搅拌摩擦加工后Mg-Zn-Nd-Zr合金的动态应力-应变行为
Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能
Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能郑若驹;胡权;刘磊;周楠;宋东福【摘要】采用光学显微镜、维氏硬度仪和拉伸试验机研究了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金挤压材搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能.结果表明:搅拌摩擦焊接头的焊缝组织为细小均匀的等轴晶粒,接头的硬度以焊缝为中心呈W形状对称分布,焊缝硬度值在107～115HV之间.从焊缝中到母材,硬度先下降再上升,回撤侧热影响区的硬度值最低为104HV,前进侧热影响区的硬度值最低为102HV.接头的抗拉强度为404.3 MPa,屈服强度为265.9MPa,延伸率为18.1％,接头的焊接强度系数为0.96.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P13-16)【关键词】Al-Zn-Mg-Cu合金;挤压;搅拌摩擦焊;焊缝【作者】郑若驹;胡权;刘磊;周楠;宋东福【作者单位】佛山市三水凤铝铝业有限公司,佛山528133;佛山市三水凤铝铝业有限公司,佛山528133;广东省材料与加工研究所,广州510651;广东省材料与加工研究所,广州510651;广东省材料与加工研究所,广州510651【正文语种】中文【中图分类】TG146.2;TG457.140 前言随着世界能源危机和环境污染问题日益严峻，汽车迫切需要减重，以达到节能减排的目的[1]。
铝合金具有密度小、耐腐蚀性能好、可回收利用等优点，在汽车上的应用日益扩大，采用高强度铝合金制造汽车结构件是实现汽车轻量化的有效措施[2]。
安装在汽车前后部位的保险杠是汽车上的重要安全部件，在汽车发生碰撞过程中，可以吸收缓和外界的冲击力，降低碰撞事故对行人的伤害和对车辆的损坏。
随着汽车轻量化的发展，汽车保险杠迫切需要采用高强度铝合金来代替传统的钢材[3、4]。
为了满足汽车保险杠对高强度铝合金的需求，课题组开发了Al-6.6Zn-1.7Mg-0.26Cu合金。
SiCp 6092Al复合材料的搅拌摩擦焊接头的疲劳行为研究——中国科学院金属研究所
F.C. Liu et al. Metall. Mater. Trans. A. 2008
焊速, mm/min 400 400 600 200 200 UTS， MPa 230 230 243 214 214 El,% 8.2 8.3 8.6 8.8 8.4
6
材料 0-12%B4C/6061 22%Al2O3/6061 10%SiC/6061 15%SiC/2009
焊接系数，% 62.2 72.4
12
疲劳性能
HAZ
NZ
HAZ/TMAZ
HAZ
13
FSW-50 应力幅220MPa
多裂纹源 n起 裂 于 试 样 上 表面的洋葱环表 皮 n多 裂 纹 源 同 时 起裂 n扩 展 区 无 典 型 的铝合金疲劳辉 纹 n瞬断区韧窝浅
14
FSW-800 应力幅150MPa
SiCp/6092Al复合材料的搅拌 摩擦焊接头的疲劳行为研究
作 者：王晨 薛鹏 王东 马宗义 单 位：中国科学院金属研究所
1
1. 研究背景 2. 焊速对FSW接头组织性能的影响 3. 结论
2
(非连续)陶瓷颗粒/Al 复合材料
低密度、高强度/刚度、耐磨性能好、热稳定 性好等。
lvs 2xxx和7xxx, 塑形加工性好。 lvs 传统6xxx, Cu含量高，强度高(比6061高50MPa)。 3
20
3. 结论
1. FSW-800的焊核区面积小，而FSW-50的焊核区内颗 粒发生破碎，且分布更均匀。 2. FSW-800得到了更高的硬度和强度。 3. 对于未打磨的疲劳试样，FSW-50的疲劳极限高于 FSW-800。 a.高应力幅加载下，焊速高，热输入小，涡旋区流 动不充分，产生弱结合。引起断裂。 b. 低应力幅加载下，FSW-800的洋葱皮凹痕较深， 产生较大的应力集中引起裂纹。 4. 对于打磨的疲劳试样，比未打磨的疲劳试样相比疲 劳极限更高。FSW-800比FSW-50的疲劳极限更高。 断裂位置均在LHZ附近。
铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳断裂行为分析_曹丽杰
fatigue crack growth
1991 年 TWI 发明的搅拌摩擦焊接 （ friction stir welding，简称 FSW） 技术主要用于高强铝合金的焊
