Deformation Behavior and Microstructure Evolution of AZ31 Magnesium Alloy at Impact Load
摘 要
利用Hopkinson压杆试验机和限位环限制技术,并通过显微组织观察等研究了AZ31镁合金在动态冲击下的变形行为和组织演变,最后分析了AZ31镁合金的塑性变形机制。结果表明:在1 524~2 024 s-1的应变速率范围内,AZ31镁合金的流变应力随着应变的增大而逐渐增大,表现出明显的应变强化效应;随着塑性变形的增加,AZ31镁合金塑性变形机制依次为滑移+孪生、晶粒细化、变形局部化;剪切带内的温升约为241 K,达到了孪生动态再结晶的形核温度;晶粒内部的滑移和孪晶转动是剪切带内晶粒细化的主要机制,短暂的温升促进了剪切带内晶粒的细化。
Abstract
The deformation behavior and microstructure evolution of AZ31 magnesium alloy at the dynamic impact were studied by Hopkinson pressure bar testing,the spacing ring limit technology and microscopic observation,etc. At last,the plastic deformation mechanisms of AZ31 magnesium alloy were analyzed. The results show that the flow stress of AZ31 magnesium alloy increased with the increase of strain gradually in the range of strain rate from 1 524 s-1 to 2 024 s-1 and demonstrated the strain strengthening effect. The plastic deformation mechanisms of AZ31 magnesium alloy were transformed in turn by the slip and twinning,grain refinement,deformation localization with the increase of plastic deformation. Meanwhile,the temperature within shear band was about 241 K and met the twinning dynamic recrystallization′s temperature. The slip and twin rotation in grain are the main mechanism of grain refinement within shear bands,and the transient temperature rise promotes the grain refining.
中图分类号 TG146.2
所属栏目 试验研究
基金项目 国家自然科学基金资助项目(50801026);湖南省自然科学省市联合基金资助项目(12JJ9011);湖南省教育厅科学研究项目(14C0454);湖南省高校科技创新团队支持计划资助项目
收稿日期 2013/11/16
修改稿日期 2014/8/22
网络出版日期
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备注刘龙飞(1975-),男,湖南岳阳人,副教授,博士。
引用该论文: LIU Long-fei,JIANG Bing-chun,ZHAO Jun,LU Li-wei. Deformation Behavior and Microstructure Evolution of AZ31 Magnesium Alloy at Impact Load[J]. Materials for mechancial engineering, 2015, 39(1): 24~28
刘龙飞,姜炳春,赵俊,卢立伟. 冲击载荷下AZ31镁合金的变形行为和组织演变[J]. 机械工程材料, 2015, 39(1): 24~28
被引情况:
【1】宫敏利,刘楚明,周小杰, "均匀化退火时间和轧制道次对镁钆钇锌锆合金组织及拉伸性能的影响",机械工程材料 40, 13-17(2016)
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参考文献
【1】李晓敏.压铸镁合金在汽车中的应用及其发展前景[J].世界有色金属,2001(9):16-18.
【2】张同俊,李星国.镁合金的应用和中国镁工业[J].材料导报,2002,16(7):11-13.
【3】唐全波,黄少东,伍太宾.镁合金在武器装备中的应用分析[J].兵器材料科学与工程,2007,3(2):69-71.
【4】POLMERI J.Magnesium alloys and applications[J].Materials Science and Technology,1994,10:1-16.
【5】RAVI KUMAR N V,BLANDIN J J,DESRAYAUD C,et al.Grain refinement in AZ91 magnesium alloy during thermomechanical processing[J].Materials Science and Engineering:A,2003,359(1/2):150-157.
【6】刘子利,丁文江,袁广银,等.镁铝基耐热铸造镁合金的进展[J].机械工程材料,2001,25(11):1-4.
【7】刘庆.镁合金塑性变形机理研究进展[J].金属学报,2010,46(11):1458-1472.
【8】MORDIKE B L,EBERT T.Magnesium properties-applications-potential[J].Materials Science and Engineering:A,2001,302:37-45.
【9】曲家惠,岳明凯,刘烨.镁合金塑性变形机制的研究进展[J].兵器材料科学与工程,2009,32(2):116-119.
【10】WATANABE H,MUKAI T,MABUCHI M,et al.Superplastic deformation mechanism in powder metallurgy magnesium alloys and composites[J].Acta Materialia,2001,49(11):2027-2037.
