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AZ31B镁合金大应变循环变形行为研究耿长建;师俊东;李晓欣;王志宏;滕佰秋【摘要】为了研究AZ31B镁合金在大应变幅条件下的变形机制,开展了该合金在7.嬲应变幅条件下的循环行为研究.结果表明:在拉伸阶段的最大应力值随着循环周次的增加而减小,而在压缩过程中的最大应力值随着循环周次的增加而增大,在整个循环过程中材料呈现循环应变硬化特性,拉应力是导致循环应变硬化的主要原因;随着循环周次增加,滞回曲线的不对称性基本不变.真应力-真应变滞回曲线在卸载和反向拉伸阶段出现3个拐点.在压缩过程中发生{10-12}孪生,反向拉伸过程发生去孪生行为,包申格效应对去孪生行为具有较大影响.研究表明:孪生-去孪生是大应变幅循环变形的主要变形机制;对拉伸、反向压缩过程的变形特征及机制的分析,可为低周疲劳行为的研究提供参考.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2016(042)001【总页数】5页(P79-83)【关键词】AZ31B镁合金;非对称;应变硬化;滞回曲线;孪生-去孪生【作者】耿长建;师俊东;李晓欣;王志宏;滕佰秋【作者单位】中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015【正文语种】中文【中图分类】V216.3镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、铸造性能良好、电磁屏蔽能力较强以及易于再生利用等一系列优点，被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的材料”。
其结构件在汽车、飞机、计算机、通讯等领域的应用日益广泛［1-3］。
AZ31B变形镁合金因其延展率良好和强度较高，是目前应用最多的挤压变形镁合金。
在不同加载方向下，AZ31B变形镁合金呈现各向异性。
许多对镁合金在应变控制的低周疲劳的研究表明，加载方式和样品的织构对其疲劳性能具有重要影响［4-10］。
摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。
挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。
随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。
轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。
AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。
关键词:AZ31变形镁合金;强化机制；组织；性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。
大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。
但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。
目前，AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。
第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。
动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区，分别对应着不同的组织。
图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。
由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达，具有典型的铸造组织特征。
晶粒尺寸为112~400μm。
图1-1b为变形区近稳态区组织。
图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一，显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。
AZ31镁合金筒形件旋压技术研究的开题报告一、研究背景AZ31镁合金是一种重要的轻金属材料，具有密度低、强度高、刚性好、耐腐蚀、导热性能好等特点，广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。
在这些领域中， AZ31 镁合金的筒形件是一种常见的零件类型，例如气缸、油箱、管道、泵体等。
这些筒形件的加工形式多种多样，其中旋压是一种高效的成型工艺，可大幅度节约工艺成本和时间，适用于批量生产。
因此，研究 AZ31 镁合金筒形件旋压工艺具有重要的工程应用价值和经济意义。
二、研究内容本次研究旨在探讨 AZ31 镁合金筒形件旋压加工工艺中的关键技术和优化方法。
具体研究内容包括：1. AZ31 镁合金的材料特性分析：对 AZ31 镁合金的强度、延展性、韧性、硬度、热性能等进行性能测试和分析，为后续旋压加工提供材料基础数据。
2. 旋压加工工艺研究：针对 AZ31 镁合金筒形件的形状、厚度和孔径等特点，研究旋压工艺中的角度、速度、力度、模具设计和刀具选型等关键技术，分析材料形变过程和机理，探讨镁合金筒形件旋压加工中的变形和破坏机制。
3. 优化设计和应用：根据研究结果，提出 AZ31 镁合金筒形件旋压加工的优化设计方案，探究加工工艺参数对成形质量的影响，探讨筒形件表面质量、残余应力、损伤性能等关键性能指标，并应用于实际生产中。
