变形条件对az31镁合金超塑性变形影响

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文主要研究了试验温度、应变速率等变形条件及晶粒度对冷轧退火后AZ31镁合金超塑性变形的影响，以及促使AZ31镁合金获得工业化生产所需的最佳变形条件。采用冷轧处理来细化AZ31镁合金晶粒。冷轧组织的细化主要通过静态再结晶完成。在-4-2-1150～350℃的试验温度范围内和1×10～1×10s的应变速率下进行拉伸实验，研究表明，随-4-1着试验温度的升高，流变应力单调递减，而温度在350℃，应变速率为1×10s时，延伸率增加到220%，流变应力却只有2.96MPa。AZ31镁合

2、金在150～300℃，变形激活能为90kJ/mol，与镁的晶界扩散激活能相近，变形机制是晶界扩散控制的位错蠕变机制（n=5，p=3）；在300～350℃时的变形激活能是123kJ/mol，与镁的体扩散激活能相近，其变形机制是晶格扩散控制的晶界滑移（n=2，p=2）。追求晶粒细化是提高镁合金超塑性的有效方法。但是对于工业化生产所需的变形条件，AZ31的晶粒度有一个限度，晶粒太细小导致晶粒长大倾向加大，变形的流动应力加大。基于AZ31超塑性变形行为的本构方程，可以在变形关系的曲线图中得到一个感兴趣区域，从而获得最

3、佳的变形条件。满足工业化生产的AZ31变形条件是：成形温度350℃左右，应变速率约-4-1为1×10s，晶粒尺寸大约为7µm。最后，利用有限元分析软件对AZ31镁合金拉伸试验进行模拟。结果直观地显示了各阶段应力应变分布及试样的变形过程，仿真屈服强度、最大抗拉强度及颈缩部位等与试验实测值吻合较好。关键词：超塑性，高温变形机理，激活能，数值模拟，AZ31I变形条件对AZ31镁合金超塑性变形的影响AbstractInthispaper,theeffectofdeformationconditionsonthesup

4、erplasticdeformationofAZ31alloywasinvestigatedthroughtensiletestsunderdifferenttemperaturesandstrainrates.Themethodofcold-rollingwasconductedtohot-rolledAZ31plateforgrainrefinement.Thesubsequentannealingatthetemperatureabovetherecrystallizationprovidedstati

5、crecrystallizationandobtainedgrainrefinementmicrostructure.Tensiletestswerecarriedoutunderconstantstrainrate-4-2-1withtherangeof1×10～1×10sat150～350℃.Theresultsobtainedshowedthattheflowstresswasdecreasedwithhighertemperatures,theelongationwasincreasedtonear2

6、20%,andtheflow-4-1stresswasaslowas2.96MPaunderthestrainrateof1×10sat350℃.Inthetemperaturerangeof150～300℃ofsuperplasticdeformationofAZ31,thedeformationactivationenergyis90kJ/mol,whichissimilartoactivationenergyofgrainboundarydiffusionofmagnesium,thedeformati

7、onmechanismisdeducedtodislocationcreepcontrolledbygrainboundarydiffusion(n=5,p=3).Inthetemperaturerangeof300～350℃,thedeformationactivationenergyis123kJ/mol,whichissimilartoactivationenergyoflatticediffusionofmagnesium,thedeformationmechanismisdeducedtograin

8、boundaryslipcontrolledbylatticediffusion(n=5,p=2).Grainrefinementisaneffectivewaytoimprovesuperplasticityofthemagnesiumalloy.However,forthedeformationconditionsofAZ31neededforindustrialapplication,grai