FSW 为固相连接，焊缝中沉淀相大小和聚集程 度影响 FCGRS 和 ΔKth。沉淀相的聚集、滑移逆转和 裂纹偏向提高 ΔKth。对于未时效状态，沉淀相为聚 集态，内部含有微小的 GP 区，裂纹扩展阻力大，ΔKth 也高。疲劳循 环 时 由 于 位 错 对 聚 集 相 的 剪 切，导 致 反向滑移程度增高，循环塑性好。过时效状态下，反 向滑移程度低，大块的非聚集的沉淀相钉扎住位错， 阻止位错反转，循环塑 性 低。因 此，在 过 时 效 状 态 下，或者存在粗大沉淀相时，FCGRS 会增大。此外， 未时效状态下疲劳裂纹的闭合程度大于过时效状态 的 ，其 FCGRS 低于后者的。
接［1］。随着这一技术在航空航天等铝合金制造领域 的成功应用，其接头使用寿命成为关注的热点问题。
收稿日期： 2010 － 07 － 22 基金项目： 中国科学院知识创新工程重大项目（ KJCX1 － YW － 21） 第一作者简介： 曹丽杰（ 1968 － ） ，女，黑龙江佳木斯人，讲师。
46
2010，Vol． 38，№11
公式右边第 一 项 为 弹 性 应 变 幅，第 二 项 为 塑 性 应变幅［5］。P． M． G． P． Moreira［1］等人在 6063-T6 铝
合金 FSW 接头的 TMAZ 开缺口进行应变疲劳试验，
同时还利用有限元软件 ABAQUS 进行非线性应变分
Al-Cu-Mg-Ag合金的热变形加工图及其分析
Al-Cu-Mg-Ag合金的热变形加工图及其分析曹素芳;潘清林;刘晓艳;陆智伦;何运斌;李文斌【摘要】为确定Al-Cu-Mg-Ag合金的热加工工艺制度提供理论依据以及便捷的途径,基于动态材料模型(DMM)理论和Ziegler失稳判据,采用Al-Cu-Mg-Ag合金的热变形实验数据,建立了热变形加工图,并利用加工图理论分析了该合金在热变形过程中的变形行为.结果表明:Al-Cu-Mg-Ag合金热变形时有2个失稳区域,一是变形温度为300～400℃、应变速率为0.1～10s-1的区域,二是变形温度为450～500℃、应变速率为1.0～10 s-1的区域;该合金的热变形参数建议在变形温度350～450℃、应变速率0.001 s-1的范围内选取.【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2011(019)002【总页数】5页(P126-129,134)【关键词】Al-Cu-Mg-Ag合金;加工图;热变形;动态材料模型;流变失稳【作者】曹素芳;潘清林;刘晓艳;陆智伦;何运斌;李文斌【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;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,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,材料科学与工程学院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG146国防和航空工业的高速发展对耐热铝合金提出了更高要求，国内外学者先后在2014、2219、2519等合金的基础上，通过向合金中添加Ag、RE(稀土)等元素，研制出一种新型的耐热铝合金Al-Cu-Mg-Ag，该合金不仅具有较高的室温强度及耐损伤性能，而且在150～200℃下仍能保持较高强度和良好韧性［1］，因此，铝合金Al-Cu-Mg-Ag能够广泛地满足新一代高速飞行器、推进器等结构部件的要求.研究表明，热变形条件对Al-Cu-Mg-Ag合金的力学性能有显著影响［2-3］.热变形试验可获得不同条件下的流变应力连续数据，它们不仅能用于流变行为研究，而且可用于获得材料的加工图.加工图是变形温度与应变速率空间中的功率耗散图与失稳图的叠印，根据加工图可判别材料变形过程中的流变失稳区，还可根据非失稳区内最大功率耗散系数区与显微组织制定材料的最佳加工工艺制度(变形温度与应变速率)［4］.本文采用加工图来研究Al-Cu-Mg-Ag合金高温变形特点及其组织变化规律，为确定Al-Cu-Mg-Ag合金的热加工工艺制度提供理论依据.材料在加工过程中的力学行为可以采用包含流变应力(σ)、应变(ε)、应变速率(˙ε)和变形温度(t)的本构方程来描述.Prasad提出用动态材料模型(DMM)描述材料的变形行为［5］.根据动态材料学模型，材料的加工过程服从幂律方程式中K和m均为常数.对于同种材料，不同的加工过程产生的变形量不同，所对应的K和m值也不一样.材料在加工过程中单位体积所吸收的总功率可以分为两部分: 式中:P(≡σ˙ε)为总功率，是2个互补函数的和;G为耗散量;J为耗散协变量.