镁合金温变形过程中的孪生及孪晶交叉

对AZ31镁合金在3种温度(523,573和673 K)下进行了单向压缩变形.在523 K,当真应变ε达到0.22时真应力-真应变曲线出现尖锐的应力峰值,在应力峰值之前先后经历了缓慢加工硬化(0.02≤ε<0.06)和急剧加工硬化(0.06≤ε<0.22)2个阶段.利用SEM/EBSD技术分析了这2个阶段对应的显微组织.结果表明,在缓慢加工硬化阶段(ε=0.03),仅有少量孪晶出现;在急剧加工硬化阶段(ε=0.06),产生了大量{1012}孪晶,孪晶间的相互交叉导致材料产生急剧加工硬化.AZ31镁合金{1012}孪晶间交叉有5种可能存在的形式,孪晶的形成和交叉与压缩应力方向有密切关系.在基体应力方向分别为近似〈1120〉和〈1010〉方向时确认了(1012)(0112)和(1012)-(0112)2种交叉形式.

AZ31镁合金晶粒大小对变形孪晶形核与长大影响的统计分析

为了揭示晶粒大小与孪晶形核数量、孪晶厚度以及孪晶交叉等微观结构的相关性,开展了应变量分别为1%、3%、5%、7%和10%的挤压态镁合金AZ31压缩加载试验研究及其微结构统计分析。力学试验结果表明,孪生变形使压缩应力-应变曲线呈现出明显的S形特征。微观结构统计分析表明,晶粒大小、孪晶厚度等微观结构分布基本符合高斯概率分布特征;晶粒大小对孪晶长大的影响较小;孪晶形核数随着应变的增加而增加,且在不同应变量下,孪晶形核数随晶粒大小的增加也出现递增现象,但不存在绝对的对应关系;然而晶粒单位面积的形核数随晶粒面积的增加而呈现递减现象;大晶粒相对容易发生孪晶交叉现象,且孪晶交叉的出现在一定程度上阻碍了孪晶的长大。

单轴拉伸与压缩加载下AZ31镁合金单晶的各向异性塑性行为(英文)

为研究HCP结构单晶在塑性变形中的变形孪晶和塑性各向异性,采用基于晶体塑性本构理论的有限单元法,建立包含滑移与孪生变形机制的晶体塑性本构关系,发展了以应力作为自变量的牛顿-拉普森迭代方法,通过已有文献的试验数据验证模型的有效性,并利用此模型模拟AZ31单晶体在4种(即沿〈2110〉,〈0110〉,〈0001〉和〈0111〉方向)拉伸与压缩变形路径下的塑性变形行为,并获得了相应加载路径下的应力-应变关系曲线。数值计算结果表明,在不同加载路径下该模型可用于预测滑移系或孪生系的活动情况,以及描述孪生变体的活动数量、主要孪生变体和孪生交叉类型。由于机械孪晶具有的极性性质及其在材料非弹性变形中的重要作用,单晶材料表现出显著的各向异性与非对称性。