AZ31B镁合金动态力学行为的研究
az31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为 金属所
az31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为金属所az31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为[序号一] 引言az31镁合金是一种常见的镁合金材料，具有低密度、高比强度和良好的抗腐蚀性能，因而在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
然而，在高温条件下，az31镁合金的力学性能容易发生变化，尤其是在高温拉伸过程中，动态再结晶行为对材料的性能具有重要影响。
[序号二] az31镁合金的高温拉伸性能及动态再结晶行为在高温拉伸过程中，az31镁合金的晶粒会出现较大程度的变形和织构演变，同时还会发生动态再结晶现象。
这种动态再结晶行为对材料的力学性能和微观组织特征都会产生显著影响。
研究表明，在高温拉伸条件下，az31镁合金的晶粒尺寸会发生显著变化，少量低角度晶界和次晶粒将会形成，这对材料的强度和塑性均产生重要影响。
[序号三] 动态再结晶行为对材料性能的影响动态再结晶行为对az31镁合金的力学性能产生的影响是复杂的。
动态再结晶有助于减轻材料的织构，提高材料的延展性和韧性；另动态再结晶还可能引起材料中局部组织特征的变化，降低其强度和耐磨性。
对az31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为进行深入研究，有助于更好地理解和控制该材料的力学性能。
[序号四] 我的观点和理解在我看来，az31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为是一个复杂而值得深入研究的课题。
通过对其动态再结晶行为进行深入了解，可以为其力学性能的调控和优化提供重要参考。
我相信随着科研水平的提高和技术手段的不断完善，对az31镁合金在高温拉伸中动态再结晶行为的研究将会取得更加丰硕的成果，为该材料在工程领域的应用带来更大的发展空间。
[序号五] 总结az31镁合金在高温拉伸中的动态再结晶行为是一个复杂而值得深入研究的课题。
了解其动态再结晶行为对于优化材料的力学性能具有重要意义，也有助于推动该材料在航空航天、汽车制造等领域的应用。
我对这一课题的研究充满信心，相信在不久的将来必将取得更加显著的成果。
AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈａｔｓｈａｐｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎ；ＡＺ３１Ｂｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ；６０６５ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ＪｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ；ＬＳＤＹＮＡｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｈｉｇｈｓｔｒａｉｎｒａｔｅ；ａｄｉａｂａｔｉｃｓｈｅａｒｂａｎｄ；ｓｔｒｅｓｓｃｏｌｌａｐｓｅ
第４０卷 第３期 ２０１８年 ５月
沈 阳 工 业 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ４０Ｎｏ３ Ｍａｙ２０１８
檪殏
檪檪檪檪檪檪檪殏 材料科学与工程
ｄｏｉ：１０．７６８８／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１６４６．２０１８．０３．０４
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ＡＺ３１Ｂ镁合金和 ６０６５铝合金动态压缩行为数值模拟
刘 正，张 峰，毛萍莉，王 峰
（沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 １１０８７０）
