AZ80镁合金多向锻造变形过程中晶粒取向的演变
镁合金力学性能的研究
Mg-Zn-RE-Zr合金的拉伸力学性能和微观结构的发展文章中将成分为Mg-5.3Zn-1.13Nd-0.51La-0.28Pr-0.79Zr的铸件进行热挤压，并且对挤压比和温度对显微组织和力学性能的影响进行了研究。
结果表明当挤压比从0提高到9的时候铸态合金晶粒变粗大，共晶成分沿着挤出方向拉长。
然而,进一步提高挤压比率对晶粒细化和改善合金的力学性能的影响不大。
动态再结晶是热挤压过程中晶粒细化的主要机制，提高挤压温度导致出现等轴晶粒。
与此同时,力学性能随挤压温度的升高而降低。
目录第1章介绍 (3)第2章试验方法 (4)第3章实验结果 (5)3.1铸态合金显微组织 (5)3.2挤压合金的微观组织演变 (9)3.2.1改变挤压比和温度对微观组织的影响 (9)3.2.2挤压比和挤压温度对力学性能的影响....... 错误!未定义书签。
第4章讨论 ......................................... 错误!未定义书签。
第5章.结论 ........................................ 错误!未定义书签。
第6章致谢 .. (20)第1章介绍镁合金因其低密度、高特定的刚度和良好的阻尼能力在汽车和航空工业上吸引了人们的注意[1]。
镁合金可以大致分为含铝合金和无铝合金[2]。
广泛使用镁合金属于Mg-Al系列，比如AZ91和AM60，它们具有良好的铸造性能和较低的成本[3]。
然而,因为他们的机械性能和热稳定性差，这些合金的应用受到了限制[4]。
与Mg-Al系列相比,Mg-Zn系列的合金,比如ZK60系列合金，是具有很大发展潜力的低成本高强度镁合金[5]。
在所有的镁合金中，AZ60具有较好的机械性能，比如室温下或者高温下具有高强度[6]。
然而,它的强度在室温或者高温时候还是低于铝合金。
最近,据报道,添加稀土可以改善ZK60合金的力学性能[7]。
周教授等人研究了稀土元素钕和钇对于ZK60合金的微观结构和力学性能的影响。
AZ31镁合金各向异性力学行为及微观形变机制的模拟研究
AZ31镁合金各向异性力学行为及微观形变机制的模拟研究镁合金因其具有高的比刚度比强度、低密度、良好的导电和导热性成为未来最具应用潜力的轻质材料之一。
然而,制约镁合金发展的主要问题在于其室温塑性变形能力差,形变各向异性严重,而从微观角度分析位错滑移、孪生等机制对镁合金的织构演化影响一直是材料学界研究的热点和难点。
本课题通过单轴拉伸实验确定材料参数,建立fortran77语言的可描述镁合金主要形变系统(位错滑移、孪生)的自洽模型,研究镁合金的宏细观力学行为以及微观机制对宏观力学性能的影响。
同时模拟镁合金板材在冷轧过程中的织构演化,并讨论了微观形变机制对织构演化的贡献。
根据由实验获得的AZ31镁合金热轧板材的单轴拉伸应力-应变曲线,拟合确定了模型所需的材料参数,建立fortran77语言的自洽模型。
热轧板材通常具有较强的基面织构。
结果表明,该模型能准确预测镁合金在不同方向加载时的单轴拉伸力学行为,沿不同方向施加载荷时微观形变系统的开动时机和贡献不同是造成宏观力学行为各向异性的根本原因。
沿RD、TD方向加载时,位错滑移是主要的形变机制,基面滑移和柱面滑移是弹塑性转变阶段主要开动的形变系统。
形变后期,锥面滑移成为塑性阶段的主导机制。
沿ND方向加载时,孪生则是主要的形变机制,该方向大多数晶粒沿C轴受拉,应力方向近似垂直于基面,导致基面滑移的schmid因子几乎为0,难以开动。
在该方向加载时,材料的宏观屈服强度明显小于其他方向。
对材料沿着不同方向加载时各晶面微观应变的分析表明,在微观尺度上,镁合金的晶格应变分布也表现出很强的各向异性。
在弹性阶段,各品面的晶格应变基本保持一致,进入塑性阶段不同晶面出现了明显的“软”、“硬”取向之分。
沿RD方向加载时,当应力载荷为150-225MPa,(0002)晶面为最软取向,(1011)为最硬取向；225MPa以后,(0002)变为最硬取向,(1011)变为最软取向,这表明随着载荷增加微观形变系统相互竞争,使得材料内部存在晶粒取向相关的应力。
AZ80A镁合金的均匀化处理及扩散动力学
AZ80A镁合金的均匀化处理及扩散动力学欧阳杰;李慧中;姜俊;梁霄鹏;李轶【摘要】采用热分析仪、光学显微镜、X 射线衍射仪、扫描电镜等，研究铸态AZ80A 镁合金均匀化处理前后的显微组织、元素分布及相的演变规律，分析均匀化温度和时间对AZ80A镁合金组织的影响。
