本文選題：變形鎂合金　切入點：多面軋制　出處：《南京理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)的材料,已大量運用于交通運輸、航空航天領(lǐng)域。特別是變形鎂合金,由于其極高的比強度和優(yōu)良的韌性,必然成為下一代新型鎂合金的發(fā)展重點。通過對變形鎂合金的擠壓、軋制、ECAP (Equal Channel Angular Pressing)、鍛造等加工工藝,可以細化晶粒,明顯提高材料的綜合力學(xué)性能。但鎂合金作為結(jié)構(gòu)件,必然會受到循環(huán)應(yīng)力/應(yīng)變的作用,為了保證材料的安全,必須對鎂合金的低周疲勞性能進行研究,從而揭示其疲勞損傷規(guī)律和失效機理。本文對常規(guī)擠壓AZ31鎂合金進行多面循環(huán)軋制、ECAP及深冷處理,對粗晶銅進行ECAP及深冷處理,通過靜態(tài)力學(xué)實驗、低周疲勞實驗、斷口形貌觀察等手段,研究材料內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)(晶粒度、織構(gòu)、第二相等)、變形機制對鎂合金低周疲勞性能的影響。并對AZ80鎂合金合金進行固溶與時效等處理,比較兩種材料在低周疲勞下不同的棘輪行為,得出以下結(jié)果：(1)AZ31擠壓態(tài)鎂合金經(jīng)過多面循環(huán)軋制后,力學(xué)強度明顯提高,并產(chǎn)生一定數(shù)量的孿晶,使基面織構(gòu)弱化。疲勞過程中,相較擠壓態(tài),有更多滑移系開動,孿生-退孿生現(xiàn)象有所減弱,但仍表現(xiàn)出循環(huán)硬化行為,疲勞壽命明顯高于初始擠壓態(tài)AZ31鎂合金。(2) ECAP與ECAP深冷處理的鎂合金樣品,相較初始擠壓態(tài),晶粒明顯細化,深冷處理后晶粒更加細小,硬度值更高,材料均顯現(xiàn)明顯的循環(huán)硬化行為。在應(yīng)力幅小于0.6%的低周疲勞實驗中,深冷處理的疲勞壽命明顯提高。在應(yīng)力幅高于0.8%的低周疲勞實驗中,深冷處理樣品的拉伸平均應(yīng)力明顯提高,疲勞壽命降低。(3) ECAP與ECAP深冷處理的粗晶銅,晶粒細化顯著,低周疲勞均呈現(xiàn)循環(huán)軟化顯現(xiàn)。深冷處理的疲勞斷口的疲勞條帶間距更小,展現(xiàn)更高的疲勞壽命。(4)AZ80時效后析出第二相能提高時效樣品的力學(xué)強度,同時降低了材料的拉壓不對稱性。在棘輪實驗中,固溶樣品展現(xiàn)出循環(huán)硬化的棘輪行為,而時效樣品展現(xiàn)出一定循環(huán)軟化的棘輪行為,棘輪應(yīng)力門檻值明顯提高。
[Abstract]:Magnesium alloy, as the lightest metal structure material, has been widely used in the fields of transportation, aerospace, especially wrought magnesium alloy, because of its high specific strength and excellent toughness. By extruding wrought magnesium alloy, rolling equal Channel Angular pressing, forging and so on, the grain can be refined and the comprehensive mechanical properties of the material can be improved obviously. In order to ensure the safety of materials, the low cycle fatigue properties of magnesium alloys must be studied. In order to reveal the fatigue damage law and failure mechanism, the conventional extruded AZ31 magnesium alloy was subjected to multi-surface cyclic rolling and cryogenic treatment, ECAP and cryogenic treatment to coarse copper, and low cycle fatigue test through static mechanical experiment. The effect of microstructure (grain size, texture, second equality, deformation mechanism) on low cycle fatigue properties of AZ80 magnesium alloy was studied by means of fracture morphology observation. The different ratchet behavior of the two materials under low cycle fatigue is compared. The following results are obtained: the mechanical strength of the extruded magnesium alloy is obviously increased after multi-plane cyclic rolling, and a certain number of twins are produced, which weakens the basic surface texture. Compared with extruded state, there are more slip systems moving, twinning and twinning are weakened, but still show cyclic hardening behavior, and the fatigue life is obviously higher than that of the initial extruded AZ31 magnesium alloy. 2) ECAP and ECAP cryogenic treatment magnesium alloy samples, the fatigue life is obviously higher than that of the initial extruded AZ31 magnesium alloy. Compared with the initial extrusion state, the grain size was finer, the hardness value was higher, and the cyclic hardening behavior was obvious. In the low cycle fatigue test, the stress amplitude was less than 0.6%. The fatigue life of cryogenic treatment was obviously increased. In the low cycle fatigue experiment with stress amplitude higher than 0.8%, the average tensile stress of cryogenic samples was obviously increased, and the fatigue life was decreased. 3) the coarse grain size of copper treated by ECAP and ECAP cryogenic treatment was obviously refined. The fatigue band spacing of fatigue fracture treated by cryogenic treatment is smaller, showing that the second phase precipitated after aging can improve the mechanical strength of the aging sample, and the fatigue life is higher than that of AZ80, and the fatigue band spacing of the fatigue fracture surface after cryogenic treatment is smaller, showing that the second phase precipitated after aging can improve the mechanical strength of the aging sample. At the same time, the asymmetry of tension and compression was reduced. In ratcheting experiment, the ratchet behavior of the solution sample showed cyclic hardening, while the ratcheting behavior of the aging sample showed a certain cyclic softening behavior, and the ratchet stress threshold increased obviously.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22;TG146.11

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