镁合金塑性变形机制概述

镁合金大塑性变形轧制技术研究进展胡冬，梅静，文仁兴（四川化工职业技术学院，四川泸州646005）摘要：镁合金大塑性变形轧制技术是一种高性能镁合金板材加工技术，介绍了大塑性变形（SPD）技术原理及新发展起来的几种大塑性变形轧制技术，并对大塑性变形轧制技术进行了展望。

关键词：大塑性变形；轧制技术；晶粒细化；织构控制中图分类号:TG379文献标志码:A文章编号：1002-2333（2021）01-0049-03 Research Progress of Magnesium Alloy Severe Plastic Deformation Rolling TechnologyHU Dong,MEI Jing,WEN Renxing(Sichuan Vocational College of Chemical Industry,Luzhou646005,China)Abstract:Magnesium alloy severe plastic deformation rolling technology is a kind of high-performance magnesium alloy sheet processing technology.This paper introduces the principle of Severe Plastic Deformation(SPD)technology and several newly developed severe plastic deformation rolling technologies,and prospects for the severe plastic deformation rolling technology.Keywords:severe plastic deformation;rolling technology;grain refinement;texture control0引言镁合金具有高的比强度、比刚度，优良的阻尼性能及防磁、屏蔽、散热等特性，被誉为21世纪最轻金属结构材料，具有广阔的应用前景[1]，因此吸引了国内外大量的学者对其进行研究。

铸造工艺必然造成镁合金内部变形原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车和电子等领域有广泛的应用。

然而，在镁合金的铸造过程中，不可避免地会产生一定的内部变形。

这种内部变形可能会对材料的性能和使用寿命产生负面影响，因此了解造成镁合金内部变形的原因显得尤为重要。

铸造工艺是造成镁合金内部变形的主要原因之一。

在铸造过程中，温度的变化可能会导致热应力的产生。

当镁合金在冷却过程中迅速从高温状态转变为低温状态时，由于不同部分的冷却速度不一致，会在材料内部产生应力，从而导致变形现象的发生。

此外，快速冷却也是导致镁合金内部变形的一个重要原因。

快速冷却会使镁合金迅速凝固收缩，并且由于凝固过程中的体积变化不一致，可能会引起材料的内部应力，导致材料发生变形。

在浇注过程中，气孔和缩孔的存在也会对镁合金的内部变形产生影响。

气孔和缩孔是由于气体在浇注过程中被困在材料内部或者材料受到收缩作用而形成的。

这些孔隙会导致材料的局部应力集中，从而引起变形。

除了铸造工艺外，材料本身的性质也会对镁合金的内部变形起到重要的影响。

首先，镁合金具有较低的熔点和较高的热膨胀系数，使得在铸造过程中容易出现热应力和热收缩引起的变形。

其次，材料的非均匀性和晶粒结构也会导致内部变形的发生。

这些因素会使得材料的内部应力不均匀分布，从而引起变形。

此外，化学成分的变化和杂质的存在也可能对镁合金的内部变形产生影响。

化学成分的改变可能改变材料的热膨胀系数和熔点，导致变形问题的发生。

而存在于合金中的杂质则可能影响材料的晶粒结构和力学性能，从而导致变形的发生。

总结而言，铸造工艺必然会对镁合金的内部产生一定程度的变形。

这种变形主要是由于温度变化导致的热应力、快速冷却引起的凝固收缩以及浇注过程中的气孔和缩孔等因素所致。

此外，材料本身的性质如低熔点、高热膨胀系数、非均匀性和晶粒结构，以及化学成分的变化和杂质的存在也会对变形问题产生影响。

AZ31镁合金塑性变形不均匀性与变形机制的研究AZ31镁合金是一种常用的镁合金，具有良好的塑性和强度，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

