本文關(guān)鍵詞：Mg-3Nd-1Zn合金鋸齒流變行為及其機(jī)理研究

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【摘要】：鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”,具有高效節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、軍工等領(lǐng)域都具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。但鎂合金的加工成型性能低,阻礙工業(yè)化生產(chǎn)及推廣,嚴(yán)重制約其廣泛應(yīng)用。許多鎂合金在一定的溫度應(yīng)變速率范圍內(nèi)尤其是中溫塑性變形時(shí)容易出現(xiàn)一種流變失穩(wěn)現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上出現(xiàn)鋸齒狀的波動(dòng),即鋸齒流變行為,并且使合金的延伸率降低。本文選用Mg-3Nd-1Zn(NZ31)耐熱鎂合金為研究對象,利用金相技術(shù)、掃描電鏡以及透射電鏡和力學(xué)性能試驗(yàn)表征了其在不同加載條件及環(huán)境溫度變形時(shí)的組織演變和力學(xué)性能,分析了變形溫度及速率、析出相尺寸及分布對鋸齒流變的類型及臨界應(yīng)變的影響。研究了不同溫度及應(yīng)變速率對固溶處理態(tài)NZ31鎂合金鋸齒流變類型的影響。結(jié)果表明:鋸齒流變行為出現(xiàn)在150℃~300℃及1′10-4~1′10-2s-1的溫度及應(yīng)變速率范圍內(nèi)。隨著溫度的升高或應(yīng)變速率的降低,鋸齒流變類型由A型轉(zhuǎn)變?yōu)锽型最后轉(zhuǎn)變?yōu)镃型。在這個(gè)過程中,溫度的變化影響溶質(zhì)原子擴(kuò)散速率,應(yīng)變速率的變化主要影響位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速率。溫度的增加或應(yīng)變速率的降低可以增加溶質(zhì)原子對位錯(cuò)的釘扎能力,從而使鋸齒類型從A型轉(zhuǎn)變成B型。但溫度過高時(shí)或應(yīng)變速率過低時(shí),釘扎能力太強(qiáng)也會(huì)表現(xiàn)出對鋸齒流變行為的抑制作用,主要由于其抑制位錯(cuò)擺脫溶質(zhì)原子的過程(脫釘過程),從而使鋸齒類型從B型轉(zhuǎn)變成C型。研究了不同溫度及應(yīng)變速率對固溶處理態(tài)NZ31鎂合金鋸齒流變出現(xiàn)的臨界應(yīng)變的影響。結(jié)果表明:隨著溫度的升高或應(yīng)變速率的降低,鋸齒流變出現(xiàn)的臨界應(yīng)變先降低后增加(從正常臨界應(yīng)變行為到反常臨界應(yīng)變行為)并且對應(yīng)相應(yīng)的鋸齒類型。在這個(gè)過程中,鋸齒流變出現(xiàn)的臨界應(yīng)變由兩個(gè)因素控制。其中在低溫時(shí),釘扎的臨界應(yīng)變主導(dǎo)著鋸齒流變的出現(xiàn),并且其隨著溫度的增加而降低,鋸齒流變的開始伴隨著釘扎過程而產(chǎn)生A型或B型鋸齒。在高溫時(shí)脫釘?shù)呐R界應(yīng)力主導(dǎo)著鋸齒流變的出現(xiàn),并且其隨著溫度的增加而增加,鋸齒流變的開始伴隨著脫釘過程而產(chǎn)生的C型鋸齒。利用不同熱處理工藝,調(diào)控NZ31鎂合金的析出相尺寸及分布,研究了析出相及溶質(zhì)原子濃度對鋸齒流變行為的影響。結(jié)果表明:固溶處理后的NZ31合金在250℃到275℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行20min~30min短時(shí)間的高溫時(shí)效,基體中產(chǎn)生大量顆粒狀、BCT結(jié)構(gòu)的 b 相Mg Nd,且晶界附近的密度高于晶內(nèi),且對基體有顯著強(qiáng)化作用。NZ31合金中b’’相對鋸齒流變的影響主要表現(xiàn)在于:一方面析出相對位錯(cuò)的阻礙促進(jìn)溶質(zhì)原子向位錯(cuò)處偏聚,但也對位錯(cuò)擺脫溶質(zhì)原子產(chǎn)生抑制,使鋸齒流變行為中的應(yīng)力鋸齒形狀發(fā)生圓滑狀變化。另一方面析出相的產(chǎn)生會(huì)降低合金基體中的溶質(zhì)原子濃度,從而使鋸齒流變作用減弱。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 鋸齒流變 臨界應(yīng)變 組織 力學(xué)性能 析出相
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 鎂及鎂合金概述12-14
• 1.1.1 金屬鎂12-13
• 1.1.2 鎂合金的分類13-14
• 1.2 鎂合金的塑性變形理論14-16
• 1.3 鋸齒流變行為16-18
• 1.4 本研究的選題依據(jù)及研究內(nèi)容18-21
• 1.4.1 研究的目標(biāo)及意義18-19
• 1.4.2 本文的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 NZ31鎂合金鋸齒流變類型與變形條件的關(guān)系21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)過程21-22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論22-31
• 2.3.1 NZ31鎂合金在不同溫度及應(yīng)變速率下的拉伸行為22-24
• 2.3.2 NZ31鎂合金在拉伸前后的微觀組織及斷口形貌24-26
• 2.3.3 NZ31鎂合金鋸齒類型及其微觀機(jī)制26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 NZ31鎂合金鋸齒流變行為臨界應(yīng)變機(jī)制32-40
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過程33
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論33-38
• 3.3.1 NZ31鎂合金臨界應(yīng)變與溫度及應(yīng)變速率的關(guān)系33-35
• 3.3.2 釘扎的臨界應(yīng)變與溫度的關(guān)系35
• 3.3.3 脫釘?shù)呐R界應(yīng)力與溫度的關(guān)系35-36
• 3.3.4 鋸齒流變的臨界應(yīng)變及鋸齒類型隨溫度變化的機(jī)制36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 NZ31鎂合金析出相及其對鋸齒流變的影響40-57
• 4.1 引言40-41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程41-42
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論42-56
• 4.3.1 NZ31鎂合金高溫時(shí)效及其對力學(xué)性能的影響42-45
• 4.3.2 NZ31鎂合金高溫短時(shí)間時(shí)效的微觀組織45-47
• 4.3.3 NZ31鎂合金在高溫短時(shí)時(shí)效過程中的強(qiáng)化機(jī)制47-49
• 4.3.4 NZ31鎂合金常規(guī)時(shí)效后的力學(xué)性能和微觀組織49-51
• 4.3.5 NZ31鎂合金中析出相對鋸齒流變的影響51-53
• 4.3.6 NZ31鎂合金中溶質(zhì)原子濃度對鋸齒流變的影響53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果65-66
• 致謝66-67

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王文輝;Mg-3Nd-1Zn合金鋸齒流變行為及其機(jī)理研究[D];沈陽理工大學(xué);2016年

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本文編號：682156