AZ31镁合金热变形力学行为和动态再结晶的研究

论文题目: AZ31镁合金热变形力学行为和动态再结晶的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工

作者: 赵国丹

导师: 黄光杰

关键词: 镁合金,热变形,动态再结晶,加工应变速率,临界应变,第二相粒子

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 利用等温压缩试验方法,研究了AZ31镁合金在应变速率为0.001～10s-1,变形温度为200℃-500℃的条件下的热变形行为。应力-应变曲线出现峰值,峰值后随应变增加流变应力下降至一个稳定值,该稳定值随温度上升和应变速率的降低而降低.通过应力-应变曲线分析了变形参数对流变应力的影响,并得出以幂指数关系描述温度和应变速率对应力的影响比较准确。通过计算得出AZ31镁合金的激活能为138.13kJ/mol。从流变应力曲线和金相图可以得到在该试验条件下发生了动态再结晶。本课题中,用来描述动态再结晶的临界应变是通过流变曲线和金相图来确定的。AZ31获得的数据显示临界应变与峰值应变的比值在0.4-0.6的范围内。通过详细分析显微组织的变化来研究动态再结晶机制,同时研究孪晶和第二相粒子对再结晶机制的影响。AZ31镁合金在200℃～400℃温度范围内压缩变形时,在低温低应变速率条件下,发现了合金稳定的不均匀变形组织——“项链”状组织,这种“项链”状组织随温度的上升逐渐消失,组织趋于均匀。形成这种组织的原因是在低温低应变速率下,非基面滑移系没有充分开动。孪生和滑移是AZ31镁合金高温变形的主要变形机制。变形温度小于350℃时,孪生在塑性变形中起着重要的作用,随着温度降低和应变速率升高,孪生的比重增大,并为动态再结晶提供了形核条件。AZ31镁合金在热变形条件下发生了粒子促进动态再结晶形核,并伴随着Mg17Al12相粒子的破碎。Mg17Al12粒子在350℃左右溶入基体,而(Al,Mn)粒子在至少高于400℃的温度下对粒子促进形核过程产生影响。这意味着可以通过以获得第二相粒子合理分布为目的的合金设计来提高变形镁合金的成形性能。提出了根据材料热变形的σ–ε数据确定动态再结晶分数的新方法,建立了εm同变形工艺参数间的关系模型。在此基础上,构造了一种新的动态再结晶动力学模型,并运用此模型研究了AZ31镁合金动态再结晶动力学具体表达式。根据再结晶形核长大的动力学基本特点,采用应变诱发晶界迁移理论,建立了材料动态再结晶晶粒直径d同Z参数间的关系模型。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 镁及镁合金概述

1.3 镁及镁合金的塑性变形特点

1.3.1 镁合金的滑移变形

1.3.2 镁合金的孪生变形

1.4 变形镁合金的研究现状

1.5 材料热变形力学行为和动态再结晶概况

1.5.1 材料高温力学行为

1.5.2 材料的动态再结晶行为

1.6 本课题研究的内容、意义

2 试验材料及试验方法

2.1 试验材料制备

2.2 AZ31 镁合金高温压缩试验

2.3 显微组织观察

2.3.1 金相组织观察试验

2.3.2 扫描电镜分析

2.4 数据处理

3 AZ31 镁合金热变形力学行为的研究

3.1 应力－应变曲线的分析

3.2 变形参数对流变应力的影响

4 AZ31 镁合金的动态再结晶的研究

4.1 AZ31 镁合金热变形时动态再结晶临界值的确定

4.2 孪生和第二相粒子对AZ31 镁合金动态再结晶的影响

4.2.1 孪生对AZ31 镁合金动态再结晶的影响

4.2.2 第二相粒子对AZ31 镁合金动态再结晶的影响

4.3 AZ31 镁合金的动态再结晶模型

4.3.1 动态再结晶动力学模型

4.3.2 动态再结晶晶粒尺寸模型

5 结论

致谢

参考文献

附录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

参考文献

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