以空位机制为基础，求出合金元素的扩散激活能，并建立均匀化动力学方程。
结果表明：AZ80A铸态合金存在严重的枝晶偏析，晶界上有大量连续粗大的β-Mg17Al12共晶相；升高均匀化温度和延长均匀化时间都有利于非平衡相的溶解和合金元素的扩散，合金于430℃均匀化时发生过烧现象；AZ80A镁合金的适宜的均匀化工艺为410℃/25 h，合金元素的扩散激活能为121.7 kJ/mol，由动力学方程计算得到的适宜均匀化工艺为410℃/24 h，与实验结果基本一致。
%The microstructure, distribution of elements and phases evolution of as-cast AZ80A magnesium alloy before and after homogenizing treatment were studied by thermal analyzer, optical microscope, X-ray diffraction and scanning electron microscope, etc. The effects of homogenization temperature and time on the structure of the AZ80A alloy were analyzed. Based on the vacancy diffusion mechanism, the spreading activation energy of alloying elements and kinetic equations during the homogenizing treatment were also investigated. The results show that serious dendrite segregation exists in the AZ80A cast alloy, and a large number of continuous eutectic phases of β-Mg17Al12 are observed at grain boundaries;both increasing homogeni-zation temperature and holding time are beneficial for the non-equilibrium eutectic phases to dissolve and alloying elements to diffuse; the alloy isover-burnt when the temperature reached 430 ℃. It is concluded that the proper homogenizing parameters of AZ80A magnes ium alloy is 410 ℃ for 25 h and the spreading activation energy is 121.7 KJ/mol, which are in good agreement with the experiment results of the present paper.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】7页(P8-14)【关键词】AZ80A镁合金;均匀化;组织演变;动力学方程【作者】欧阳杰;李慧中;姜俊;梁霄鹏;李轶【作者单位】中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083; 中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083; 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金具有密度低、比强度和比刚度高等特点，在汽车、化工、3C 产品等行业中得到广泛应用[1−3]。
铸态 AZ80 A镁合金热加工图及高温变形行为研究
