镁合金棒材扭转变形的孪晶机制

室温下对镁合金挤压棒材进行了最大扭转角分别为90°、180°和320°的扭转变形,依据扭转变形过程数值模拟结果,基于切应力作用下的等效施密特因子计算模型,结合扭转变形后晶粒取向的EBSD测试结果,对扭转过程中的拉伸孪晶启动机制进行了分析。结果表明:在大扭转角条件下,多数拉伸孪晶的启动遵循Schmid定律,一些Schmid因子值低的拉伸孪晶也启动。原始棒材中的晶粒c轴垂直于棒材轴向,而拉伸孪晶的启动使多数晶粒的c轴向转向平行于棒材轴向。晶粒中虽然启动较多孪晶带,但孪晶启动并没有改变扭转变形过程中应力应变曲线的硬化特征,扭转变形后棒材中仍保持为晶粒的基面平行于棒材轴向的织构特征。

AZ31镁合金棒材循环扭转变形及其对力学性能的影响

在室温条件下,对AZ31镁合金挤压棒材进行循环扭转变形,测试了扭转变形过程的力学性能以及变形后的微观组织和织构特征,并对扭转变形对镁合金棒材的力学性能影响进行了分析。结果表明:镁合金棒材在循环扭转过程中得到了严格对称的应力-应变滞回线,并且随着循环周期的增加,由于加工硬化和内部微裂纹扩展的共同影响,应力-应变滞回线上的应力峰值呈现先增加后减小的特征。在最大扭转角分别为60°和90°条件下,应力峰值出现在第四周期。镁合金棒材扭转变形后的晶粒中出现大量的拉伸孪晶带,孪晶启动使晶粒的 C 轴转向棒材轴线方向。镁合金棒材扭转变形后的力学性能测试结果显示,循环扭转变形明显提高了镁合金棒材压缩变形的屈服强度,其值由扭转前的约100MPa最大提高至约200MPa。

AZ31镁合金棒材减径挤压规律宏微观耦合研究

通过合理调节动态再结晶机制,改善AZ31镁合金棒材减径挤压工艺过程中表层微观组织、细化晶粒,对提高棒材质量有着重要作用。采用有限元数值模拟、理论分析和试验研究相结合的方法,获得了减径比λ=4时,规格为Φ=40 mm的AZ31镁合金棒材减径挤压过程中挤压力的变化曲线,动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸沿棒材径向的分布规律。结果表明,平均晶粒尺寸沿棒材径向由内向外不断减小,表层晶粒尺寸约为30μm。

AZ31镁合金棒材在不同温度下拉伸和压缩变形机制分析

AZ31镁合金挤压棒材在室温、100℃、170℃、230℃和300℃条件下分别进行拉伸和压缩变形,测得了上述变形过程中的力学性能,分析了变形后的组织和织构变化。分析结果表明,由于镁合金挤压棒材存在典型的丝织构,影响了拉伸孪晶的启动,使镁合金棒材呈现明显的拉压非对称性,而当变形温度达到300℃时应力应变曲线不存在明显的拉压非对称性;拉伸变形温度达到170℃时已有动态再结晶发生,而当拉伸变形温度达到230℃时微观组织主要由再结晶晶粒组成,压缩变形温度达到300℃时发生动态再结晶;拉伸变形后仍为丝织构,但形成新的{10110}⊥ED柱面织构,压缩变形后形成{0001}⊥ED的基面织构,压缩变形中的动态再结晶使晶粒取向发生明显变化。

径向锻造工艺参数对Mg-8Al-0.6Zn-0.3V镁合金棒材性能的影响

采用不同的径向压下率和轴向送进速度对汽车用Mg-8Al-0.6Zn-0.3V新型镁合金棒材试样进行了径向锻造试验,并进行了力学性能的测试与分析。结果表明:随径向压下率和轴向送进速度的增加,试样的抗拉强度和屈服强度先增大后减小,断后伸长率先减小再增大。在400 mm/min轴向送进速度和10%径向压下率下试样的抗拉强度和屈服强度最大,断后伸长率最小。Mg-8Al-0.6Zn-0.3V镁合金径向锻造工艺参数优选为:10%径向压下率、400 mm/min轴向送进速度。

模具锥角对AZ31镁合金棒材热减径挤压的影响规律

模具锥角α是影响镁合金型材热减径挤压动态再结晶行为的重要参数之一,通过建立AZ31镁合金棒材热减径挤压工艺动态再结晶预测模型,并针对模拟结果进行了挤压实验,对模具锥角α的影响规律进行了研究。结果表明:晶粒尺寸沿径向由中心向表层逐渐细化,沿轴向呈带状分布;随模具锥角α的增大,型材表层金属晶粒尺寸细化程度不断加剧;当模具锥角α从50°过渡到90°时,挤压型材表层金属平均晶粒尺寸细化程度提升25%,实验与模拟结果吻合良好。

AZ31镁合金棒材循环扭转过程中的力学性能和织构变化

对AZ31镁合金挤压棒材在循环扭转变形过程中的力学性能和织构演化进行了研究。循环扭转变形分别在298,373,443,503和573 K下进行。镁合金循环变形的力学性能测试结果表明,循环扭转变形过程的应力应变滞回线呈现严格的对称性,意味着微观变形模式以滑移为主。变形过程的热效应使应力应变曲线中的峰值应力随着周期数的增加而降低。变形过程中柱面滑移系启动使晶粒取向发生改变,由变形前的{11■0}⊥ED织构转变为变形后的{10■0}⊥ED织构,变形过程中拉伸孪晶启动使晶粒取向产生两种变化。