LZ92鎂鋰合金熱變形行為
發(fā)布時間:2022-01-06 05:28
LZ92鎂鋰合金在210~300℃、0.001~1 s-1條件下進行等溫壓縮試驗,分析合金流變行為,根據(jù)應力峰值建立合金的熱變形本構方程。結果表明:應力峰值隨變形溫度升高而減小,隨應變率增大而增大。該本構方程能較好預測合金的應力峰值,變形激活能Q為108 291.51 J/mol。試驗驗證,該本構方程預測的應力峰值精度較高,平均相對誤差為8.55%,相關系數(shù)為0.98。
【文章來源】:兵器材料科學與工程. 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
LZ92鎂鋰合金擠壓態(tài)顯微組織[19]
圖2為不同變形的LZ92鎂鋰合金真應力-真應變曲線?芍,不同變形的流變應力變化趨勢基本相同:急劇上升-逐漸下降-趨于水平。原因是當合金變形量較小時,位錯密度迅速增加,發(fā)生積塞,加工硬化起主導作用。隨應變量的增加,動態(tài)軟化效應增強,軟化效應逐步大于加工硬化效果,軟化效應起主導作用。變形量繼續(xù)增加,動態(tài)熱軟化作用與加工硬化作用達到穩(wěn)態(tài)平衡,流變應力呈水平鋸齒形波動,直至試樣斷裂而迅速下降。表1為不同應變速率和溫度條件下的應力峰值。可知,應力峰值隨變形溫度降低和應變率增大而升高。是因為變形溫度較低時,α相hcp結構滑移系臨界剪切應力較高,材料的變形抗力較大。此外低溫晶界移動速率較慢,位錯移動受抑制作用及位錯湮滅機制的發(fā)生[20];當變形溫度升高,柱面和錐面的滑移系臨界剪切應力迅速下降,達到激活條件的柱面和錐面滑移系參與塑性變形,此時應力峰值降低。在高應變速率下變形時,材料發(fā)生的塑性變形時間很短,晶體位錯密度增長迅速,動態(tài)回復和再結晶引起位錯湮滅來不及抵消位錯增長量,位錯在晶界處聚集,密度增大,位錯運動的阻力也隨之增加。因此,變形溫度和應變速率是影響LZ92鎂鋰合金塑性變形的重要因素,也是塑性成形工藝參數(shù)設計時必須考慮的重要因素。
Zener等[22]提出Zener-Hollomon指數(shù)方程可用于描述應變速率ε?和變形溫度T對流變應力的影響規(guī)律,其表達式:對式(8)兩邊對數(shù)化解可求出n的表達式為?ln Z/?[sinh(ασ)]。圖4為ln Z與[sinh(ασ)]的關系圖。根據(jù)線性擬合的斜率和Y軸截距可求得n=3.747 18,ln A=22.663 82,A=6.96×109。因此在變形溫度為483~573K、應變率為0.001~1 s-1條件下,LZ92鎂鋰合金的Ar‐rhenius本構方程模型表達式:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂鋰合金強化行為研究進展[J]. 蔡祥,喬巖欣,許道奎,李傳強,楊蘭蘭,周慧玲. 材料導報. 2019(S2)
[2]熱軋及退火Mg-5Li-1Al板材的組織及力學性能演變(英文)[J]. 李瑞紅,陳志軍,蔣斌,潘復生. 稀有金屬材料與工程. 2018(12)
[3]預孿晶AQ80鎂合金熱壓縮本構方程及熱加工圖[J]. 尹振入,盧立偉,劉曉燁,盛坤,劉楚明. 中國有色金屬學報. 2018(08)
[4]Mg-Zn-Zr-Y合金高溫塑性變形本構模型及流變行為預測[J]. 陳寶東,郭鋒,溫靜,馬文,蔡會生,劉亮. 稀有金屬材料與工程. 2017(11)
[5]擠壓態(tài)Mg-9Li-3Al-1.6Y合金的熱變形行為[J]. 王寶,楊艷,彭曉東,楊國慶,李俊辰. 兵器材料科學與工程. 2017(04)
[6]熱處理對雙相Mg-8Li-4Al-3Zn-La合金組織與性能的影響[J]. 吳洪超,唐玲玲,趙永好. 材料科學與工程學報. 2017(02)
[7]航天用超輕鎂鋰合金研究進展[J]. 馮凱,李丹明,何成旦,陳學康. 特種鑄造及有色合金. 2017(02)
[8]擠壓比對LZ92雙相鎂鋰合金組織與力學性能的影響[J]. 姜炳春,王淑萍,劉方方,唐聯(lián)耀,李真真. 有色金屬工程. 2017(01)
[9]鑄態(tài)AZ31B鎂合金流動應力預測模型研究[J]. 朱艷春,黃慶學,葉力平,黃志權,馬立峰,秦建平. 稀有金屬材料與工程. 2016(10)