铸态 AZ80 A镁合金热加工图及高温变形行为研究邱友权;袁林;单德彬【摘要】目的：采用Instron5500R热模拟试验机，研究铸态AZ80A镁合金在变形温度为270～410℃、应变速率为0．001～0．5 s－1条件下的热加工图及高温变形行为。
方法利用双曲正弦本构函数模型描述了铸态AZ80 A镁合金的高温变形行为，计算获得了该合金的变形激活能，构建了应变量为0．3和0．6时的热加工图。
结果得到了合金热变形本构模型及加工图，变形激活能为203．5 kJ／mol，确定了应变为0．3和0．6时的动态回复区域为与动态再结晶区域。
结论铸态AZ80A镁合金在330～380℃，0．001～0．01 s－1时发生了动态结晶，这是该合金最佳的热加工工艺参数范围。
%Hot compression tests of as-cast AZ80A magnesium alloy were carried out with the strain rate range of0.001~0.5 s-1 in the temperature rangeof 270~410℃to study the hot processing maps and hot deformation behavior, using an Instron-5500R testing machine.The hot deformation behavior of as-cast AZ80A magnesium alloy was characterized by the hyperbolic sine relationship and the activation energy was calculated.The hot processing maps were constructed when the strains were 0.3 and 0.6, respectively.Hot deformation constitutive model and the processing maps of as-cast AZ80A mag-nesium alloy were obtained, and the activation energy was 203.5kJ/mol.The dynamic recovery region and the dynamic re-crystallization region at the strains of 0.3 and 0.6 were determined.Dynamic recrystallization occurred in the temperature and strain rate ranges of330~380 ℃and 0.001~0.01 s-1 , which were determined as the optimal ranges of the hot pro-cessing parameters.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P16-21,35)【关键词】AZ80A镁合金;高温压缩;热加工图;高温变形行为【作者】邱友权;袁林;单德彬【作者单位】哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG146.22镁合金是目前所使用的最轻的金属结构材料，具有高比强度、高比刚度、优良的机械加工性能和良好的电磁屏蔽性能等优点，被称之为“21世纪最具发展潜力的绿色工程材料”［1—4］。
镁合金动态再结晶的研究现状
近年来，随着能源供求的紧张、不可再生能源的大量消耗，能源危机逐渐凸显。
为节约能源，各国对新材料的需求更加迫切，尤其是轻合金材料，如镁及镁合金材料。
镁合金具有密度小、比强度高等优点，是目前工业应用中最轻的工程材料［1］。
然而，镁合金为密排六方结构，与其它合金相比结构对称性低，因此成形性较差，从而限制镁合金特别是变形镁合金在工业上的应用。
动态再结晶（DRX ）是在热塑性变形过程中发生的再结晶［2］，作为一种重要的软化和晶粒细化机制，动态再结晶对控制镁合金变形组织、改善塑性成形能力以及提高材料力学特性具有十分重要的意义。
镁合金动态再结晶随合金变形方式的不同存在一定的差异，因此，系统研究其动态再结晶形核与晶粒长大的规律，完善镁合金的塑性变形理论体系，并利用动态再结晶细化晶粒的原理有效控制镁合金的组织和性能，将在生产中具有极为重要的应用价值［3-6］。
