不同应变速率下az31镁合金变形及断裂行为研究

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1、硕士学位论文不同应变速率下AZ31镁合金变形及断裂行为研究RESEARCHONDEFORMATIONANDFRACTUREBEHAVIOROFAZ31MAGNESIUMALLOYUNDERDIFFERENTSTRAINRATES焦冉哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文不同应变速率下AZ31镁合金变形及断裂行为研究硕士研究生：焦冉导师：甄良教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年

2、6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG146.2U.D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDEFORMATIONANDFRACTUREBEHAVIOROFAZ31MAGNESIUMALLOYUNDERDIFFERENTSTRAINRATESCandidate：JiaoRanSupervisor：Prof.ZhenLiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEnginee

3、ringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateforDefence:June.,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要镁合金因其轻质高强、抗冲击性能高，在航空航天领域有着广泛的应用前景。本课题对准静态、中速、高速变形条件下镁合金的变形行为进行研究，采用万能材料试验机、热模拟试验机

4、及分离式霍普金森压杆对挤压态AZ31镁合金-3-1-1-11-13-1进行了10s、10s、10s的中低应变速率及10s的高应变速率的压缩变形，得到了相应的变形力学行为，通过OM、SEM、EBSD及TEM等组织表征方法研究了不同应变速率下材料的微观组织演化规律，探讨了不同应变速率下材料的变形微观机制。材料在沿挤压向和横向压缩变形时表现出不同的力学行为，分别为孪生变形主导和滑移变形主导。材料在高应变速率和中低应变速率的变形力学行为有较大的差异：中低应变速率下变形时，随着应变速率的提高，力学性能的变化为强度的提高和塑

5、性的下降；而高应变速率变形时为材料的强度和塑性均提高。中低应变速率下材料对于应变速率的敏感性较低，变形过程基本相同：材料变形开始后试样中的孪晶开始形核并逐渐长大，数量增多，晶体取向不断发生变化，部分非基面滑移系开启，晶体中位错密度逐渐增加，位错与孪生变形相互协调和转换。在变形后期孪生变形基本饱和，达到约80%，应力水平较高，在晶界、孪晶界及位错塞积处产生较强的应力集中，诱发裂纹的产生，最后试样发生断裂。随着应变速率的增加，孪生变形作用先增强后减弱，滑移作用先减弱更增加。断1-1裂时断口附近的裂纹尺寸增加，应变速率

6、为10s时，断口附近出现局部形变带。-1高应变速率下，应变速率为3000s时变形组织中开始出现绝热剪切带，其尺寸逐渐增加、贯穿整个试样、导致试样整体断裂。高应变速率下变形后较大的晶粒中易形成贯穿晶粒的细长条带，由压缩孪晶演化而来，易发展为裂纹。试样中均有活跃的孪生和滑移活动，孪晶类型有{1012}拉伸孪晶和{1011}压缩孪晶，孪晶内部和孪晶周围基体中有很高密度的位错，随着应变速率的升高，孪晶的界面发生弯曲，孪晶转变量逐渐增加，孪晶、位错及其相互之间的作用更加剧烈。关键词：AZ31镁合金；压缩变形；应变速率；孪生

7、变形；滑移变形I哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractMagnesiumalloyshaveabroadapplicationprospectinthefieldofaerospaceforitslightweight,highstrengthandhighshockresistance.ThistopicstudiesthedeformationbehaviorofextrudedAZ31magnesiumalloysundertheconditionofstatic,mediumandhighstrain

8、rate,usingtheuniversalmaterialtestingmachine,thermalsimulationtestingmachineandsplitHopkinsonpressurebartorealizethelowstrain-3-1-1-11-13-1ratesof10s,10sand10s,thehighstrainratesof10s,weg