三、研究意义AZ31 镁合金筒形件旋压技术的研究对于扩大 AZ31 镁合金应用领域、提高生产效率和降低成本具有重要意义。
随着环保和节能的要求日益增强，以 AZ31 镁合金筒形件为代表的轻量化零件更加受到重视，旋压加工技术具有广阔的应用前景。
本次研究将为AZ31 镁合金筒形件旋压工艺提供技术支持和基础数据，推动 AZ31 镁合金的应用和发展。
挤压态 AZ31 镁合金的室温压缩变形行为的研究孙家乐 *1 ，权高峰 2 ，吕建刚 11 大连交通大学，材料科学与工程学院2 西南交通大学，材料科学与工程学院* sunjiale1978@摘 要：本文研究了不同退火工艺条件下挤压 AZ31 镁合金的微观组织和室温压缩性能及压缩 变形行为。
研究结果表明，不同退火状态下挤压 AZ31 镁合金内部均发生明显的回复和再结 晶，晶粒均明显细化，抗压强度和压缩率均明显提高。
其中，300℃退火 30min后晶粒细化 最明显，综合压缩性能最好，其屈服强度和抗压强度分别为 208MPa 和 490MPa，压缩率为 17.8%。
不同退火状态下挤压 AZ31 镁合金的断裂模式均为解理断裂。
关键词：压缩变形；镁合金；AZ31；孪晶Study on compression deformation of extruded AZ31 magnesiumalloy at roomtemperatureSun Jiale 1 , Quan gaofeng 2 , Lv jiangang 11 Dalian Jiaotong University, Materials Science & Engineering2 Southwest Jiaotong University, Materials Science & EngineeringAbstract: The microstructure, compression properties and deformation behaviours of extrudedAZ31 Mg after different annealing treatments were investigated. The results show thatrecrystallization and grain refinement were visible after annealing.In addition,the compressionstrength and compression ratio were greatly increased after annealing,and the alloy which wasannealed at 300 and 30min has best compression performance,the yield strength is 208MPa, the ℃compression strength is 490MPa, and the compression rate is 17.8%. Further more, the study onfracture shows the fracture mechanism of compression is cleavage fracture.Key words: magnesium alloy; compression deformation; twinning deformation0 引言镁合金因其低密度、高比强度、高比刚度以及优良的阻尼性能、尺寸稳定性、机械加工 性、电磁屏蔽性等特点，已逐渐成为重要的商用轻质结构材料，被广泛应用于航空航天、汽 车、电子工业领域[1，2]。
镁合金低周疲劳寿命预测模型探讨陈凌;张贤明;刘飞;欧阳平;贾艳艳【摘要】通过铸造镁合金AZ91D和变形镁合金AZ31B室温环境下应力控制的低周疲劳试验,采用Basquin模型、SWT模型、应变能寿命模型等模型进行了镁合金低周疲劳的寿命预测.在此基础上,基于连续介质损伤力学的不可逆热力学理论,将镁合金的低周疲劳损伤视为一个不可逆的耗散过程,用熵来反映系统的耗散过程,并以每一次循环的平均应变增量来反映平均应力对材料的影响,提出了一种新的镁合金低周疲劳寿命预测模型.用该模型进行了镁合金的低周疲劳寿命预测,预测结果与实测结果符合较好,同时相比上述其他模型,该模型具有较好的预测效果.%Through low cycle fatigue experiments of the cast magnesium alloy AZ91D and the wrought magnesium alloy AZ31B at room temperature under stress control,the fatigue life prediction was conducted by the Basquin model,the SWT model and the strain energy-life model.Then,regard-ing the low cycle fatigue damage of magnesium alloys as an irreversible dissipation process that might be described by the entropy according to the irreversible thermodynamics theory of continuum damage mechanics,and using the mean