c+a滑移在兩種狀態(tài)材料中的啟動(dòng)量。③ZK60鎂合金在不同方向變形的織構(gòu)演變差異主要來(lái)自于其微觀啟動(dòng)機(jī)制的不同,時(shí)效處理不改變材料的主導(dǎo)變形機(jī)制,因而固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)材料的織構(gòu)演變規(guī)律是相同的。但是,模擬結(jié)果表明時(shí)效處理會(huì)促進(jìn)壓縮孿晶以及二次壓縮孿晶的啟動(dòng),因而90°壓縮和0°壓縮樣的織構(gòu)產(chǎn)生了差異。④時(shí)效處理可以強(qiáng)化材料在屈服變形中各個(gè)主導(dǎo)變形機(jī)制,因而時(shí)效處理同時(shí)提高了材料拉伸和壓縮的屈服應(yīng)力。但是由于時(shí)效處理對(duì)不同主導(dǎo)變形機(jī)制的強(qiáng)化程度不一樣,故材料的拉壓不對(duì)稱性提高。⑤時(shí)效態(tài)ZK60材料在沿RD壓縮過程中,其主導(dǎo)變形機(jī)制為{10-12}拉伸孿生和基面滑移,時(shí)效處理雖然會(huì)提高孿晶的啟動(dòng)應(yīng)力,但是卻不會(huì)影響在塑性變形過程中孿晶的長(zhǎng)大。由于{10-12}拉伸孿生的臨界剪切應(yīng)力CRSS遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于啟動(dòng)柱面滑移所需要的CRSS,所以ZK60鎂合金在屈服過程中表現(xiàn)出來(lái)明顯的拉壓不對(duì)稱性。
[Abstract]:In this paper, a solid solution state ZK60 magnesium alloy plate with strong solid surface texture is used to stretch and compress the material from different directions. The microstructure of magnesium alloy was characterized by means of metallographic experiment, electron backscatter diffraction (EBSD) and other experimental methods. At the same time the crystal plasticity theory to simulate the micro mechanism of deformation of the material with the help of solid solution and aging on anisotropic material deformation and the effect of tension compression asymmetry. The conclusions are as follows: 1. After solid solution aging treatment of ZK60 magnesium alloy 10h at 175 DEG C, basal texture of materials has been reserved, but due to the introduction of the precipitates, the material deformation strength along different directions have different degrees of improvement. By using the VPSC viscoplastic self consistent model, the stress-strain curves of the solid and aging magnesium alloys in the compression process in different directions can be fitted perfectly. The dominant deformation mechanism of the solid solution and the aging state is the base slip and the cylindrical slip when the RD direction is stretched along the rolled plate. Using VPSC to simulate the R value of the material, it was found that the aging treatment, the average R values decreased, the deformation ability of specimens along the thickness direction has been improved, the main reason is that the aging treatment inhibited the prismatic slip start, but promote the basal slip start, thus causing crystal rotation in different degree, and to start the amount of c+a in the two cone slip state of the material in the. (3) the difference of texture evolution of ZK60 magnesium alloy in different directions is mainly due to the different starting mechanism. Aging treatment does not change the dominant deformation mechanism of the material, so the texture evolution law of solid solution and aging material is the same. However, the simulation results show that aging treatment will promote the initiation of compressive twinning and the two compression twinning. Therefore, the texture of 90 degree compression and 0 degree compression sample is different. 4. Aging treatment can strengthen the main deformation mechanism of the material in the yield deformation, so the aging treatment improves the yield stress of the tensile and compression of the material. However, due to the different strengthening degree of aging treatment on different dominant deformation mechanisms, the tensile and pressure asymmetry of the material is increased. The main deformation mechanism of aging ZK60 materials is RD tensile twinning and base slip. The aging treatment will improve the starting stress of twins, but it will not affect the growth of twins in plastic deformation process. Because the critical shear stress CRSS of {10-12} twinning is far lower than the CRSS required for starting cylinder slip, ZK60 magnesium alloy exhibits obvious tension compression asymmetry during yielding.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.22;TG166.4

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本文編號(hào)：1345206