摘 要：为了研究帽状试样 ＡＺ３１Ｂ镁合金和 ６０６５铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与 应变演变规律，采用 ＪｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋ本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟，运用有限元软 件 ＡＮＳＹＳ／ＬＳＤＹＮＡ模拟了 ＡＺ３１Ｂ镁合金和 ６０６５铝合金帽状试样的动态变形过程．结果表明， 两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似，局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布．相 比 于 ＡＺ３１Ｂ镁合金，６０６５铝合金的塑性应变影响区域更为狭小，其应变和应变率硬化效果更强．６０６５ 铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点，因而易于绝热剪切带的形成． 关 键 词：帽状试样；ＡＺ３１Ｂ镁合金；６０６５铝合金；ＪｏｈｎｓｏｎＣｏｏｋ本构方程；ＬＳＤＹＮＡ数值模
AZ31B镁合金热压缩力学行为与本构方程建立
ｉ ． １ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｓ ｏ ｆ Ａ Ｚ ３ １ Ｂｍ ａ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ Ｆ ｓ － ｇ ｇ
２ ． １ 变形量对流变应力的影响 从图 １ 可 以 看 出 ， 流 动 应 力 随 变 形 量 变 化 的 规 律是 ： 随变形量 的 增 加 流 动 应 力 快 速 增 加 ， 达 到 峰 值后缓慢下降 ， 最 后 基 本 保 持 不 变 。 在 变 形 开 始 阶 段 ， 随着应变 增 加 ， 应 力 迅 速 上 升 ， 这 是 由 于 随 着 变形量的增加 ， 位 错 不 断 增 殖 ， 位 错 间 的 交 互 作 用 增大了位错运 动 的 阻 力 ， 加 工 硬 化 效 果 显 著 。 超 过 一定的变形量 后 ， 变 形 储 存 能 增 加 ， 产 生 回 复 与 再 结晶软化 ， 消除或改 变 了 变 形 过 程 中 产 生 的 变 形 织 构 。 当软化速率 和 硬 化 速 率 平 衡 时 ， 即 应 变 大 约 为 ． ２ 时 ， 图中 流 动 应 力 出 现 一 个 峰 值 。 在 流 动 应 力 ０ 达到峰值应力 之 前 ， 动 态 再 结 晶 已 经 开 始 发 生 ， 但 加工硬化仍占 主 导 地 位 ， 故 曲 线 仍 然 上 升 ， 但 斜 率 减小 。 当流动应力达到极大值后 ， 动态再结晶加快 ， 软化速率大于 硬 化 速 率 ， 流 动 应 力 开 始 下 降 。 应 变 在０ ． ４～０ ． ７ 之间时为相对稳定的阶段 ， 此时 ， 软化 速率和硬化速率 达 到 了 新 的 平 衡 ， 宏 观 上 流 动 应 力 基本保持不 变 。 当 加 热 温 度 为 ４ ４ ０ ℃，应 变 速 率 小 于０ ． ０ １ｓ 时 ， 材 料 出 现 稳 态 流 动 ， 流 动 应 力 不 随
AZ31B镁合金CMT焊接接头组织与力学性能
AZ31B镁合金CMT焊接接头组织与力学性能赵云峰;火巧英;腾东平;付宁宁【摘要】对厚度3 mm的挤压态AZ31B镁合金板材进行CMT对焊,焊接工艺参数为:直径1.6 mm WE-33M焊丝、送丝速度6m/min、焊接电流76 A、焊接速度0.8 m/min、焊缝间隙1.5 mm,焊接过程稳定、无飞溅,焊缝成形良好.在此焊接工艺下对焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能和拉伸断口形貌进行了观察.结果表明,焊缝组织晶粒细小,焊缝区的显微硬度最高,平均约为86 HV,热影响区硬度约为62 HV,母材区的显微硬度约为65 HV.焊接接头最大抗拉强度为248.8 MPa,伸长率7.16％,分别为母材的96.7％和98.6％.断裂位置位于母材区,属于韧性断裂.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)007【总页数】5页(P31-35)【关键词】CMT焊接;AZ31B镁合金;显微组织;力学性能【作者】赵云峰;火巧英;腾东平;付宁宁【作者单位】中车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;中车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;中车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031;中车南京浦镇车辆有限公司,江苏南京210031【正文语种】中文【中图分类】TG4560 前言镁及镁合金质量轻、比强度和比刚度高，具有阻尼减振、电磁屏蔽、导电导热性好且易于加工等优点，被喻为21世纪绿色工程材料之一，是目前最轻的金属结构材料[1]，在轨道车辆、航空航天、国防军工电子机械等领域具有广阔的应用前景[2-4]。