【11】夏伟军,杨春花,黄长清,等.变形量和变形速率对AM60铸锭压缩过程中孪晶的影响[J].机械工程材料,2006,30(8):13-15.
【12】尉胤红,王渠东,刘满平,等.镁合金超塑性的研究现状及发展趋势[J].材料导报,2002(9):20-23.
【13】贺峰,李建平,杨忠,等.铸态AM61-Ti镁合金的显微组织与力学性能[J].特种铸造及有色金属,2008,28(3):227-229.
【14】NUSS B M.52nd annual IM world magnesium conference[J].Light Metal Age,1995,53(7/8):58-63.
【15】沙桂英,徐永波,于涛,等.AZ91镁合金的动态应力-应变行为及其应变速率效应[J].材料热处理学报,2006,27(4):77-81.
【16】TAN J C,TAN M J.Dynamic continuous recrystallization characteristics in two stage deformation of Mg-3Al-1Zn alloy sheet[J].Materials Science and Engineering:A,2003,339(1/2):124-132.
【17】YANG X Y,SUN Z Y,ZHANG L.Preparation of submicro and nanosized magnesium alloys by multiply compressed deformation[J].Acta Metallurgica Sinica,2010,46(5):607-612.
【18】杨续跃,张之岭,张雷,等.应变速率对AZ61镁合金动态再结晶行为的影响[J].中国有色金属学报,2011,21(8):1801-1807.
【19】陈勇军,王渠东,翟春泉,等.大塑性变形制备高强度镁合金的研究与展望[J].机械工程材料,2006,30(3):1-3.
【20】孙述利,张敏刚,周俊琪,等.AZ31镁合金在热压缩过程中的变形行为[J].机械工程材料,2010,34(8):88-90.
【21】毛萍莉,刘正,王长义,等.高应变率下AZ31B镁合金的压缩变形组织[J].中国有色金属学报,2009,19(5):816-819.
【22】刘长海.AZ31合金的动态力学性能研究[D].锦州:辽宁工程技术大学,2003:42-43.
【23】吴秀玲,谭成文.冲击载荷作用下AZ31镁合金中的变形局域化[J].稀有金属材料与工程,2008,37(6):1111-1113.
【24】BAI Y L,BODD B.Adiabatic shear localization:occurrence,theories and applications[M].Oxford:Pergamon Press,1992.
【25】STOHR J F,POIRIER J P.Etude en microscopie electronique du glissement pyramidal {1122} 〈1123〉 dans le magnesium[J].Philosophical Magazine,1972,25:1313-1329.
【26】OBARA T,YOSHINGA H,MOROZUMI S.{1122} 〈1123〉slip system in magnesium[J].Acta Metallurgica,1973,21:845-853.
【27】辛仁龙,刘庆.镁合金塑性变形力学行为与微观组织研究进展[J].中国材料进展,2011,30(2):16-27.
【28】余琨,黎文献,王日初.镁合金塑性变形机制[J].中国有色金属学报,2005,15(7):1081-1086.
【29】陈振华.变形镁合金[M].北京:化学工业出版社,2005.
【30】刘龙飞.大块金属玻璃剪切带形成机理[D].北京:中国科学院大学,2006:57.
【31】PEREZ-PRADO M T,DEL VALLE J A,CONTRERAS J M,et al.Microstructural evolution during large strain hot rolling of an AM60 Mg alloy[J].Scripta Materialia,2004,50:661-665.
【32】汪凌云,黄光胜,范永革,等.变形AZ31 镁合金的晶粒细化[J].中国有色金属学报,2003,13(3):594-598.
【2】张同俊,李星国.镁合金的应用和中国镁工业[J].材料导报,2002,16(7):11-13.
【3】唐全波,黄少东,伍太宾.镁合金在武器装备中的应用分析[J].兵器材料科学与工程,2007,3(2):69-71.
【4】POLMERI J.Magnesium alloys and applications[J].Materials Science and Technology,1994,10:1-16.
【5】RAVI KUMAR N V,BLANDIN J J,DESRAYAUD C,et al.Grain refinement in AZ91 magnesium alloy during thermomechanical processing[J].Materials Science and Engineering:A,2003,359(1/2):150-157.
