锻造条件对镁合金动态再结晶及孪生行为的影响

摘要

镁合金是目前金属结构材料当中最轻的金属,具有较高的比强度,较高的阻尼性能,在航空航天、汽车和各种消费类电子产品上具有广泛的应用前景。然而由于镁合金塑性加工特别是冷塑性成型性较差等原因的影响导致其应用受到一定限制。
　　尽管目前仍有90％的镁合金构件是铸造而成,但是锻造镁合金以其晶粒细化、组织均匀、各种缺陷较少等优点开始越来越受到企业和研究者的重视。通过组合多组热变形条件,借助Thermec-master-Z热压缩模拟机以及EBSD取向角分析技术等手段,来开展AZ31镁合金挤出棒材在热塑性变形过程中组织和织构的变化机理方面的研究,重点分析了微观组织和织构在不同热变形条件下如何变化以及变化的机理。此外,本文对镁合金拉伸孪晶进行了重点的分析研究,特别详细的介绍了高温下不同应变速率对镁合金拉伸孪晶的影响,以及镁合金的拉伸孪晶在不同应变速率下对晶粒细化和织构变化的不同影响。
　　通过热压缩试验可以得到的一系列不同热变形条件下的应力-应变曲线,这些原始曲线通过摩擦补正和温度补正之后便用于绘制镁合金的塑性加工图,通过分析加工图来预测最佳热加工区域以及加工失稳区。此外通过材料的本构方程分析计算材料在各个应变条件下的激活能Q值,并绘制出Q值分布的等高线图。
　　最后借助数值模拟的方法分析了在热变形过程中由于摩擦引起的变形不均匀以及发热的影响,并指出最能反映样品变形条件的最佳观测点。之后通过组织观察验证了由于变形不均匀所引起的组织不均和织构不均匀。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 镁合金的塑性变形

1.3 锻造条件对镁合金的组织及织构的影响

1.4 课题的研究内容与意义

2 挤出AZ31镁合金的加工图绘制

2.1 基于动态材料模型的加工图理论基础

2.2 实验方法

2.3 实验结果

2.4 热变形激活能

2.5 加工图的绘制及分析

2.6 本章小结

3 锻造条件对AZ31镁合金微观组织结构的影响

3.1 锻造条件对镁合金动态再结晶的影响

3.2 锻造条件对镁合金织构演化的影响

3.3 本章小结

4 高低应变速率对镁合金孪生变形的影响

4.1 镁合金孪晶的特征

4.2 初期组织以及变形曲线

4.3 高应变速率变形过程中孪晶的特征

4.4 低应变速率变形过程中孪晶的特征

4.5 高低应变速率下的不同孪生行为

4.6 高温低应变速率下的拉伸孪晶的收缩

4.7 本章小结

5 由于摩擦和发热引起的样品变形不均匀的研究

5.1 实验方法

5.2 Deform-3D数值模拟

5.3 初始微观组织以及变形特征

5.4 微观组织不均匀化

5.6 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附 录 攻读硕士学位期间发表的论文目录