简述了当今国内外现有的镁合金动态再结晶机制和变形温度、变形速率、变形程度以及稀土元素对镁合金动态再结晶的影响。
1影响因素通常镁合金塑性变形过程中变形温度、应变速率、应变量的改变和稀土元素的添加都会影响塑性变形机制，因此，会对动态再结晶的行为造成影响［7］。
1.1变形温度的影响变形温度是通过改变位错密度的累积速率影响DRX 形核和长大，随着温度的升高、原子的扩散、位错的交滑移和晶界的迁移得到加强，变形的临界切应力减小［8-9］。
合金中原子的热振荡加剧、扩散速率增大、位错的运动（滑移、攀移、交滑移）及位错缠结滑动比低温时更容易，使动态再结晶的形核率增大，晶界的迁移能力明显增强，因此，提高变形温度可以促进镁合金动态再结晶的发生［10］。
何运斌等［11］对热变形中的ZK60镁合金研究后发现，变形温度增加时，试样的平均动态再结晶体积分数增大，合金变形更加均匀。
S.M.Fatemi-Var ⁃zaneh ，A.Zarei-Hanzaki 等在对AZ31镁合金动态再结晶的研究中指出，在试验温度范围内，试样的组织随非连续动态再结晶的发生而改变，如动态再结晶晶粒的尺寸与动态再结晶晶粒的体积分数均随变形温度的上升而增大［12］，如图1所示。
多向锻造法细化镁合金晶粒的研究现状
多向锻造法细化镁合金晶粒的研究现状张坚;曹富荣【摘要】多向锻造技术能显著细化晶粒，大幅改善材料的力学性能，是一种极具潜力的大塑性变形工艺。
综述了多向锻造技术细化镁合金晶粒的研究现状，介绍了多向锻造技术的工艺流程以及晶粒细化机制，展望了多向锻造技术未来的研究方向。
%Multiple forging is a potential severe plastic deformation technique for grain refinement and improvement of mechanical properties. The research progress of grain refinement of magnesium alloys by multiple forging was reviewed, and the technological process of multiple forging and grain refinement mechanism was described. The development prospects of this technique was also discussed.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2016(008)005【总页数】4页(P154-157)【关键词】多向锻造;大塑性变形;镁合金【作者】张坚;曹富荣【作者单位】东北大学材料科学与工程学院，沈阳 110819;东北大学材料科学与工程学院，沈阳 110819【正文语种】中文【中图分类】TG319镁合金是目前工程应用中最轻的结构材料，和铝合金、钛合金并称为三大轻金属结构材料。
镁合金具有比强度高、比刚度高、阻尼减震性好、尺寸稳定性好、机加工方便、易于回收等优点，被誉为“21世纪绿色工程金属结构材料”［1］。
镁及镁合金是密排六方结构，如图1所示［2］，可开动的滑移系少，塑性成形能力差，但是通过晶粒细化可以有效地改善镁合金的力学性能。
变形温度对az80镁合金微观组织演化的影响
２．１ 热压缩变形
图 １为不同变形温度下的流变应力应变曲线 由图 １可知，变形温度 ４００℃时流变应力峰值 为９９．６４ＭＰａ，变形温度 ３５０℃时流变应力峰值为 １３１０４ＭＰａ即变形温度为 ３５０℃时，流变应力峰值 较大
图 ２ 不同变形温度下晶粒平均纵横比和 晶粒尺寸变化规律
图 １ 不同变形温度下的应力应变曲线
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３６４０３２）；内蒙古自治区自然科学基金资助项目（２０１８ＭＳ０５０３９） 作者简介：田董扩（１９９３－），男，内蒙古科技大学硕士研究生 通讯作者：ｅｍａｉｌ：ｌｚｌｆｌｙｉｎｇ＠１２６．ｃｏｍ 收稿日期：２０１９－１２－１９
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内蒙古科技大学学报
２０２０年 ３月 第 ３９卷 第 １期