strain increment per cycle to reflect the effects of the mean stress,a new model for the low cycle fatigue life prediction of magnesium alloys was developed.By this model, the low cycle fatigue life prediction of magnesium alloys was carried out through the experiments men-tioned above.Results show that the predicted results are in good agreement with the experimental re-sults.And compared with the other life predictionmodels,the new model for the low cycle fatigue life prediction of magnesium alloys has a better effectiveness.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2017(028)005【总页数】7页(P512-518)【关键词】镁合金;低周疲劳;疲劳寿命;熵;平均应力【作者】陈凌;张贤明;刘飞;欧阳平;贾艳艳【作者单位】重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心,重庆,400067;重庆大学机械工程博士后科研流动站,重庆,400044;重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心,重庆,400067;重庆大学机械工程博士后科研流动站,重庆,400044;重庆工商大学废油资源化技术与装备工程研究中心,重庆,400067;重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室,重庆,400067【正文语种】中文【中图分类】O346.5;TG115.5近年来，随着国家对汽车油耗、排放和汽车轻量化的逐渐重视，镁合金在汽车领域得到了广泛的应用。
晶粒细化剂Mg-Al-C及Ce对AZ91D镁合金低周疲劳行为的影响随着航天航空及汽车工业轻量化、节能化和环保化发展的必然趋势,越来越多的镁合金构件用于承载交变载荷并引起疲劳破坏,这就要求对其疲劳性能进行深入研究。
研究镁合金的疲劳行为不仅具有理论价值,而且也具有一定的工程实用价值。
本课题选用AZ91D合金为母合金,向其中分别加入不同含量的晶粒细化剂Mg-Al-C、Ce,系统地研究了晶粒细化剂对基体合金的微观组织和低周疲劳性能的影响,以期为AZ91D合金的抗疲劳设计和合理使用提供可靠的理论依据。
力学性能结果表明,晶粒细化剂Mg-Al-C和Ce的添加使AZ91D基体合金的屈服强度、抗拉强度、断面收缩率和弹性模量均得到较大提高。
当分别加入1.2%Mg-Al-C和0.9%Ce时,合金的综合力学性能达到最好。
加入1.2%Mg-Al-C 时,AZ91D合金的σs = 140.34MPa,σb=255.63MPa,ψ=8.60%,E=1.42GPa;加入0.9%Ce时,合金的σs = 136.14MPa,σb=233.29MPa,ψ=7.80%,E=1.38 GPa。
两者均较未添加晶粒细化剂的AZ91D合金性能(σs= 103.09MPa,σb=152.13 MPa,ψ=1.30%,E=0.85 GPa)有较大提高,其中添加Mg-Al-C的合金力学性能更好。
显微组织观察表明,晶粒细化剂Mg-Al-C和Ce的添加可以有效地细化AZ91D基体合金的晶粒,改善β-Mg17Al12相的大小和分布,且细化效果与晶粒细化剂添加量有关。
当晶粒细化剂Mg-Al-C、Ce的添加量由0.3%增加到1.2%时,随着添加量的加大,AZ91D合金中的β相不断断网破碎、细化和弥散化,树枝晶最终也得以消除。
当添加1.2%Mg-Al-C时,合金的平均晶粒尺寸由未添加细化剂的原始尺寸162μm分别降到57μm;添加0.9%Ce后合金平均晶粒尺寸也降至64μm;降幅分别为64.8%和60.5%。
不同循环加载条件下镁合金AZ21腐蚀疲劳行为龙飞;程维姝;陈刚;崔云【摘要】镁合金作为结构件承受多轴复杂载荷,其失效形式多为多轴疲劳失效.为澄清复杂载荷下镁合金的腐蚀疲劳行为,本文在磷酸盐缓冲溶液(phosphate buffered solution,PBS)中对镁合金AZ21的多轴循环疲劳行为进行了研究,通过分析镁合金应力应变滞环及峰值应变的演化规律,揭示了不同加载路径和腐蚀环境耦合作用下材料的变形主导机制.腐蚀环境中的疲劳试验结果表明,在相同等效应力幅下,非比例加载路径下镁合金AZ21在PBS腐蚀环境中的寿命较单轴拉伸、纯扭路径显著降低.采用Basquin公式预测了镁合金AZ21在复杂载荷和PBS腐蚀环境耦合作用下的疲劳寿命.通过将路径非比例度的概念引入对Basquin公式进行修正,可合理预测相同加载幅值下圆形路径和菱形路径作用时镁合金AZ21在PBS腐蚀环境中的疲劳寿命.