Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金是新開發(fā)的超高強(qiáng)韌鎂合金。在變形溫度350～500℃、應(yīng)變速率0.001～1 s-1的條件下進(jìn)行了高強(qiáng)度鎂合金Mg-10Gd-4Y-1.5Zn-0.5Zr（GWZ1042）的等溫?zé)釅嚎s實(shí)驗(yàn),獲得了不同變形條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線�；趧討B(tài)材料模型和Murty失穩(wěn)判據(jù),利用MATLAB軟件建立了可描述材料加工性的三維加工圖。結(jié)果表明,應(yīng)變速率越小,溫度越高,材料的功率耗散系數(shù)越大,可加工性越好;溫度越低、應(yīng)變速率和應(yīng)變量越大,材料越容易發(fā)生流動失穩(wěn)�；诩庸D的熱加工窗口和失穩(wěn)區(qū)并結(jié)合微觀組織和缺陷分析確定,GWZ1042合金最佳成形區(qū)間為:變形溫度430～500℃,應(yīng)變速率0.001～0.05 s-1。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

鎂合金GWZ1042在不同應(yīng)變速率下等溫壓縮的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線

參數(shù)η從本質(zhì)上描述了加工件在施加的溫度和應(yīng)變速率范圍內(nèi)的微觀變形機(jī)制。從上述應(yīng)力應(yīng)變曲線中可以獲得不同應(yīng)變條件下，恒定溫度和恒定應(yīng)變速率的流動應(yīng)力值，從而計(jì)算功率耗散系數(shù)。隨后以溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)變?yōu)槿S坐標(biāo)軸，利用MATLAB軟件，采用云圖方式繪制三維功率耗散圖，如圖2所示。由圖2可知，功率耗散系數(shù)隨應(yīng)變、溫度和應(yīng)變速率的變化而改變，說明三個(gè)參數(shù)對功率耗散系數(shù)都有很大的影響。功率耗散系數(shù)隨熱加工參數(shù)的變化趨勢為：隨著溫度的升高或應(yīng)變速率的降低，功率耗散系數(shù)升高。高的功率耗散系數(shù)主要集中在高溫低應(yīng)變速率區(qū)。功率耗散系數(shù)越大，即外部輸入的能量用于組織演變的比例越大，這樣的區(qū)域最利于塑性變形，材料的可加工性也越好[11]。此外，可以發(fā)現(xiàn)材料在溫度為350℃、應(yīng)變速率為1s-1時(shí)，功率耗散系數(shù)為最小值，可加工性最差；在溫度為500℃、應(yīng)變速率為0.001s-1時(shí)，功率耗散系數(shù)達(dá)到最大值，可加工性最好。由三維功率耗散圖獲得的GWZ1042合金優(yōu)化的熱加工窗口為：溫度為430～500℃、應(yīng)變速率為0.001～0.05s-1的區(qū)域。

GWZ1042合金的三維流動失穩(wěn)圖如圖3所示，圖中深色表示安全區(qū)，淺色表示失穩(wěn)區(qū)。失穩(wěn)區(qū)會出現(xiàn)流動失穩(wěn)，這是成形過程中應(yīng)該避免的區(qū)域。由圖3可以發(fā)現(xiàn)，在低溫350～400℃區(qū)間、高應(yīng)變速率0.06～1 s-1區(qū)間下材料發(fā)生了流動失穩(wěn)，其他低溫低速率區(qū)間、高溫低速率區(qū)間或是高溫高速率區(qū)間材料都未發(fā)生流動失穩(wěn)。這表明溫度越低、應(yīng)變速率越高，材料越容易發(fā)生流動失穩(wěn)。此外，可以發(fā)現(xiàn)材料在應(yīng)變量小于0.25時(shí)，所有的區(qū)間都未發(fā)生流動失穩(wěn)。當(dāng)應(yīng)變量增加到0.5時(shí)，流動失穩(wěn)區(qū)較小。材料在應(yīng)變量為0.75和1.0下的失穩(wěn)區(qū)都明顯大于應(yīng)變量為0.5下的失穩(wěn)區(qū)，且失穩(wěn)區(qū)都集中在低溫高應(yīng)變速率區(qū)間。這表明在低溫、高應(yīng)變速率及大應(yīng)變量的條件下，材料更容易發(fā)生流動失穩(wěn)。

【參考文獻(xiàn)】：
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