式(2)中2个积分式分别代表G和J.J与G的变化率构成了应变速率敏感指数(m)的定义，即结合式(1)和式(2)，可以得到金属材料热变形从热力学的观点看是一个不可逆变化过程(组织变化和热传递)［6］.结合不可逆热力学和大塑性流变连续介质力学［7-8］，可以证明:0＜m≤1.当材料为理想线性耗散时，m= 1，此时J达到最大值Jmax.功率耗散效率参变量η与尺寸无关，定义为η= 由式(4)可知η是一个量纲为1的参数，反映了材料热加工过程中的功率耗散特征，是ε、˙ε和t的函数，随应变速率和温度的变化便形成了功率耗散图.功率耗散图上的等值线表示与材料的微观结构演化相关的相对熵产生率［9］，即η值的变化对应着材料的微观组织的变化，因此，可用来控制材料在热加工后的显微组织.一般来说，高η值对应着最佳的加工性能区［10］.材料动态模型的连续失稳判据是基于ZIEGLER［11］提出的塑性流变变为不稳定的条件，这一判据是根据不可逆热力学极值原理建立的:式中D(˙ε)是给定温度条件下的耗散函数，是材料本构变形行为具有的特征.根据动态材料模型，D(˙ε)等于耗散协变量J，结合式(3)，得到Ziegler失稳判据:把参数ξ(˙ε)作为温度和应变速率的函数作图，在负值区域会出现流变失稳，这样的图被称作为失稳图.根据加工图可以确定加工的安全区和流变失稳区.安全区在微观机制上与动态再结晶、动态回复和超塑性有关［12］.在材料的安全加工区，η值越大表明材料内在可加工性越好.采用Al-5.3Cu-0.8Mg-0.5Ag-0.3Mn-0.15Zr(质量分数/%)合金为研究对象.压缩试验在Gleeble-1500热模拟机上进行，通过自动控制系统在预设的温度和应变速率下进行恒温、恒应变速率压缩.实验变形速率为0.001、0.01、0.1、1、10 s-1，变形温度为 340、380、420、460、500℃，总压缩量为60%.压缩实验完成后立即对试样进行水淬，以保留合金压缩变形后的变形组织.对合金的热变形实验数据进行分析，根据合金在同一应变、不同应变速率和变形温度下的流变应力绘制出不同温度下Al-Cu-Mg-Ag合金对数应力ln σ与对数应变速率ln˙ε间的关系(见图1).由图1可见，在温度和应变不变的情况下，ln σ与ln˙ε近似为线性关系，因此，可从采用动态材料模型中的计算方法计算加工图，并且能够准确地确定加工图中的流变失稳区域.在给定应变和变形温度的条件下，为保证m值的精度，采用多项式拟合lg σ与lg˙ε的函数关系:式中a1、a2、a3和a4均为常数.再由式(3)可得将lg˙ε值代入式(9)即可获得相应应变速率敏感指数m的值，再将m值代入式(5)就可以计算出不同变形温度和应变速率下Al-Cu-Mg-Ag合热变形时的能量耗散效率值η.在由t和lg˙ε所构成的平面内绘制出等功率耗散效率η值的轮廓曲线图(见图2)，即功率耗散图.功率耗散图实际代表热加工变形过程中的显微组织变化率，因此又被称作“显微组织轨迹”.加工图中局部区域存在功率耗散效率最大值，代表特殊的显微组织机制或流变失稳机制.功率耗散图中高功率耗散区定义为具有最佳加工性能区，然而由于楔形裂纹破坏机制通常也对应高功率耗散效率，因此分析加工图需要进一步的显微组织佐证［13-14］.将式(9)代入式(7)能够得到参数ξ(˙ε)的表达式:在由t和lg˙ε构成的平面内绘制出ξ(˙ε)＜0的区域，在该区域内变形会出现流变失稳，如图2所示.图2为Al-Cu-Mg-Ag合金热变形时应变为0.3和0.5的加工图，其中A区域为流变失稳区，B区域为变形安全区.从图2可以发现，应变为0.3和0.5的加工图基本相似，但是变形量大时其流变失稳区域较大，因此，下面主要分析应变0.5时的加工图分布.从图2(b)可以发现有2个失稳区，一是温度为300～400℃、应变速率为0.1～10 s-1的区域，图3(a)为变形温度340℃、应变速率10 s-1时的SEM照片，可以看出此变形条件下组织发生局部流动，出现了严重的不均匀变形，这主要是因为在变形温度很低、应变速率较高时，变形在很短的时间内完成，大量的塑性功转变成热，在很短的时间内变形热来不及散失，造成局部温度升高，从而产生局部流动［15］;另一个是温度为450～500℃、应变速率为1.0～10 s-1的区域，图3(b)为变形温度500℃、应变速率10 s-1时的SEM照片，此变形条件下，试样出现了裂纹.因此，在这2个区域内的加工条件不适合Al-Cu-Mg-Ag合金进行热加工. 图4为应变速率0.001 s-1时不同温度条件下Al-Cu-Mg-Ag合金的显微组织.