[10]Al-Li-Cu-Mg-Zn-Ag合金的熱變形特征與加工圖研究[J]. 孫寶慶,閆曉東,楊勝利,姚勇. 稀有金屬. 2017(09)
本文編號:3571825
【文章來源】:兵器材料科學與工程. 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
LZ92鎂鋰合金擠壓態(tài)顯微組織[19]
圖2為不同變形的LZ92鎂鋰合金真應力-真應變曲線?芍,不同變形的流變應力變化趨勢基本相同:急劇上升-逐漸下降-趨于水平。原因是當合金變形量較小時,位錯密度迅速增加,發(fā)生積塞,加工硬化起主導作用。隨應變量的增加,動態(tài)軟化效應增強,軟化效應逐步大于加工硬化效果,軟化效應起主導作用。變形量繼續(xù)增加,動態(tài)熱軟化作用與加工硬化作用達到穩(wěn)態(tài)平衡,流變應力呈水平鋸齒形波動,直至試樣斷裂而迅速下降。表1為不同應變速率和溫度條件下的應力峰值。可知,應力峰值隨變形溫度降低和應變率增大而升高。是因為變形溫度較低時,α相hcp結構滑移系臨界剪切應力較高,材料的變形抗力較大。此外低溫晶界移動速率較慢,位錯移動受抑制作用及位錯湮滅機制的發(fā)生[20];當變形溫度升高,柱面和錐面的滑移系臨界剪切應力迅速下降,達到激活條件的柱面和錐面滑移系參與塑性變形,此時應力峰值降低。在高應變速率下變形時,材料發(fā)生的塑性變形時間很短,晶體位錯密度增長迅速,動態(tài)回復和再結晶引起位錯湮滅來不及抵消位錯增長量,位錯在晶界處聚集,密度增大,位錯運動的阻力也隨之增加。因此,變形溫度和應變速率是影響LZ92鎂鋰合金塑性變形的重要因素,也是塑性成形工藝參數(shù)設計時必須考慮的重要因素。
Zener等[22]提出Zener-Hollomon指數(shù)方程可用于描述應變速率ε?和變形溫度T對流變應力的影響規(guī)律,其表達式:對式(8)兩邊對數(shù)化解可求出n的表達式為?ln Z/?[sinh(ασ)]。圖4為ln Z與[sinh(ασ)]的關系圖。根據(jù)線性擬合的斜率和Y軸截距可求得n=3.747 18,ln A=22.663 82,A=6.96×109。因此在變形溫度為483~573K、應變率為0.001~1 s-1條件下,LZ92鎂鋰合金的Ar‐rhenius本構方程模型表達式:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂鋰合金強化行為研究進展[J]. 蔡祥,喬巖欣,許道奎,李傳強,楊蘭蘭,周慧玲. 材料導報. 2019(S2)
[2]熱軋及退火Mg-5Li-1Al板材的組織及力學性能演變(英文)[J]. 李瑞紅,陳志軍,蔣斌,潘復生. 稀有金屬材料與工程. 2018(12)
[3]預孿晶AQ80鎂合金熱壓縮本構方程及熱加工圖[J]. 尹振入,盧立偉,劉曉燁,盛坤,劉楚明. 中國有色金屬學報. 2018(08)
[4]Mg-Zn-Zr-Y合金高溫塑性變形本構模型及流變行為預測[J]. 陳寶東,郭鋒,溫靜,馬文,蔡會生,劉亮. 稀有金屬材料與工程. 2017(11)
[5]擠壓態(tài)Mg-9Li-3Al-1.6Y合金的熱變形行為[J]. 王寶,楊艷,彭曉東,楊國慶,李俊辰. 兵器材料科學與工程. 2017(04)
[6]熱處理對雙相Mg-8Li-4Al-3Zn-La合金組織與性能的影響[J]. 吳洪超,唐玲玲,趙永好. 材料科學與工程學報. 2017(02)
[7]航天用超輕鎂鋰合金研究進展[J]. 馮凱,李丹明,何成旦,陳學康. 特種鑄造及有色合金. 2017(02)
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[9]鑄態(tài)AZ31B鎂合金流動應力預測模型研究[J]. 朱艷春,黃慶學,葉力平,黃志權,馬立峰,秦建平. 稀有金屬材料與工程. 2016(10)
[10]Al-Li-Cu-Mg-Zn-Ag合金的熱變形特征與加工圖研究[J]. 孫寶慶,閆曉東,楊勝利,姚勇. 稀有金屬. 2017(09)
本文編號:3571825
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