AZ31鎂合金塑性變形行為的模擬與參數(shù)分析.pdf

1、鎂合金的密度較小，在地球儲量很大，所以鎂合金是迄今為止最有前景的工程材料。但是，鎂合金在室溫下的塑性變形能力較低，這是由于鎂合金的晶體結構是密排六方結構，在室溫下鎂合金能夠啟動的滑移系十分有限。為了提高鎂合金的塑形有不少學者對鎂合金進行了研究。本文目的在于結合實驗數(shù)據(jù)和 VPSC模型對鎂合金的塑性變形行為進行模擬分析。
　　本文研究了 AZ31軋制板材在沿不同方向壓縮和拉伸時候所表現(xiàn)的機械性能和微觀組織變化，以及通過不同的變形方式

2、獲得不同的變形機制，再分析不同的參數(shù)對于塑性變形的影響。實驗沿試樣不同方向壓縮不同的應變量：沿 ND方向壓縮，沿TD方向壓縮和以及沿與RD和ND方向成45度角壓縮和沿RD拉伸。再通過金相顯微鏡(OM)，X射線衍射儀，電子背散射衍射儀（EBSD）以及VPSC模型分析數(shù)據(jù)。
　　研究表明：①{10-12}拉伸孿晶出現(xiàn)在塑形變形的開始階段，這類孿晶消耗母體晶粒并且改變母體晶粒的取向。②當應變量為0.05-0.06的時候，{10-11}壓

3、縮孿晶開始成為塑性變形的變形機制。隨著塑性變形量的增加，{10-11}壓縮孿晶的體積分數(shù)也增加直至斷裂。③在壓縮過程中，當總應變大于0.15時，壓縮孿晶成為變形過程中的一種重要變形機制。盡管在{10-11}壓縮孿晶會產生應力集中。但在斷裂之前，壓縮孿晶會協(xié)調所產生的塑性變形。④在大塑性變形過程中，利用VPSC模型能夠準確模擬出流變應力、孿晶相對運動、孿晶體積分數(shù)以及宏觀的織構演化。⑤在模擬過程中，孿晶不會產生額外的硬化效果，滑移所產生的

4、硬化效果不需要通過提高孿晶的潛在硬化參數(shù)獲得。在其他論文中，滑移需要從拉伸孿晶中獲得更高的硬化參數(shù)來調整應力應變曲線。⑥當應變較高時，雖然在沿ND和TD方向壓縮所產生的壓縮孿晶的體積分數(shù)很接近，但是在沿 ND方向壓縮時的流變應力(通過實驗和模擬所獲得)曲線比沿 TD方向壓縮所得到的流變應力曲線更低。同時，實驗還通過不同的變形途徑：沿ND方向壓縮（TTC）、面內壓縮（IPC）、沿與RD和ND方向成45度角壓縮和沿RD拉伸。分析不同的材料參

5、數(shù)對于模擬鎂合金塑性變形的影響。分析表明：①為了得到精確的應力門檻值τs需要結合至少四個變形途徑，每個變形途徑包含著一個變形機制。實驗必須包含拉伸和壓縮實驗。②模擬所得到的流變應力主要取決于所激發(fā)的機制中最高應力門檻值τs；然而隨著基面滑移系的應力門檻值發(fā)生變化，也會使得流變應力的值發(fā)生小的波動。③在拉伸的實驗中，應變的非對稱性（r值）比在壓縮試驗中更依賴于參數(shù)。所以，在拉伸實驗對于 r值的測量可以用來獲得相關的應力值。④模擬得到的{1