在低温区(＜350℃)，随着应变速率的增加，功率耗散系数先逐渐增大，在应变速率0.01 s-1、温度300℃时功耗系数达到峰值26%，随后又逐渐减小，可以看出在整个低温区域功率耗散系数都比较低而且显微组织分布也不均匀，因此该区域并非最佳加工性能区.在中温区(350～450℃)，随着应变速率的增加功率耗散系数先逐渐减小，在应变速率0.001 s-1、温度420℃时功耗系数达到峰值34%，其对应的显微组织如图4(a)所示，其晶粒比较细小.在高温区(450～500℃)，最大耗散效率出现在500℃，应变速率为0.001 s-1，最大值达到38%，其对应的显微组织如图4(b)所示，可以看出，在该变形条件下，Al-Cu-Mg-Ag合金发生了动态再结晶，但是其晶粒尺寸明显增大.从上面的分析可知，Al-Cu-Mg-Ag合金在温度300～500℃、应变速率0.001～10 s-1变形时会出现2个失稳区域.在350℃以上具有很好的塑性.但由于高温区变形时形成的组织粗大，对其力学性能产生影响，而中温区变形的组织细小，因此中温区是该合金的适宜的热变形区，可以进行热锻、热挤压等变形.1)基于动态材料模型和Ziegler失稳判据建立的加工图能够准确直观地反映材料在不同变形条件下的组织演变规律，为材料的热变形工艺提供了更便捷有效的工具. 2)Al-Cu-Mg-Ag合金进行热变形时有2个失稳区域:一是变形温度为300～400℃、应变速率为0.1～10 s-1的区域;二是变形温度为450～500℃、应变速率为1.0～10 s-1的区域.3)在350℃以上Al-Cu-Mg-Ag合金具有很好的塑性，该合金的热变形参数建议在变形温度350～450℃，应变速率为0.001 s-1的范围内选取.【相关文献】［1］刘志义，李云涛，刘延斌，等.Al-Cu-Mg-Ag合金析出相的研究进展［J］.中国有色金属学报，2007，17(20):1905-1915.［2］肖代红，宋旼，陈康华.Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金的超塑性变形［J］.宇航材料工艺，2007(4):50-54.［3］余日成，刘志义，刘延斌，等.Al-Cu-Mg-Ag系高强耐热合金的热加工工艺研究［J］.金属热处理，2006，31(5):75-79.［4］黄光胜，汪凌云，陈华，等.2618铝合金的热变形和加工图［J］.中国有色金属学报，2005，15(5):763 -767.［5］PRASAD Y V R K，GEGEL H L，DORAIVELU S M，et al.Modeling of dynamic material behaviorin hot deformation:forging of Ti-6242［J］.Metall Trans，1984，15A:1883.［6］鲁世强，李鑫，王克鲁，等.用于控制材料热加工组织与性能的动态材料模型理论及其应用［J］.机械工程学报，2007，43(8):77-85.［7］PRASAD Y V R K.Recent advances in the science of machanical processing［J］.Indian J Technol，1990，28 (6/7/8):435-451.［8］GEGEL H L.Synthesis of atomistics and continuum modeling to describe microstructure computer simulation in materials science［M］.OH:ASM，1986:291-344. ［9］PRASAD Y V R K，SESHACHARYULU T.Modeling of hot deformation for microstructural control［J］.International Materials Reviews，1998，43(6):243-252. ［10］ROBI P S，DIXIT U S.Application of neural networks in generating processing map for hot working［J］.Jounal of Materials Processing Technology，2003，142(1):289 -294. ［11］ZIEGLER H.Progress in Solid Mechanics［M］.New York:John Wiley and Sons，1963:93-113.［12］刘娟，崔振山，李从心.镁合金ZK60的三维加工图及失稳分析［J］.中国有色金属学报，2008，18(6): 1020-1026.［13］CAVALIERE P.Hot and warm forming of 2618 aluminium alloy［J］.Journal of Light Metals，2002，2(4): 247-252.［14］GRONOSTAJSKI Z.The deformation processing map forcont rol of microst ructurein CuAl9.2Fe3 aluminium bronze［J］.Journal of Materials Processing Technology，2002，125/126:119-124.［15］周细林.2D70铝合金的高温变形特性及其热加工图研究［D］.南昌:南昌航空大学，2007.。
Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展
Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展吴文祥;靳丽;董杰;章桢彦;丁文江【摘要】Mg-Gd-Y-Zr alloys are increasingly investigated in recent years due to their excellent mechanical properties at room and elevated temperatures and good creep resistance. The research progress on the alloys all over the world was reviewed, and then the development of new flux, hot deformation behavior, strengthening mechanisms and fracture mechanisms were analyzed. Moreover, the creep mechanism, corrosion mechanism, surface treatment technology and the solid-state recycling on Mg-Gd-Y-Zr alloys were summarized. At last, further research areas on Mg-Gd-Y-Zr alloys were Mg-Gd-Y-Zr magnesium alloys; high strength and heat resistant; corrosion behavior; aging precipitation; solid-state recycling%Mg-Gd-Y-Zr合金由于具有优异的室温、高温力学性能及抗蠕变性能而成为镁合金研究的热点.本文作者总结国内外Mg-Gd-Y-Zr合金的研究进展,分析熔体纯净化技术开发现状、热变形行为、强化机制以及断裂机制,讨论Mg-Gd-Y-Zr合金蠕变机理、腐蚀机理及表面处理技术的研究情况,并对Mg-Gd-Y-Zr合金固态回收技术进行介绍,最后,对该合金未来的发展方向进行展望.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)011【总页数】10页(P2709-2718)【关键词】Mg-Gd-Y-Zr镁合金;高强耐热;腐蚀行为;时效析出;固态回收【作者】吴文祥;靳丽;董杰;章桢彦;丁文江【作者单位】上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金是目前实际应用中密度较低的金属结构材料，在汽车、航空航天及通讯电子等领域得到了日益广泛的应用。
Mg-Al-Mn-Gd合金的高温压缩行为及其组织稳定性
Mg-Al-Mn-Gd合金的高温压缩行为及其组织稳定性汽车轻量化的提出为镁合金在汽车工业中的应用开辟了新的道路,镁合金是目前在工程应用中最轻的金属结构材料之一。
传统镁合金的成形方法为铸造成形,与之相比,塑性成形镁合金的晶粒尺寸细小、内部组织致密、成分均匀,因而具有更高的强度和更大的延伸率,具有更为广阔的应用空间。
由于镁合金的晶体结构多数为密排六方结构,基体中滑移系数量少,使得其在室温下塑性变形能力不理想,所以镁合金的塑性成形一般在高温下进行。
此外,在镁合金中添加稀土元素同样可以改善镁合金的塑性成形能力。
因而,研究稀土镁合金在高温下的塑性成形过程具有重要意义。
本文在AM50镁合金基础上添加稀土Gd元素形成Mg-Al-Mn-Gd系合金,在变形温度为200℃-400℃,应变速率为O.1s-1～5s-1条件下,采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机对实验合金进行热压缩实验,以研究其流变行为；另外,在热处理温度为200℃、250℃、300℃,热处理时间为4h、8h、12h条件下对实验合金进行均匀化热处理,以研究其组织稳定性；并且采用X射线衍射分析仪(XRD)、激光显微镜、电化学分析仪等测试手段分析实验所得数据。