然而，由于镁合金低熔点、高线膨胀系数及导热率，在焊接过程中容易出现氧化燃烧、热影响区宽、气孔裂纹及焊后变形大等焊接缺陷，难以获得与母材性能相匹配的焊接接头，严重制约了镁合金的发展和应用。
随着镁合金结构件的广泛应用，其焊接问题的解决变得日益迫切[5]。
近年来关于镁合金焊接技术的研究越来越多，其中搅拌摩擦焊、MIG焊、激光焊、电子束焊等熔焊方法可以解决一些焊接问题，但是焊接过程中的气孔、下塌和烧蚀等缺陷仍然存在，同时这些设备复杂、使用成本高，不利于大规模推广应用[6-7]。
预变形对az31镁合金动态压缩力学性能的影响
摘要镁合金由于其轻质的特点，被广泛应用于航空航天、电子产品、汽车等众多的行业。
为了进一步了解镁合金在高应变速率下的变形特点，丰富镁合金塑性成型理论体系。
本文采用分离式霍普金森压杆装置（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）对轧制态AZ31镁合金板材，沿着轧制方向分别进行一定程度的预拉伸和预压缩变形，然后在应变率为960 s-1~2400 s-1之间，对预变形后的试样在常温下进行动态压缩变形实验。
对预变形后沿着轧制方向进行动态压缩实验的AZ31镁合金在组织和力学性能方面的变化规律进行了统计分析。
分析过程中分别采用了X-射线进行AZ31轧制板材宏观织构观察，采用光学显微镜进行显微组织观察；采用扫描电子显微镜进行断口形貌的观察；通过Matlab软件和Origin绘图软件处理得到真实应力应变曲线，基于动态变形组织演变规律探讨了镁合金动态变形及失效机制。
实验结果表明：AZ31板材的宏观织构为典型的轧板织构，即绝大多数基面平行于轧制方向。
经过预拉伸变形后，材料的强度稍有提高。
进行预拉伸时，启动少量压缩孪晶，以非基面滑移为主，组织中的孪晶数量变化不明显；其后经过动态压缩变形，应力应变曲线显示试样的塑性无明显改善，强度稍有提高；试样承受载荷时，启动大量拉伸孪晶，组织中产生大量的孪晶，但随着应变率的增大，孪晶数量先增多后减少。
经过预压缩变形后，材料的强度大大降低。
进行预压缩时，启动拉伸孪晶，组织中的孪晶数量随着预变形量的增加先减少后增多；经过动态压缩变形后，塑性无改善，强度大大降低。
两种情况下的断口形貌都显示出舌状花样，有较多解理台阶，表现为解理断裂的模式。
对预压缩和预拉伸变形后的动态压缩实验进行本构方程的拟合，计算各种变形量下的应变率敏感系数C值，分析其变化规律，得出的结论与实际情况相符，即经过预变形后AZ31镁合金动态压缩应力-应变曲线表现为随着应变速率的增大强度逐渐提高，表现为应变率强化效应。
AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向.pdf
DOI:10.14024/ki.1004-244x.2013.05.050第36卷第5期兵器材料科学与工程Vol.36 No.5 2013年9月ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Sept.， 2013 网络出版时间：2013-9-18 15:39网络出版地址：/kcms/detail/33.1331.TJ.20130918.1539.009.htmlAZ31B 镁合金焊接技术研究现状及发展方向刘奋军，王憨鹰（榆林学院能源工程学院，陕西榆林719000）摘要分析镁合金的焊接特点，综述了近年来AZ31B镁合金的焊接方法，包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG 焊、电子束焊等，展望了AZ31B镁合金的焊接研究方向。
关键词AZ31B镁合金；焊接技术；综述文章编号1004-244X（2013）05-0129-04中图分类号TG457 文献标志码ＡResearch status and development tendency of welding technology of AZ31B magnesium alloyLIU Fenjun，WANG Hanying（College of Energy Engineering，Yulin University，Yulin 719000，China）Abstract Welding characteristics of magnesium alloy are analyzed，and welding processes of AZ31B magnesiumalloy are introduced，including