160°轉(zhuǎn)角ECAP和EPT處理對AZ61鎂合金微觀組織和力學性能的影響
發(fā)布時間:2021-04-29 11:19
鎂合金是目前最輕質(zhì)的金屬結(jié)構(gòu)材料,在當前節(jié)能減排的大背景下有望在未來工程領(lǐng)域中獲得更為廣泛的應用。由于鎂合金Hall-Petch常數(shù)高達320MPam0.5,細晶強化也被認為是鎂合金最為有效的強化手段之一。本文致力于獲取鎂合金的細晶組織以求改善鎂合金的力學性能。根據(jù)最新鎂合金晶粒細化的研究成果和課題組之前所獲得的實驗結(jié)果,本文設計了160°等通道轉(zhuǎn)角擠壓模具(Equal Channel Angular Pressing,ECAP。ECAP變形處理后的試樣按照其擠壓溫度和擠壓道次命名,如100℃下ECAP變形3道次命名為100℃-3),其較小的單道次應變量能夠?qū)崿F(xiàn)對AZ61鎂合金的低溫累積變形。本次試驗設計了兩種晶粒細化工藝:其一是分別在100℃,150℃,200℃和250℃下ECAP累積變形獲得變形組織,而后進行電脈沖處理(Electropulsing Treatment,EPT。EPT處理后的試樣按照脈寬和處理時間命名,如脈寬為30μs處理時間為5min命名為30μs-5min)獲取細晶組織(命名為ECAP+EPT);其二是在150℃下ECAP變形八道次而后降低...
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 鎂及鎂合金概述
1.1.1 鎂及鎂合金特點
1.1.2 鎂合金的分類
1.2 鎂及鎂合金的強化方法
1.2.1 應變強化
1.2.2 固溶強化
1.2.3 第二相強化
1.2.4 細晶強化
1.3 鎂合金的塑性變形機制
1.3.1 滑移
1.3.2 鎂合金的孿生
1.4 鎂合金的再結(jié)晶
1.4.1 低溫動態(tài)再結(jié)晶(low-temperature dynamic recrystallization,LTDRX)
1.4.2 連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(continuous dynamic recrystallization,CDRX)
1.4.3 非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(discontinuous dynamic recrystallization,DDRX)
1.4.4 孿生動態(tài)再結(jié)晶(Twinning dynamic recrystallization,TDRX)
1.5 大塑性變形技術(shù)(SPD,severe plastic deformation)
1.5.1 高壓扭轉(zhuǎn)(HPT,high pressure torsion)
1.5.2 累積疊軋(ARB,accumulative roll bonding)
1.5.3 等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP,equal channel angular pressing)
1.6 電脈沖的特性及發(fā)展應用
1.6.1 電脈沖對靜態(tài)再結(jié)晶的影響
1.6.2 電脈沖對第二相固溶的影響
1.6.3 電脈沖對于相變的影響
1.7 研究背景
1.8 研究內(nèi)容
第二章實驗方法
2.1 實驗材料
2.2 實驗設備
2.3 實驗方案
第三章 AZ61等通道轉(zhuǎn)角擠壓塑性變形及電脈沖處理后的微觀組織和力學性能
3.1 ECAP+EPT晶粒細化工藝
3.1.1 ECAP處理后的AZ61 微觀組織
3.1.2 ECAP處理后的AZ61 鎂合金力學性能
3.1.3 ECAP+EPT工藝處理后的AZ61 微觀組織
3.1.4 ECAP+EPT工藝處理后的AZ61 力學性能
3.2 ECAP-va+EPT晶粒細化工藝
3.2.1 ECAP-va變形處理后的AZ61 微觀組織
3.2.2 ECAP-va+EPT工藝處理后的AZ61 微觀組織
3.2.3 ECAP-va+EPT工藝處理后的AZ61 力學性能
3.3 本章小結(jié)
第四章 大角度等通道轉(zhuǎn)角擠壓變形的特點和電脈沖處理下AZ61 靜態(tài)再結(jié)晶機制