首先,分析Mg-Al-Mn-Gd系合金的高温塑性变形特点,即分析流变应力曲线和建立本构方程；其次,分析Mg-Al-Mn-Gd系合金热压缩变形条件对显微组织的影响以及实验合金的热压缩塑性变形机制；最后,分析稀土Gd元素对Mg-Al-Mn 系镁合金显微组织的影响,以及均匀化热处理温度和时间对Mg-Al-Mn-Gd系合金的显微组织和腐蚀性能的影响。
本论文主要结论如下：1、Mg-Al-Mn-Gd系合金的高温压缩真应力-真应变曲线呈现出明显的动态再结晶特征,在该过程中变形条件(应变速率、变形温度)对流变应力的影响具有规律性,即：当应变速率越大、变形温度越低时,其流变应力越大,对应的峰值应变也就越大,峰值出现较晚；相反,当应变速率越小、变形温度越高时,其流变应力越小,对应的峰值应变也就越小,峰值提前出现；经计算Mg-4Al-0.29Mn-0.97Gd稀土镁合金在本实验条件下的应力指数n=9.69271、热变形激活能Q=112.24KJ/mol,并且通过回归分析,建立了热压缩本构方程,其中Z参数与应变速率和变形温度有关。
挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金本构方程及加工图
第14卷 第2期 精 密 成 形 工 程2022年2月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING95收稿日期：2021-08-25作者简介：李建平（1964—），男，硕士，教授，主要研究方向为金属成形技术。
挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr 合金本构方程及加工图李建平1，夏祥生2（1. 重庆电子工程职业学院 智能制造与汽车学院，重庆 401331；2. 中国兵器工业第五九研究所，重庆 400039）摘要：目的 通过热模拟实验研究挤压态Mg-8.5Gd-4.5Y-0.7Zn-0.4Zr 合金的本构方程及加工图。
方法 在Gleeble 热模拟机上开展应变速率为0.001~1 s −1，变形温度为300~450 ℃条件下的单轴热压缩实验。
根据动态材料模型，建立合金的热加工图，分析功率耗散因子随变形温度、应变速率和应变的变化规律。
结果 合金的流变应力在不同的变形温度和应变速率下表现出不同的特征，流变应力与变形温度和应变速率的关系可用双曲正弦本构关系来描述，其平均激活能为209.223 kJ/mol ，应力指数为3.442。
合金的失稳区出现在变形温度为420~450 ℃，应变速率为0.1~1 s −1的范围内。
结论 得到了挤压态合金的本构方程，合金最佳热加工工艺参数为变形温度为400 ℃，应变速率为1 s −1。
关键词：镁合金；本构方程；加工图；显微组织DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.02.015中图分类号：TG146.22 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)02-0095-06Constitutive Equation and Processing Map of an As-Extruded Mg-Gd-Y-Zn-Zr AlloyLI Jian-ping 1, XIA Xiang-sheng 2(1. Intelligent Manufacturing and Automobile School, Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing 401331, China;2. No.59 Research Institute of China Ordnance Industry, Chongqing 400039, China) ABSTRACT: The work aims to study the constitutive equation and processing map of an as-extruded Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloy by isothermal compression tests. Homotaxial isothermal compression test was conducted on