然而，AZ31镁合金的塑性变形不均匀性是其在使用过程中的一个重要问题。

本文将探讨AZ31镁合金塑性变形不均匀性的研究，并探讨其变形机制。

首先，AZ31镁合金的塑性变形不均匀性主要体现在晶粒的变形和晶粒间的变形不一致。

晶粒的变形不均匀性是由于晶粒内部存在晶界、位错和析出物等缺陷，这些缺陷会对晶粒的变形行为产生影响。

晶粒间的变形不一致是由于晶粒之间的晶界无法同时滑移，导致晶粒间的应力分布不均匀。

其次，AZ31镁合金的塑性变形机制主要包括晶体滑移、孪晶形变和析出物强化等。

晶体滑移是指晶体中的位错在晶格平面上滑动，这是AZ31镁合金的主要变形机制。

孪晶形变是指晶体在应力作用下发生晶格结构的变化，形成孪晶。

孪晶形变在AZ31镁合金中往往与晶界的滑移相结合，对材料的塑性变形起到重要作用。

此外，AZ31镁合金中的析出物也会对材料的塑性变形产生影响，析出物的细化和分布均匀性有助于提高材料的塑性。

为了研究AZ31镁合金的塑性变形不均匀性和变形机制，可以采用多种实验方法和理论模型。

实验方法包括金相显微镜观察、拉伸实验、压缩实验和高分辨电子显微镜观察等。

金相显微镜观察可以用来观察晶粒的变形和晶界的变形情况，拉伸实验和压缩实验可以用来研究材料的力学性能和塑性变形行为，高分辨电子显微镜观察可以用来观察晶体滑移和孪晶形变的细节。

理论模型可以采用晶体塑性理论、晶界滑移理论和强化理论等。

晶体塑性理论可以用来描述晶体内部的位错滑移和应力分布，晶界滑移理论可以用来描述晶界的滑移和应力分布，强化理论可以用来描述析出物对材料塑性的影响。

总之，AZ31镁合金的塑性变形不均匀性与变形机制是一个复杂的问题，需要综合运用实验方法和理论模型进行研究。

通过深入研究AZ31镁合金的塑性变形不均匀性和变形机制，可以为优化材料的制备工艺和提高材料的塑性性能提供重要参考。

镁合金的力学行为及其塑性变形机制1. 引言随着现代工业的发展和人们对轻量化、高强度、高耐腐蚀性能的需求，镁合金得到了越来越广泛的应用。

镁合金因其低密度、高比强度、良好的加工性和回收性等优点成为航空、汽车、电子等领域的理想材料。

然而，镁合金在使用过程中也存在着一些问题，如低强度、低塑性和易产生裂纹等缺陷。

为了克服这些问题，研究镁合金的机械性能和塑性变形机制显得尤为重要。

2. 镁合金的力学行为镁合金的力学行为是指其在力学载荷下的变形和断裂特性。

根据加载方式和加载速度的不同，常用的镁合金力学性能测量方法包括拉伸、压缩、弯曲、疲劳等。

2.1 拉伸性能在拉伸试验中，镁合金试样通常沿轴向加载，被拉伸到断裂。

通过拉伸实验可以得到镁合金的屈服强度、抗拉强度、延伸率等指标。

在拉伸过程中，镁合金先呈弹性变形，随着应力的增加，会出现塑性变形，最终会产生颈缩现象，并出现形变硬化，然后试验样品发生瞬时断裂。

2.2 压缩性能与拉伸试验类似，压缩试验是将镁合金试样置于压缩机中，施加压力，试样往往在压缩模量较大时出现颈缩，进而在剪切和塑性瞬间溃断的形式受力。

通过压缩试验可以得到镁合金的屈服强度、抗压强度等指标。

2.3 弯曲性能在弯曲试验中，将镁合金试样制成梁状，在弯曲机上进行弯曲测试。

通常以最大载荷、极限载荷、弯曲刚度和中心挠度等作为评价参数，通过弯曲试验可以得到镁合金的弯曲性能。

2.4 疲劳性能镁合金强度高、重量轻，适用于高速旋转部件、振荡部件等。

疲劳性能是材料在交变载荷作用下能够承受的循环次数。

通过疲劳试验可以研究镁合金材料的寿命和寿命曲线，确定其在交变载荷下的强度和稳定性。

3. 镁合金的塑性变形机制镁合金的塑性变形机制主要有滑移和孪生两种。

3.1 滑移变形滑移是指晶体中某些平面沿特定方向发生剪切变形的过程。

镁合金中的滑移有基面滑动的主滑移系统和非基面滑动的辅助滑移系统。

主滑移系统与晶体方向有直接关系，因此其延性较好，且容易塑性变形，但也容易发生塑性翘曲和产生裂纹。

镁合金塑性变形机理研究进展镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

然而，镁合金的塑性变形机理仍存在诸多不足，制约了其进一步的应用和发展。

本文旨在综述镁合金塑性变形机理的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。

镁合金塑性变形机理是指在一定应力条件下，镁合金内部结构发生的一系列变化，主要包括晶粒细化、位错滑移、孪生等。

这些变形机制的相互协调与竞争，决定了镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为。

研究镁合金塑性变形机理有助于揭示材料内在的力学性能和优化其应用。

近年来，国内外研究者针对镁合金塑性变形机理开展了大量研究工作，主要集中在以下几个方面：（1）通过合金元素调控，改善镁合金的力学性能；（2）研究镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为；（3）探索镁合金在塑性变形过程中的组织演化规律。