【6】刘子利,丁文江,袁广银,等.镁铝基耐热铸造镁合金的进展[J].机械工程材料,2001,25(11):1-4.
【7】刘庆.镁合金塑性变形机理研究进展[J].金属学报,2010,46(11):1458-1472.
【8】MORDIKE B L,EBERT T.Magnesium properties-applications-potential[J].Materials Science and Engineering:A,2001,302:37-45.
【9】曲家惠,岳明凯,刘烨.镁合金塑性变形机制的研究进展[J].兵器材料科学与工程,2009,32(2):116-119.
【10】WATANABE H,MUKAI T,MABUCHI M,et al.Superplastic deformation mechanism in powder metallurgy magnesium alloys and composites[J].Acta Materialia,2001,49(11):2027-2037.
【11】夏伟军,杨春花,黄长清,等.变形量和变形速率对AM60铸锭压缩过程中孪晶的影响[J].机械工程材料,2006,30(8):13-15.
【12】尉胤红,王渠东,刘满平,等.镁合金超塑性的研究现状及发展趋势[J].材料导报,2002(9):20-23.
【13】贺峰,李建平,杨忠,等.铸态AM61-Ti镁合金的显微组织与力学性能[J].特种铸造及有色金属,2008,28(3):227-229.
【14】NUSS B M.52nd annual IM world magnesium conference[J].Light Metal Age,1995,53(7/8):58-63.
【15】沙桂英,徐永波,于涛,等.AZ91镁合金的动态应力-应变行为及其应变速率效应[J].材料热处理学报,2006,27(4):77-81.
【16】TAN J C,TAN M J.Dynamic continuous recrystallization characteristics in two stage deformation of Mg-3Al-1Zn alloy sheet[J].Materials Science and Engineering:A,2003,339(1/2):124-132.
【17】YANG X Y,SUN Z Y,ZHANG L.Preparation of submicro and nanosized magnesium alloys by multiply compressed deformation[J].Acta Metallurgica Sinica,2010,46(5):607-612.
【18】杨续跃,张之岭,张雷,等.应变速率对AZ61镁合金动态再结晶行为的影响[J].中国有色金属学报,2011,21(8):1801-1807.
【19】陈勇军,王渠东,翟春泉,等.大塑性变形制备高强度镁合金的研究与展望[J].机械工程材料,2006,30(3):1-3.
【20】孙述利,张敏刚,周俊琪,等.AZ31镁合金在热压缩过程中的变形行为[J].机械工程材料,2010,34(8):88-90.
【21】毛萍莉,刘正,王长义,等.高应变率下AZ31B镁合金的压缩变形组织[J].中国有色金属学报,2009,19(5):816-819.
【22】刘长海.AZ31合金的动态力学性能研究[D].锦州:辽宁工程技术大学,2003:42-43.
【23】吴秀玲,谭成文.冲击载荷作用下AZ31镁合金中的变形局域化[J].稀有金属材料与工程,2008,37(6):1111-1113.
【24】BAI Y L,BODD B.Adiabatic shear localization:occurrence,theories and applications[M].Oxford:Pergamon Press,1992.
【25】STOHR J F,POIRIER J P.Etude en microscopie electronique du glissement pyramidal {1122} 〈1123〉 dans le magnesium[J].Philosophical Magazine,1972,25:1313-1329.
【26】OBARA T,YOSHINGA H,MOROZUMI S.{1122} 〈1123〉slip system in magnesium[J].Acta Metallurgica,1973,21:845-853.
【27】辛仁龙,刘庆.镁合金塑性变形力学行为与微观组织研究进展[J].中国材料进展,2011,30(2):16-27.
【28】余琨,黎文献,王日初.镁合金塑性变形机制[J].中国有色金属学报,2005,15(7):1081-1086.
【29】陈振华.变形镁合金[M].北京:化学工业出版社,2005.
【30】刘龙飞.大块金属玻璃剪切带形成机理[D].北京:中国科学院大学,2006:57.
【31】PEREZ-PRADO M T,DEL VALLE J A,CONTRERAS J M,et al.Microstructural evolution during large strain hot rolling of an AM60 Mg alloy[J].Scripta Materialia,2004,50:661-665.
【32】汪凌云,黄光胜,范永革,等.变形AZ31 镁合金的晶粒细化[J].中国有色金属学报,2003,13(3):594-598.
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