laser welding，brazing，diffusion welding，friction stir welding，TIG，electron beamwelding and so on. The future directions of welding technology of AZ31B magnesium alloy are pointed out.Key words AZ31B magnesium alloy；welding technology；overview镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、传热性好、导电性强以及良好的电磁屏蔽性和减振吸冲性等一系列优点，广泛应用于航天航空、电子与汽车等不同领域中，被誉为21世纪的绿色工程材料［1］。
AZ31B镁合金的超塑性力学特征及变形机制
2 AZ31B镁合金的超塑性力学特征及变形机制2.1 引言目前，超塑成形主要用于航空工业中的铝、钛等合金零件的生产，很少用于镁合金零件的生产。
由于镁金属的密排六方结构，其室温塑性加工性能较差，超塑成形对于镁合金的应用显得十分重要。
随着镁合金研究和应用的进一步发展，在节能环保的新工业时代，超塑性镁合金的应用将会日益增加，这对工业态(commercial)镁合金而言，意义尤其重大。
镁合金细晶超塑性变形及控制机理已有大量的相关报道，而对具有非典型等轴细晶的工业态(commercial)变形镁合金超塑性的研究较少，因此有必要对工业态(commercial)变形镁合金超塑变形的微观机制作深入研究。
本章对工业态热轧AZ31B镁合金板材的超塑性力学特征和变形机制进行了研究。
试验用热轧AZ31B镁合金板材超塑性拉伸试样的原始组织平均晶粒尺寸约为17.5μm，且组织不均匀，不具有典型等轴细晶组织。
超塑性拉伸试验在重庆钢铁股份有限公司钢铁研究所物理实验室的HT-9102电脑伺服控制材料试验机上进行，高温拉伸试验的温度范围为673~763K，应变速率范围为1×104-~1×103-1-s。
试验测定工业态轧制AZ31B镁合金超塑性变形应变速率敏感性指数m值，流动应力σ和延伸率δ等数据，以及厚向异性指数r、应变强化指数n等成形性能参数。
并寻求轧制AZ31B镁合金板材最佳超塑性变形温度和应变速率，以获得其超塑性最佳变形条件。
采用XL30-TMP扫描电镜对拉伸后试样的断口及超塑性变形轴剖面的空洞进行观察和分析。
旨在为其工业应用打下一定的理论基础。
2.2 AZ31B镁合金超塑性高温拉伸试验2.2.1 试验材料和试样本文研究的实验用材料为工业态热轧AZ31B镁合金板材。
其制备过程为：选取工业态镁合金AZ31B铸锭（化学成分见表2.1），铣面后坯料厚度尺寸为40mm。
坯料的加热温度为733~743K，保温时间6小时；轧制工艺制度：开轧温度为723~733K，热轧道次变形量为15~20%，在轧制过程中采用测温仪测量坯料温度，当温度低于573K时就返回加热炉再加热，使温度达到703~723K，保温时间为1小时。
AZ31镁合金孪生和动态再结晶行为及其对流变应力的影响的开题报告
AZ31镁合金孪生和动态再结晶行为及其对流变应力
的影响的开题报告
1.研究背景
AZ31镁合金是一种重要的轻质材料，具有良好的加工性能和高比强度、高比模量等优点，已广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，
该合金在加工过程中容易发生塑性变形和微观结构改变，从而影响其力
学性能、耐腐蚀性等。
近年来，人们对AZ31镁合金孪生和动态再结晶行为进行了广泛研究。
孪生作为一种重要的加工机制，不仅可以增强材料的机械性能，同时还
可以影响材料的耐腐蚀性、电导率等性能。
动态再结晶是一种特殊的组
织演变过程，可以减少材料中的晶粒尺寸和残余应力，从而改善其力学
性能。
因此，研究AZ31镁合金孪生和动态再结晶行为对材料加工和性能提升具有重要意义。
2.研究内容
本文将针对AZ31镁合金孪生和动态再结晶行为进行研究，主要研究内容包括：
（1）孪生行为研究：通过金相显微镜、透射电镜等手段观察其孪生形貌和分布规律，探究其对材料力学性能和耐腐蚀性的影响。
（2）动态再结晶行为研究：通过热压实验、随机方向拉伸实验等手段，在不同加工条件下研究材料的动态再结晶行为及其影响因素，如变
形温度、应变速率等。
（3）流变应力研究：通过单轴压缩实验、高温高速拉伸实验等手段，研究不同孪生和动态再结晶组织结构对材料流变应力的影响。
3.研究意义
通过对AZ31镁合金孪生和动态再结晶行为的研究，可以深入了解材料微观结构和力学性能之间的内在联系，为材料的加工和性能提升提供
理论支持。
同时，还可以为轻质金属材料的设计和应用提供参考和借鉴，具有重要的现实意义。