%Magnesium ( Mg) alloy is widely used for engineering structural components , and it normally bears com-plicated multiaxial loads .Multiaxial fatigue failure is the main failure mode of Mg alloy .To clarify the corrosion fa-tigue behavior of Mg alloy under complex loads , the paper studies the multiaxial cyclic fatigue behavior of Mg alloy AZ21 in a phosphate-buffered solution ( PBS) .The dominant deformation mechanisms were revealed under the cou-pling effect of different loading paths and corrosive environments by analyzing the evolution law of the stress and strain hysteresis and peak strain of Mg alloy AZ 21.Results of the fatigue test conducted in the corrosive environ-ment show that , under the same and equivalent stress amplitude , the life of Mg alloy AZ21 in PBS corrosive envi-ronment and at the non-proportional loading path isapparently lower than that under the conditions of uniaxial ten -sion and purely torsional path .Basquin formula was used to predict the fatigue life of the Mg alloy AZ 21 under the coupling effect of complex loads and PBS corrosive environment .Through the introduction of a non-proportionality path factor into Basquin formula for amendment , the fatigue life of Mg alloy AZ 21 in PBS corrosive environment can be reasonably forecast under the same loads , circular path , and rhombus path .【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2017(038)010【总页数】7页(P1635-1641)【关键词】镁合金;多轴疲劳失效;腐蚀疲劳;多轴棘轮;非比例加载;寿命预测;复杂载荷;磷酸盐缓冲溶液【作者】龙飞;程维姝;陈刚;崔云【作者单位】中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳621900;北洋国家精馏技术工程发展有限公司,天津300072;天津大学化工学院,天津300150;天津大学仁爱学院,天津301636【正文语种】中文【中图分类】U674.21目前，镁合金在航空、航天、电子、汽车、生物等领域得到广泛应用[1-3]，已成为替代钢铁、铝合金和工程塑料以实现轻量化的理想材料之一[4-5]。
AZ31镁合金轧焊的微观结构和力学性能Jian Chen, Tianmo Liu , Liwei Lu, Y ueyang Zhang, Wen ZengCollege of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, PR ChinaNational Engineering Research Center for Mg Alloys, Chongqing University, Chongqing 400044, PR China文摘在本文中提出了一个结合冷轧和焊接技术应用于对AZ31镁合金以了解的影响和静态再结晶在冷轧过程中微观组织演变和焊接接头机械性能。
结果表明,7%的轧焊样品得到了最高的抗拉强度(252 MPa)和强度系数(87.6%)。
随着轧应变的增加, 由于静态再结晶的影响热影响区的平均粒度随之减小。
恢复的时候,在焊接的过程中焊接热影响区再结晶核和晶粒生长过程分别用热力学理论和模型分析。
然而,异常的空间晶间断裂行为在10%的轧焊接头拉伸试验后被发现,这主要是由于气体包裹体、初始微型空洞和高残余应力在金属基材中2011年教育部博士点基金有限公司版权所有。
关键词:d .焊接e..机械f .微观组织镁合金钨极惰性气体保护弧焊静态再结晶1．介绍在国内外优秀的物理性能如低密度、高的比强度和刚度[1], 在各种技术上的应用镁合金是很有吸引力的,尤其是在汽车和飞机工业[2]。
作为一个六角拥挤不堪(hcp)金属、镁合金由于不够的滑动系统，特别是在室温条件下体现出低的延展性和冷加工可行性,限制其广泛的应用[3,4]。
因此，可靠地焊接过程在镁合金中加入简单的金属变成复杂金属的应用中起着十分重要的作用[5]。
众所周知,由于其优越性和经济实用性，对镁合金来说钨极惰性气体保护弧焊工艺(TIG)仍是主要的焊接方法，尽管由于需要大量的热量的输入会引起很多问题[6、7]。