Gleeble simulated machine at 0.001 s –1 to 1 s –1 and 300 ℃ to 450 ℃. The processing map was established according to dynamic material model. The variation of power dissipation factor with deformation temperature, strain rate and strain was analyzed. The flow stress of the alloy showed different characterizations under different temperature and strain rate. The relationship between flow stress, deformation tem-perature and strain rate can be expressed by hyperbolic sine function. The average activation energy was 209.223 kJ/mol, and the stress exponent was3.442. The deformation temperature in the instability regions of the alloy was 420~450 ℃ and strain rate was 0.1~1 s ‒1. The constitutive equation of the as-extruded alloy is obtained. The optimum hot working condition for as-extruded Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloy is determined to be 400 ℃ and 1 s ‒1.KEY WORDS: magnesium alloy; constitutive equation; processing map; microstructure镁合金由于其质量小、力学性能好等特点，在航空航天和汽车等领域受到了广泛的关注[1-2]。
汽车机械部件用Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织和力学性能
汽车机械部件用Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织和力学性能邵立新;韩建国【摘要】Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金具有较高的强度和优异的综合力学性能.对超高强铝合金板进行了不同工艺参数的搅拌摩擦焊接,结果表明:所有接头的NZ 组织均为细小的等轴晶粒,且晶粒尺寸伴随焊接速度的升高而减小,伴随焊头旋转速度的增加而增加.接头显微硬度的最大差值为100 HV,这导致焊接接头具有严重的严重机械异质性.相比于母材,焊接接头的拉伸性能明显下降.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)003【总页数】6页(P99-104)【关键词】高强铝合金;搅拌摩擦焊;拉伸性能【作者】邵立新;韩建国【作者单位】河南职业技术学院,河南郑州450000;河南职业技术学院,河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TG457.14搅拌摩擦焊接（FSW）是一种固相焊接方法，其焊接接头组织变化小、残余应力小、尺寸稳定，无需保护气体和填充金属，且可用于铝合金材料的焊接，如7XXX系列。
搅拌摩擦焊接接头的组织和力学性能受材料流动行为和热循环的影响，而这两者都与焊接参数有关，如焊接速度、旋转速度和搅拌头的几何形状等。
相关研究人员对FSW过程中的组织演变进行了研究，并阐明焊接工艺参数对不同铝合金FSW接头的显微组织及力学性能的影响[1]。
对于不同的铝合金材料，FSW参数对接头性能的影响也是不同的。
作为重要的轻金属结构材料，Al-Zn-Mg-Cu系合金在汽车行业广泛使用，这是因为铒（Er）的添加使Al-Zn-Mg-Cu铝合金材料的晶粒大大细化，使其不仅有较高的强度，而且有良好的塑性和断裂韧性。
目前，关于焊接参数对Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金的焊接性和力学性能的影响还没有相关报道[2]。