4.1 大角度等通道轉(zhuǎn)角擠壓變形的特點
4.2 大角度等通道轉(zhuǎn)角擠壓下的儲存能與屈服強度間的關(guān)系
4.3 ECAP-va+EPT與ECAP+EPT兩種晶粒細化工藝對晶粒的細化作用
4.4 電脈沖過程能量變化及晶粒細化機制
4.4.1 電脈沖過程中的能量變化
4.4.2 電脈沖過程中的晶粒細化機制
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂合金動態(tài)再結(jié)晶的研究現(xiàn)狀[J]. 陳先華,汪小龍,張志華. 兵器材料科學與工程. 2013(01)
[2]TC4-DT鈦合金高溫熱變形行為研究[J]. 王小芳,陳明和,陳偉,朱知壽. 航空材料學報. 2012(01)
[3]鎂合金等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程中的晶粒細化機制[J]. 何運斌,潘清林,劉曉艷,李文斌. 中國有色金屬學報. 2011(08)
[4]Mg-Al系鎂合金離異共晶β相的研究[J]. 夏鵬舉,蔣百靈,張菊梅,張繼源,袁森. 特種鑄造及有色合金. 2007(05)
[5]鎂合金的動態(tài)再結(jié)晶[J]. 陳振華,許芳艷,傅定發(fā),夏偉軍. 化工進展. 2006(02)
[6]鎂及鎂合金動態(tài)再結(jié)晶研究進展[J]. 劉楚明,劉子娟,朱秀榮,周海濤. 中國有色金屬學報. 2006(01)
[7]鎂合金塑性變形機制[J]. 余琨,黎文獻,王日初. 中國有色金屬學報. 2005(07)
[8]鑄造鎂合金的應用和技術(shù)進展[J]. 陳宗民. 鑄造設備研究. 2005(02)
[9]超輕Mg-Li-Al系變形鎂合金冷軋及熱處理后的組織和性能[J]. 李紅斌,姚廣春,劉宜漢,吉海濱. 功能材料. 2005(04)
[10]鎂合金的表面處理及其發(fā)展趨勢[J]. 李瑛,余剛,劉躍龍,葉立元,郭小華. 表面技術(shù). 2003(02)
博士論文
[1]軋制超塑性Mg-9Al-1Zn-0.4Sn鎂合金組織演化與變形機制[D]. 于照鵬.吉林大學 2017
[2]稀土Y對β相Mg-Li-Al系合金顯微組織和力學性能的影響[D]. 牛中毅.哈爾濱工程大學 2015
[3]細晶Mg-Zn-Y合金的制備、組織、性能及強化機理[D]. 徐春杰.西安理工大學 2007
[4]等通道角擠壓變形鎂合金微觀組織與力學性能研究[D]. 靳麗.上海交通大學 2006
碩士論文
[1]晶粒取向與預置孿晶對軋制鎂合金壓縮變形行為的影響[D]. 侯忞健.太原理工大學 2018
[2]鎂合金織構(gòu)及對力學各向異性影響的研究[D]. 楊倩.武漢科技大學 2013
[3]電脈沖作用下鎂合金動態(tài)再結(jié)晶的機理研究[D]. 徐青.清華大學 2011
本文編號:3167433
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 鎂及鎂合金概述
1.1.1 鎂及鎂合金特點
1.1.2 鎂合金的分類
1.2 鎂及鎂合金的強化方法
1.2.1 應變強化
1.2.2 固溶強化
1.2.3 第二相強化
1.2.4 細晶強化
1.3 鎂合金的塑性變形機制
1.3.1 滑移
1.3.2 鎂合金的孿生
1.4 鎂合金的再結(jié)晶
1.4.1 低溫動態(tài)再結(jié)晶(low-temperature dynamic recrystallization,LTDRX)
1.4.2 連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(continuous dynamic recrystallization,CDRX)
1.4.3 非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶(discontinuous dynamic recrystallization,DDRX)
1.4.4 孿生動態(tài)再結(jié)晶(Twinning dynamic recrystallization,TDRX)
1.5 大塑性變形技術(shù)(SPD,severe plastic deformation)
1.5.1 高壓扭轉(zhuǎn)(HPT,high pressure torsion)
1.5.2 累積疊軋(ARB,accumulative roll bonding)
