AZ31镁合金高温蠕变及超塑性研究

摘要

挤压态AZ31镁合金是具有良好应用前景的变形镁合金。本文首次全面系统地研究了该合金的高温蠕变性能，深入分析了此合金的高温蠕变机理。结果表明：420℃以上，较小应力时，AZ31镁合金的蠕变为Coble蠕变，其应力指数为n=1：温度在320℃-480℃范围，应力较大时，蠕变与Takeuchi和Argon蠕变模型比较符合，其应力指数为n≈2.7。并且计算了AZ31镁合金由n=1的蠕变向n=2.7的蠕变转变的临界应力σ<,p>，该应力与派-纳力τ<,p>有关，其关系约为σ<,p>=(2-3)τ<,p>。计算了AZ31镁合金蠕变断裂的Monkman-Grant常数(该常数为0.32)，并结合高温蠕变失效断口的SEM分析，证明了AZ31镁合金的高温蠕变断裂为晶间断裂。 超塑性是进一步提高AZ31镁合金塑性加工能力的重要途径。本文试验研究了AZ31镁合金在不同变形条件下的超塑性性能，结果表明：当温度达到390℃，且应变速率控制在一定范围内时，AZ31镁合金具有明显的超塑性特征。分析了超塑性应变速率敏感系数与温度的关系，表明，在一定温度范围内，随着温度升高，应变速率敏感系数增加，.AZ31镁合金的超塑性延伸率提高。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1镁合金的发展及应用概况

1.2镁合金的超塑性研究进展

1.2.1镁合金的塑性加工能力与超塑性

1.2.2超塑性变形理论的研究进展

1.3高温蠕变机理的研究现状

1.3.1高温蠕变现象的描述

1.3.2稳态蠕变速率及其本构方程

1.3.3高温蠕变变形机制图

1.4选题的意义及本文主要研究内容

第二章挤压态AZ31镁合金高温蠕变性能的试验研究

2.1引言

2.2试验研究方法及试验过程

2.2.1 AZ31镁合金的化学成分及组织分析

2.2.2 AZ31镁合金高温蠕变试验

2.3试验结果及分析讨论

2.3.1典型蠕变曲线分析

2.3.2温度对AZ31镁合金蠕变过程的影响

2.3.3应力对AZ31镁合金蠕变过程的影响

2.4本章小节

第三章AZ31镁合金高温蠕变机理的研究

3.1引言

3.2研究方法及试验过程

3.3试验结果

3.3.1温度在320℃-480℃范围，应力对AZ31镁合金稳态蠕变速率的影响

3.3.2温度对AZ31镁合金高温蠕变激活能的影响

3.3.3 AZ31镁合金高温蠕变Monkman-Grant常数

3.4 AZ31镁合金高温蠕变机理探讨

3.4.1高温(＞420℃)、低应力下，AZ31镁合金的蠕变机理

3.4.2低温(320℃)、低应力(＜7.82MPa)下，AZ31镁合金的蠕变机理

3.4.3高应力(＞7.82MPa)下，AZ31镁合金的蠕变机理

3.4.5高温(＞420℃)下AZ31镁合金由n=1的蠕变向n=2.7的蠕变转变的临界应力

3.4.6 AZ31镁合金高温蠕变断裂的SEM形貌分析

3.5本章小结

第四章AZ31镁合金超塑性研究

4.1引言

4.2试验研究方法及试验过程

4.2.1试样的制备

4.2.2超塑性试验设备

4.2.3试验过程

4.3试验结果

4.3.1应变速率对应力-应变曲线及延伸率的影响

4.3.2温度对应力-应变曲线及延伸率的影响

4.3.3温度及应变速率对流变应力的影响

4.3.4应变速率敏感系数m

4.4 AZ31镁合金超塑性机理的探讨

4.5本章小结

第五章结论

参考文献

致谢