尽管取得了一定的研究成果，但仍存在以下问题有待解决：镁合金中合金元素的作用机制仍需进一步明确；镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为尚需深入探讨；镁合金塑性变形过程中的组织演化规律需加强研究。

本文采用文献综述和实验研究相结合的方法，对镁合金塑性变形机理进行了深入研究。

介绍了镁合金塑性变形的基本特点；接着，综述了国内外的研究现状，指出了存在的主要问题；总结了本文的研究成果及未来研究方向。

在本文的研究过程中，我们通过设计和实施一系列实验，深入探讨了镁合金在不同应力条件下的塑性变形行为及其影响因素。

具体来说，我们采用单轴拉伸、压缩和弯曲等实验手段，观察了镁合金在不同应力状态下的变形特点，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段，详细研究了镁合金在塑性变形过程中的组织演化规律，如晶粒尺寸、位错密度、孪生等的变化。

通过对比和分析实验数据，我们发现：（1）镁合金在单轴拉伸和压缩条件下，其塑性变形行为存在明显的差异。

在单轴拉伸条件下，镁合金主要表现为均匀变形，而在压缩条件下，则出现局部区域的不均匀变形。

镁合金板材超塑性成形性能及变形失稳文章研究了轧制AZ31B镁合金板材的超塑性与变形失稳，对镁合金板材进行了超塑性拉伸试验和超塑性凸模胀形试验。

通过对AZ31B镁合金进行超塑性单向拉伸（初始应变比？籽00）实验，研究其在不同加载途径下变形过程中板平面内的两主应变（？着1，？着2）的分布和最小截面处的应变路径变化。

结果表明：在一定变形速度与温度下，工业态AZ31B镁合金板材具有优良的超塑性；在变形温度为573K中温条件下的超塑性成形性合乎成形零件的基本要求。

标签：AZ31B镁合金；超塑性；成形性能；变形失稳Abstract：The superplasticity and deformation instability of rolled AZ31B magnesium alloy sheet were studied in this paper. The superplastic tensile test and the bulging test of superplastic convex die were carried out on the magnesium alloy sheet. The superplastic uniaxial tensile test （initial strain ratio ρ00）were carried out on AZ31B magnesium alloy. The distribution of two principal strains （？著1，？着2）and the variation of strain path at the minimum cross section in the plate plane during different loading paths are studied. The results show that the industrial AZ31B magnesium alloy sheet has excellent superplasticity at a certain deformation rate and temperature，and the superplastic formability at a deformation temperature of 573K meets the basic requirements of forming parts.Keywords：AZ31B magnesium alloy；superplasticity；formability；deformation instability目前，工业中的铝、钛等合金零件的生产多使用超塑性成形工艺，而超塑性成形工艺较少用于镁合金零件的生产过程。

镁合金的超塑性梁冬梅周远富褚丙武（中国铝业郑州研究院，郑州 450041）摘要：综述了镁合金的超塑变形特点及晶粒细化对镁合金超塑性的影响,描述了镁合金的高应变速率超塑性和低温超塑性。

指出镁合金超塑成形技术的发展将大大拓展其应用领域。

关键词：镁合金；超塑性；晶粒细化The Deformation Mechanism and Superplasticity ofMagnesium AlloysLiang Dong-mei Zhou Yuan-fu Chu Bing-wu（Zhengzhou Research Institute of Chalco，Zhengzhou 450041,China）Abstract：The characteritics of superplasticity and the effects of fine grain on superplasticity are described. High strain rate and low temperature superplasticity of magnesium alloys are reviewed. The developing of superplastic forming will enlarge the applications of magnesium alloys.Key words：magnesium alloys; deformation mechanism; superplasticity；fine grain0 前言镁是所有结构用金属及合金材料中密度最低的。

与其他金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、航天、航空和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，被誉为“2l世纪绿色工程金属结构材料”[1]。