大，基面织构会得到明显改善［７－１１］；第三，几何必须 位错密 度 是 反 映 变 形 过 程 与 组 织 演 变 的 重 要 参 数 ［１２］ＡＺ３１镁合 金 循 环 加 载 下 的 几 何 必 须 位 错 密 度演化模式 与 棘 轮 应 变 演 化 规 律 一 致 ［１２］ＡＸ４１镁 合金由于位错密度的影响，在变形温度较高时更易 获得细小、均匀的组织［１３］ＡＺ８０镁合金随锻造温度 的 降 低 和 应 变 量 的 增 加，位 错 密 度 增 大，基 面 Ｓｃｈｍｉｄ因 子 硬 取 向 分 数 增 多，基 面 织 构 得 到 强 化［１４］目前 ＡＺ８０镁合金在不同锻造温度下微观组 织演化的报道较少
变形镁合金比传统铸造镁合金具有更大的潜 力，其中 ＡＺ系列变形镁合金应用较为广泛，但室温 塑性变形能力差是制约其发展的主要原因［１］合金 化、晶粒细化和织构随机化是提高镁合金塑性的主 要途径，改善镁合金的塑性变形能力是提高力学性 能常用方法 第一，变形温度是影响 ＡＺ系列镁合 金组织性能的重要参数 均质化态 ＡＺ３１镁合金压 缩变形，随变形温度升高，屈服强度和极限拉伸强度 逐渐下降，延伸率逐渐增加，随着变形温度降低，动 态再结晶晶粒的生长受到抑制，强度逐渐提高［２－４］ 铸态 ＡＺ８０镁合金在变形过程中，当应变超过临界 应变时，可获得均匀的动态再结晶晶粒，当变形温度 高于 ３００℃时，动态再结晶晶粒尺寸增长较快［５，６］； 第二，ＡＺ系镁合金织构的形成受到变形温度和变形 方式的影响 挤压态 ＡＺ３１镁合金的织构随加工温 度和变形方式不同表现出较强的择优取向，低温下 应变速率敏感性低，有明显的孪生，孪晶使应变硬化 增加，促进位错的滑移改善塑性，高温下应变速率敏 感性高，几乎没有发生孪晶产生；当压缩方向与晶粒 ｃ轴夹角逐 渐 增 大 时，拉 伸 孪 晶 的 启 动 量１０℃ ／ｓ，变 形 温 度 分 别 为 ４００，３５０℃，保温 ５ｍｉｎ，变形速率均为 ε＝１ｓ－１，变 形程度均为 ε＝０６，变形后水冷，以变形后的纵截 面为观察面 用配有 ＴＳＬＯＩＭ ６１３软件的 Ｑｕａｎｔａ ２００ＦＥＧＳＥＭ仪器，利用电子背散射衍射 （ＥＢＳＤ） 技术观 察 分 析 了 变 形 后 的 微 观 组 织，使 用 ＨＫＬ Ｃｈａｎｎｅｌ５软件对晶粒取向数据进行了处理
镁合金塑性变形机理研究进展
镁合金塑性变形机理研究进展一、本文概述镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域具有广泛的应用前景。
然而，镁合金在塑性变形过程中面临着诸多挑战，如室温下塑性较差、易产生应力腐蚀等问题，限制了其在实际应用中的性能发挥。
因此，深入研究镁合金的塑性变形机理，对于提升镁合金的综合性能、推动其在更广泛领域的应用具有重要意义。
本文旨在综述镁合金塑性变形机理的研究进展，从镁合金的塑性变形行为、变形过程中的微观组织演变、变形机制及影响因素等方面进行总结和分析。
文章首先简要介绍了镁合金的基本特性及其应用现状，然后重点回顾了近年来镁合金塑性变形机理的相关研究成果，包括塑性变形的微观机制、变形过程中的应力应变行为、合金元素对塑性变形的影响等。
文章对镁合金塑性变形机理的未来研究方向进行了展望，以期为镁合金的进一步研究和应用提供有益的参考。
二、镁合金的塑性变形行为镁合金作为轻质高强度的金属材料，其塑性变形行为一直是材料科学领域的研究热点。
镁合金的塑性变形主要涉及到滑移、孪生以及晶界滑移等多种机制。
这些机制在镁合金的变形过程中相互作用，共同影响着镁合金的力学性能和微观组织演变。
滑移是镁合金塑性变形中最主要的变形机制。
镁合金中的滑移系主要包括基面滑移、柱面滑移和锥面滑移。
其中，基面滑移是最容易激活的滑移系，但由于其滑移方向的限制，通常不能完全协调镁合金的宏观变形。
柱面滑移和锥面滑移的激活则需要更高的临界剪切应力，但在高温或变形量较大时，这些滑移系也能被有效激活，从而改善镁合金的塑性变形能力。
孪生在镁合金塑性变形中也扮演着重要角色。
特别是在低温和高应变速率下，孪生成为镁合金的主要变形机制。
孪生不仅能够协调镁合金的宏观变形，还能细化晶粒，提高镁合金的强度和韧性。
然而，孪生也会引入新的织构，影响镁合金的后续变形行为。
除了滑移和孪生外，晶界滑移也是镁合金塑性变形中不可忽视的变形机制。
晶界滑移能够协调不同晶粒间的变形，使得镁合金在宏观上表现出良好的塑性。