本文關(guān)鍵詞：高應(yīng)變速率下鎂合金變形機(jī)制及失效行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金是目前廣泛應(yīng)用的工程領(lǐng)域中最輕的金屬材料。目前對于鎂合金的研究一般只局限于靜態(tài)或者常溫加載條件，而對其在高溫高應(yīng)變率下力學(xué)性能的研究還較少，但在實(shí)際應(yīng)用中，材料可能在不同溫度下受到?jīng)_擊載荷作用，因此不同溫度下高應(yīng)變率(103s-1)對其力學(xué)性能的影響就顯得尤為重要。本文采用分離式Hopkinson壓桿和Hopkinson拉桿來研究鎂合金的動態(tài)力學(xué)性能，以此來分析鎂合金的高速變形機(jī)制和失效行為。 本文采用分離式Hopkinson壓桿和分離式Hopkinson拉桿分別對真空壓鑄AM60B進(jìn)行了不同溫度下的動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，對AZ31焊接接頭（包括TIG焊接接頭和FSW焊接接頭）進(jìn)行了動態(tài)壓縮和拉伸實(shí)驗(yàn)，測試的應(yīng)變速率范圍大約在900s-1~4500s-1之間。采用掃描電鏡（SEM）和金相顯微鏡（OM）分析了測試后的試樣的組織以及斷口形貌，討論了它們在不同溫度不同應(yīng)變速率下的微觀變形機(jī)制、應(yīng)變速率敏感性及斷裂機(jī)制，并使用Johnson-Cook本構(gòu)方程對真空壓鑄AM60B的動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬。 實(shí)驗(yàn)表明：（1）對于真空壓鑄AM60B鎂合金，在所測試的應(yīng)變率范圍內(nèi)，隨著應(yīng)變率的提高，應(yīng)力--應(yīng)變曲線均呈現(xiàn)上升趨勢，且最大應(yīng)變也隨之增加，表現(xiàn)出正應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)；在150℃時真空壓鑄AM60B鎂合金變形能力最好，50℃時斷裂強(qiáng)度最高；真空壓鑄AM60B鎂合金在高溫及高應(yīng)變率下的斷裂方式為以解理斷裂為主并伴有韌性斷裂的混合斷裂方式；當(dāng)變形溫度低于150℃時，真空壓鑄AM60B鎂合金在高應(yīng)變率壓縮下的變形機(jī)制主要是滑移；建立了真空壓鑄AM60B的Johnson-Cook本構(gòu)方程，并且使用模型得到的預(yù)測曲線與實(shí)際曲線符合較好。 （2）對于AZ31鎂合金兩種焊接接頭，在動態(tài)壓縮過程中，隨著應(yīng)變速率的增大，合金的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化不大，說明AZ31鎂合金兩種焊接接頭對應(yīng)變速率的敏感性比較��；在高應(yīng)變速率下FSW焊接接頭的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)于TIG焊接接頭；AZ31鎂合金焊接接頭在高應(yīng)變速率下的斷裂方式均為解理斷裂，但相對于TIG焊接接頭，F(xiàn)SW焊接接頭更加平整光滑；AZ31鎂合金兩種焊接接頭的顯微組織對應(yīng)變率不敏感，并且在高應(yīng)變率壓縮下的變形方式相同，主要為滑移。在動態(tài)拉伸過程中，在相近應(yīng)變率下，F(xiàn)SW焊接接頭的力學(xué)性能要好于TIG焊接接頭，并且在高應(yīng)變率下的斷裂機(jī)制為韌脆混合斷裂機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 分離式霍普金森桿 高應(yīng)變速率 變形機(jī)制 失效機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG146.22;TG407
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 鎂及其合金的特點(diǎn)11-12
• 1.1.1 鎂的基本性質(zhì)及特點(diǎn)11-12
• 1.2 鎂合金的應(yīng)用12-14
• 1.3 材料動態(tài)力學(xué)性能測試技術(shù)14-15
• 1.4 鎂合金的動態(tài)力學(xué)行為及研究現(xiàn)狀15-21
• 1.4.1 鎂合金在高應(yīng)變率下的變形機(jī)制15-17
• 1.4.2 鎂合金在高應(yīng)變率下的斷裂機(jī)制17-18
• 1.4.3 鎂合金的高溫動態(tài)性能18-19
• 1.4.4 鎂合金在高應(yīng)變率下的本構(gòu)關(guān)系19-21
• 1.5 本課題的意義及內(nèi)容21-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)原理、材料及方法23-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及原理23-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)原理簡介24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料25-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法26-30
• 2.3.1 試樣尺寸26-27
• 2.3.2 試樣制備27
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)及數(shù)據(jù)處理27-29
• 2.3.4 微觀組織分析29-30
• 第三章 高應(yīng)變率下 AZ31 鎂合金焊接接頭動態(tài)力學(xué)性能30-41
• 3.1 AZ31 鎂合金的性能特點(diǎn)30
• 3.2 AZ31 鎂合金焊接接頭的動態(tài)壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為30-37
• 3.2.1 高應(yīng)變率下不同焊接接頭動態(tài)壓縮變形行為30-32
• 3.2.2 AZ31 鎂合金焊接接頭掃描斷口分析32-34
• 3.2.3 AZ31 鎂合金焊接接頭金相顯微組織分析34-37
• 3.3 AZ31 鎂合金焊接接頭的動態(tài)拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為37-41
• 3.3.1 高應(yīng)變率下不同焊接接頭動態(tài)拉伸變形行為37-39
• 3.2.2 高速沖擊拉伸下不同焊接接頭的斷裂行為39-41
• 第四章 高溫高應(yīng)變率下 AM60B 鎂合金力學(xué)性能及失效行為41-53
• 4.1 AM60B 鎂合金的性能特點(diǎn)41
• 4.2 高溫高應(yīng)變率下真空壓鑄 AM60B 的應(yīng)力—應(yīng)變行為41-43
• 4.3 真空壓鑄 AM60B 掃描斷口分析43-45
• 4.4 真空壓鑄 AM60B 的顯微組織分析45-48
• 4.5 真空壓鑄 AM60B 的本構(gòu)關(guān)系48-53
• 4.5.1 鎂合金動態(tài)本構(gòu)關(guān)系及相關(guān)模型簡介48-49
• 4.5.2 真空壓鑄 AM60B 的 Johnson-Cook 本構(gòu)方程49-53
• 第五章 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 在學(xué)研究成果57-58
• 致謝58

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：379710