因此，通过实验研究了汽车用Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金的可焊性，并分析了焊接参数对FSW 接头的微观组织和力学性能的影响。
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应 力一应 变曲线 的应 变率特 性 ．研 究 Ｆ Ｐ加 工 前后 该合 金 的动 态 力 学性能 的 变化 情 况。结 果表 明 ： Ｓ
Ｆ Ｐ加 工 使 Ｍ ｇ Ｚｎ Ｎｄ Ｚ 合 金 的 动 态 力 学 性 能 得 到 很 大提 高 。 Ｓ — — — ｒ
关 键 词 ：Ｍ ｇ Ｚ — — 镁 合 金 ；搅 拌 摩 擦 加 工 ； 动 态应 力 一 变 — ｎ Ｎｄ Ｚｒ 应
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载 荷 的作用 ．这是 一个 短历 时 的过 程 ，意味 着较 高 的加
载 速 率 和 不 同 的 变 形 机 制 ， 这 是 通 常 所 说 的 应 变 率 效 应 ，然 而 在 动 态 载 荷 作 用 下 ． 即 当惯 性 效 应 不 能 忽 略 时 问 题 变 得 十 分 复 杂 。 至 今 ，无 论 是 理 论 分 析 还 是 实 验 研
Ｍ ａ ． ０１１ ｒ． ２
文 章 编 号 ： １ ０ — ６ ３ （ ０ ）０ — ８ — ３ ０２６７ ２ １ １ ２０３０
搅拌摩擦加工后 Ｍｇ Ｚ ｄ Ｚ 合金 的动态应 力一 变行 为 …ｎＮ ｒ 应
吕勤 云 ，王 春 净 ，高 运 奎
（ 空军 第 一 航 空 学 院 ，河南 信 阳 ４４ ０ ） ６ ００
中 图 分 类 号 ：Ｔ ６ Ｈ１ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ．０ １ ２０ １ ｏ： ．９ ９ ｉｓｎ１０ — ６ ３２ １ ． ． １ ｉ ０ ３
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ｋｎｏ ｉｓｎ压 杆 实 验 装 置 对 Ｆ Ｐ 处 理 前 后 的 Ｍ ｇ ｚ — — ｒ 金 进 行 动 态 冲 击 实验 ， 通 过 分 析 其 动 态 Ｓ — ｎ Ｎｄ Ｚ 合
第２ ４卷 第 ２期
２１ ０ １年 ３月
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｎ ＆ Ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ａ ｈｎ ｒ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｖ ｌｐ ｅ ｔ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍ ｃ ｉ ｅｙ ｌｃｒ ａ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ
机 电 产 品 开 发 与 剀 新
Ｖｏ１ ４． ２ ． Ｎｏ． ２
（ ｈ ｉｔ ｉ ｒ ｏｅｅｏ Ａｒ ｒ ，Ｘ ｎａｇ ｎｎ ４ ４０ ，Ｃ ｉ ） Ｔ ｅ ｒ ｒ ａ Ｃ ｌｇ ｆ ｉｏｃ Ｆ ｓＡ ｃ ｆ ｌ ｔ ｆ ｅ ｉｙｎ ａ ６００ ｈｎ Ｈｅ ａ
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究工 作都 是很 不够 的 ，经 Ｆ Ｐ处 理后 的镁合 金 的动态 应 Ｓ 力一 应变 行 为 研 究更 是 无 人 问津 。本 研究 选 取 目前 在 航 空 航天 工业 中比较 常用 的一种 稀 土镁 合金 Ｍｇ Ｚ — ｄ Ｚ － ｎＮ —ｒ
合 金 作 为 研 究 对 象 ． 这 种 以稀 土 金 属 钕 为 主 要 添 加 元 素 的稀 土镁 合金 已扩 大 用 于 直 升 机 ＷＺ ６发 动 机 后 减 速 机
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ＡＺ９１； ｆ ｃｉｎ ｔｒｐ ｏｃ ｓｉ ｄｓ ｉ ｏ ｓ ｒ ｅｓ ｒ ｔ ｉ ｎｇ； ｍｉｒ ｓｒ ｃｕｒ ｒ ｐｅｔ ｃｏ ｔｕ ｔ ｅｐ ｏ ｒｙ
０ 引言
搅 拌 摩 擦 焊 Ｆ Ｗ （ ｒ ｔ ｎＳｉ Ｗｅｄｎ ）是 英 国 焊 Ｓ Ｆｉ ｉ ｔ ｌｉｇ ｃｏ ｒ 接研究所 Ｔ ＷＩ （ ｈ ｌｉｇＩｓｉ ｔ） 针 对 焊 接 性 差 的 Ｔ ｅＷｅｄｎ ｎｔｕｅ ｔ 铝 合 金 、 镁 合 金 等 轻 质 有 色 金 属 开 发 的 一 种 新 型 固 相 连