1.5.3 等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP,equal channel angular pressing)
1.6 電脈沖的特性及發(fā)展應用
1.6.1 電脈沖對靜態(tài)再結(jié)晶的影響
1.6.2 電脈沖對第二相固溶的影響
1.6.3 電脈沖對于相變的影響
1.7 研究背景
1.8 研究內(nèi)容
第二章實驗方法
2.1 實驗材料
2.2 實驗設備
2.3 實驗方案
第三章 AZ61等通道轉(zhuǎn)角擠壓塑性變形及電脈沖處理后的微觀組織和力學性能
3.1 ECAP+EPT晶粒細化工藝
3.1.1 ECAP處理后的AZ61 微觀組織
3.1.2 ECAP處理后的AZ61 鎂合金力學性能
3.1.3 ECAP+EPT工藝處理后的AZ61 微觀組織
3.1.4 ECAP+EPT工藝處理后的AZ61 力學性能
3.2 ECAP-va+EPT晶粒細化工藝
3.2.1 ECAP-va變形處理后的AZ61 微觀組織
3.2.2 ECAP-va+EPT工藝處理后的AZ61 微觀組織
3.2.3 ECAP-va+EPT工藝處理后的AZ61 力學性能
3.3 本章小結(jié)
第四章 大角度等通道轉(zhuǎn)角擠壓變形的特點和電脈沖處理下AZ61 靜態(tài)再結(jié)晶機制
4.1 大角度等通道轉(zhuǎn)角擠壓變形的特點
4.2 大角度等通道轉(zhuǎn)角擠壓下的儲存能與屈服強度間的關(guān)系
4.3 ECAP-va+EPT與ECAP+EPT兩種晶粒細化工藝對晶粒的細化作用
4.4 電脈沖過程能量變化及晶粒細化機制
4.4.1 電脈沖過程中的能量變化
4.4.2 電脈沖過程中的晶粒細化機制
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂合金動態(tài)再結(jié)晶的研究現(xiàn)狀[J]. 陳先華,汪小龍,張志華. 兵器材料科學與工程. 2013(01)
[2]TC4-DT鈦合金高溫熱變形行為研究[J]. 王小芳,陳明和,陳偉,朱知壽. 航空材料學報. 2012(01)
[3]鎂合金等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程中的晶粒細化機制[J]. 何運斌,潘清林,劉曉艷,李文斌. 中國有色金屬學報. 2011(08)
[4]Mg-Al系鎂合金離異共晶β相的研究[J]. 夏鵬舉,蔣百靈,張菊梅,張繼源,袁森. 特種鑄造及有色合金. 2007(05)
[5]鎂合金的動態(tài)再結(jié)晶[J]. 陳振華,許芳艷,傅定發(fā),夏偉軍. 化工進展. 2006(02)
[6]鎂及鎂合金動態(tài)再結(jié)晶研究進展[J]. 劉楚明,劉子娟,朱秀榮,周海濤. 中國有色金屬學報. 2006(01)
[7]鎂合金塑性變形機制[J]. 余琨,黎文獻,王日初. 中國有色金屬學報. 2005(07)
[8]鑄造鎂合金的應用和技術(shù)進展[J]. 陳宗民. 鑄造設備研究. 2005(02)
[9]超輕Mg-Li-Al系變形鎂合金冷軋及熱處理后的組織和性能[J]. 李紅斌,姚廣春,劉宜漢,吉海濱. 功能材料. 2005(04)
[10]鎂合金的表面處理及其發(fā)展趨勢[J]. 李瑛,余剛,劉躍龍,葉立元,郭小華. 表面技術(shù). 2003(02)
博士論文
[1]軋制超塑性Mg-9Al-1Zn-0.4Sn鎂合金組織演化與變形機制[D]. 于照鵬.吉林大學 2017
[2]稀土Y對β相Mg-Li-Al系合金顯微組織和力學性能的影響[D]. 牛中毅.哈爾濱工程大學 2015
[3]細晶Mg-Zn-Y合金的制備、組織、性能及強化機理[D]. 徐春杰.西安理工大學 2007
[4]等通道角擠壓變形鎂合金微觀組織與力學性能研究[D]. 靳麗.上海交通大學 2006
碩士論文
[1]晶粒取向與預置孿晶對軋制鎂合金壓縮變形行為的影響[D]. 侯忞健.太原理工大學 2018
[2]鎂合金織構(gòu)及對力學各向異性影響的研究[D]. 楊倩.武漢科技大學 2013
[3]電脈沖作用下鎂合金動態(tài)再結(jié)晶的機理研究[D]. 徐青.清華大學 2011
本文編號:3167433
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