AZ31B鎂合金板材溫?zé)崴苄宰冃螜C(jī)制與成形極限的實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、鎂合金作為目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度/比剛度高、導(dǎo)熱性好、阻尼減振、電磁屏蔽、易回收等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車、電子通信、國防等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。鎂合金板材成形技術(shù)可以獲得綜合力學(xué)性能優(yōu)良的零件，但目前尚未得到廣泛應(yīng)用，一方面由于鎂合金常溫塑性差且變形機(jī)制復(fù)雜，另一方面鎂合金板材塑性變形理論還處于起步階段，遠(yuǎn)未完善。通過實(shí)驗(yàn)與模擬方法研究鎂合金板材成形中變形行為和微觀機(jī)制及其相互關(guān)系，具有重要的理論價(jià)值和一定的實(shí)際意義。

2、>　　本文選用AZ31B鎂合金板材作為研究對象，圍繞溫?zé)釛l件下鎂合金板材變形開展了較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和晶體塑性模擬，分析了變形機(jī)制的演化規(guī)律及其對板材性能的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.溫?zé)釛l件下AZ31B板材單軸加載實(shí)驗(yàn)研究
　　在100~300℃下對AZ31B板材開展了系統(tǒng)的單向拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)，分析了溫度、應(yīng)變率、加載模式等變形條件對AZ31B板材力學(xué)性能及各向異性演化的影響；通過金相觀察、X射線衍射(XRD)及電子背散

3、射衍射(EBSD)等表征方法，分析了鎂合金板材變形過程中微觀組織及織構(gòu)取向的演化；在AZ31B板材溫?zé)嶙冃沃?，首次發(fā)現(xiàn)厚向異性指數(shù)(r值)異常演化規(guī)律與板條狀微觀組織的形成，并分析了此類現(xiàn)象的產(chǎn)生條件。
　　2.基于多晶體塑性模型的AZ31B板材微觀變形機(jī)制演化分析
　　采用多晶體粘塑性自洽模型(Visco-Plastic Self-Consistent，VPSC模型)對 AZ31B板材在100~200℃和0~0.2應(yīng)變時(shí)單

4、軸加載實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，定量分析了不同滑移模式及孿晶等變形機(jī)制的演化規(guī)律；系統(tǒng)分析了不同變形機(jī)制對晶粒取向演化的影響，結(jié)合變形機(jī)制開動(dòng)率分析了鎂合金板材宏觀性能與織構(gòu)演化規(guī)律；加載模式?jīng)Q定了變形中的主導(dǎo)變形機(jī)制，而不同變形機(jī)制的開動(dòng)率演化受溫度及應(yīng)變顯著影響，在200℃沿軋制方向壓縮時(shí)，柱面滑移與基面滑移開動(dòng)率隨加載模式不同的演化導(dǎo)致了r值的異常。
　　3.AZ31B板材多晶體塑性-動(dòng)態(tài)再結(jié)晶建模與分析
　　耦合動(dòng)態(tài)

5、再結(jié)晶和多晶體塑性理論，引入基于位錯(cuò)密度演化的硬化方程，建立了一種多晶體塑性-動(dòng)態(tài)再結(jié)晶計(jì)算模型(VPSC-DRX模型)；實(shí)現(xiàn)了宏觀應(yīng)力應(yīng)變、微觀變形機(jī)制、織構(gòu)演化與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶成核、長大過程的集成模擬；基于VPSC-DRX模型，分析了AZ31B板材變形中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶對AZ31B板材變形機(jī)制的影響隨加載模式而不同，盡管不會改變主導(dǎo)變形機(jī)制類型，卻顯著改變其開動(dòng)率，并且會降低織構(gòu)強(qiáng)度；在200℃沿軋制方向壓縮時(shí)，基面滑