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AZ31B镁合金动态力学行为的研究
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、良好的铸造性能、较强的电磁屏蔽能力以及易于再生利用等一系列独特的优点,被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的材料”。
其结构件在汽车、飞机、计算机、通讯等领域获得了日益广泛的应用。
由于具有良好的延展率和较高的强度等优点,AZ31B变形镁合金是目前应用最广泛的挤压变形镁合金。
在镁合金的应用中,冲击与循环等动态载荷的作用不可避免,因此对变形镁合金的动态力学行为与组织结构之间关系的研究,对变形镁合金结构件的安全设计及合理使用具有重要的指导意义。
本文主要针对AZ31B变形镁合金挤压棒材的动态拉伸、快速冲击和低周疲劳行为进行了研究,探讨了不同载荷条件下的塑性变形机制以及织构对变形机制和动态力学行为的影响。
研究结果表明,具有{0001}//ED织构的样品(轴向样品)在普通拉伸条件下,其真应力-真应变曲线呈现下凹形,而具有拉伸轴沿
<0001>-<11-20>和<0001>-<10-10>织构分布的样品(径向样品),其真应力-真应变曲线为直线形；而在动态拉伸条件下,大量{10-12}拉伸孪生的开动导致了真应力-真应变曲线中平台的出现,并且随着孪生数量的增加平台宽度也增大,轴向样品曲线平台出现在屈服前,而径向样品曲线平台出现在屈服后。
由于{10-12}拉伸孪生、{10-11}压缩孪生、基面滑移、柱面滑移、锥面滑移的CRSS的不同,导致其参与变形的程度和所起作用的不同,Schmid因子对各种变形机制启动起重要作用,这是具有不同织构样品在动态拉伸过程中产生不同力学行为的主要原因；在超快速拉伸条件下,轴向样品的屈服强度、断裂强度、总应
变量均随着应变速率的增加而增加。
应变速率越大,样品发生脆性断裂的倾向性也越大。
在快速冲击载荷下,轴向样品和径向样品的屈服强度、断裂强度、总应变量均随着应变率的增加而增加,并且对应{10-12}拉伸孪生的数量也增加。
对轴向样品进行大应变幅循环变形,发现在拉-拉循环变形中拉伸阶段的最大应力值随着
循环周次的增加而减小,而压缩过程中的最大应力值随着循环周次的增加而增加；在压-压大应变幅循环变形过程中,拉伸阶段和压缩阶段中的最大应力值均随循
环周次的增加而增加。
拉-拉大应变幅循环变形中,真应力-真应变滞回曲线在卸载和反向拉伸阶段出现三个拐点,而压-压大应变幅下真应力-真应变滞回曲线在卸载和反向压缩阶段只有一个拐点。
两种变形方式均在压缩过程发生{10-12}孪生和反向拉伸过程发生去孪生行为,包申格效应对去孪生行为具有较大影响。
对AZ31B镁合金低周疲劳研究结果表明,在压-压非对称低应变幅疲劳条件下,在1.0%应变幅以下条件时,轴向样品呈现出一种连续的循环硬化特性,并且
硬化率随着应变幅的增加而增大；而在1.0%应变幅条件下,应力幅随循环周次基本保持不变。
在拉伸形变阶段的循环硬化导致了材料疲劳性能的不对称性,并且这种不对称性随着应变幅的增加而增加。
疲劳过程中压缩和拉伸阶段不同的塑性变形机制是滞回曲线不对称的主要
原因。
在低应变幅下,位错滑移为主要塑性变形机制,是循环硬化的主要原因；而在较高应变幅下,孪生-去孪生为主要变形机制,是1.0%应变幅下应力基本不变
的主要原因。
在拉-拉非对称低应变幅应变疲劳条件下,原始挤压退火样品(原始轴向样品)
除了0.3%应变幅外,在其它应变幅下的整个疲劳过程中均发生了弱循环硬化行为；而挤压比为RE=6.25的二次挤压样品(具有较弱的{0001}//ED织构的样品)在0.3%应变幅和0.5%应变幅下,在疲劳初期均呈现出循环软化,然后应力幅随着循环周次的增加基本不变；随着应变幅的增加,应力幅在整个疲劳过程中基本恒定。
同一应变幅下,二次挤压样品的应力幅大于原始轴向样品的应力幅。
原始轴向样品的滞回曲线在0.5%应变幅下开始呈现非对称性,而二次挤压样品的滞回曲线在0.7%应变幅开始为非对称性；且随着应变幅的增加,非对称性越来越明显。
同一应变幅下,由于具有较强的织构,原始轴向样品滞回曲线的不对称性强于二次挤压样品。
在拉-压对称低应变幅疲劳条件下,轴向样品从0.35%应变幅到0.75%应变幅呈现出明显的循环硬化现象；而在0.25%应变幅下,随着循环周次的增加,应力幅先增加而后基本保持不变。
在疲劳循环变形过程中,拉伸阶段的弹性应变均大于压缩阶段的弹性应变。
同一应变幅下,压-压非对称低应变幅疲劳寿命最长,拉-压对称低应变幅疲劳寿命次之,拉-拉非对称低应变幅疲劳寿命最短。