AZ31B镁合金孪生变形机制及其对力学行为影响研究
发布时间：2024-04-17 23:16
变形镁合金以高比强度、高比刚度和良好的电磁屏蔽特性等优势在航空航天、汽车工业以及通讯设备等领域拥有广阔的应用前景,受到极大关注。由于该类合金通常具有密排六方晶体结构,导致滑移系有限,各向异性倾向较强,室温下塑性变形能力不足,从而制约了其加工与应用。探究镁合金塑性变形中的机制、内在规律以及对力学行为的影响,成为改善变形镁合金塑性加工性能和使用性能研究的重要课题。除位错滑移之外,孪生机制在变形镁合金塑性加工和使用中的作用十分重要。本文以AZ31B镁合金的孪生机制为主要内容,基于晶体学取向及对称性分析,编制出稳定可靠的镁合金孪晶变体识别程序,研究了拉伸塑性应变过程中一次孪生类型选择和孪晶变体选择行为规律、机制及晶体取向的影响,并利用扫描电镜-电子背散射衍射(Scanning electron microscope-Electron backscatter diffraction,SEM-EBSD)原位测试技术分析了不同应变下AZ31B镁合金塑性变形机制特征;研究了 AZ31B镁合金塑性变形过程中的Bauschinger效应以及低周期疲劳行为规律和机制。获得的主要结果如下:1.通过分析挤压方向...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 镁合金的基本塑性变形机制
1.1.1 位错滑移
1.1.2 形变(机械)孪生
1.1.3 变形镁合金织构与各向异性
1.1.4 镁合金塑性成形能力研究
1.2 关于镁合金孪生行为研究
1.2.1 单向载荷下的孪生特征问题
1.2.2 孪晶变体选择机制问题
1.2.3 循环变形中的孪生机制问题
1.3 镁合金的低周疲劳特征与机理问题
1.3.1 应变控制的循环行为
1.3.2 应力控制的循环行为
1.4 本论文研究目的和研究内容
2 实验分析方法与孪晶变体识别计算
2.1 实验材料与样品制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 样品制备
2.2 实验分析手段
2.2.1 光学显微组织表征
2.2.2 SEM-EBSD微区取向测试
2.2.3 透射电镜组织测试
2.2.4 扫描电镜断口表征
2.3 镁合金晶体学基础
2.3.1 晶体取向定义
2.3.2 坐标架变换
2.3.3 指数变换
2.4 镁合金孪晶变体识别与实例分析
2.4.1 孪晶变体识别程序
2.4.2 孪晶变体识别实例
2.5 本章小结
3 AZ31B镁合金拉伸过程中孪生特征研究
3.1 引言
3.2 实验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 力学行为与组织演变
3.3.2 孪生特征
3.3.3 孪晶变体选择
3.4 本章小结
4 AZ31B镁合金拉伸过程变形机制的原位EBSD研究
4.1 引言
4.2 实验方案
4.3 实验结果
4.3.1 力学行为与组织演变
4.3.2 孪晶变体识别
4.4 分析与讨论
4.4.1 变形机制
4.4.2 塑性应变累积
4.4.3 应变协调机制
4.5 本章小结
5 AZ31B镁合金塑性变形的Bauschinger效应研究
5.1 引言
5.2 实验方案
5.3 实验结果
5.3.1 力学行为
5.3.2 定量表征
5.3.3 金相组织
5.4 分析与讨论
5.4.1 T-U-C加载模式
5.4.2 C-U-T加载模式
5.5 本章小结
6 AZ31B镁合金非对称拉应力作用下的棘轮效应与低周期疲劳行为研究
6.1 引言
6.2 实验方案
6.3 单向力学行为
6.4 循环变形的力学行为与微观组织特征
6.4.1 循环变形的循环应变
6.4.2 循环变形的棘轮应变
6.4.3 能量损失与寿命分析
6.4.4 断口形貌
6.5 分析与讨论
6.5.1 关于峰值应力/平均应力对疲劳寿命的影响
6.5.2 关于循环加载频率对疲劳寿命的影响
6.6 本章小结
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
附录A 六方晶系的对称变换矩阵
附录B 镁合金孪晶变体识别程序流程图
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3957073
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 镁合金的基本塑性变形机制
1.1.1 位错滑移
1.1.2 形变(机械)孪生
1.1.3 变形镁合金织构与各向异性
1.1.4 镁合金塑性成形能力研究
1.2 关于镁合金孪生行为研究
1.2.1 单向载荷下的孪生特征问题
1.2.2 孪晶变体选择机制问题
1.2.3 循环变形中的孪生机制问题
1.3 镁合金的低周疲劳特征与机理问题
1.3.1 应变控制的循环行为
1.3.2 应力控制的循环行为
1.4 本论文研究目的和研究内容
2 实验分析方法与孪晶变体识别计算
2.1 实验材料与样品制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 样品制备
2.2 实验分析手段
2.2.1 光学显微组织表征
2.2.2 SEM-EBSD微区取向测试
2.2.3 透射电镜组织测试
2.2.4 扫描电镜断口表征
2.3 镁合金晶体学基础
2.3.1 晶体取向定义
2.3.2 坐标架变换
2.3.3 指数变换
2.4 镁合金孪晶变体识别与实例分析
2.4.1 孪晶变体识别程序
2.4.2 孪晶变体识别实例
2.5 本章小结
3 AZ31B镁合金拉伸过程中孪生特征研究
3.1 引言
3.2 实验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 力学行为与组织演变
3.3.2 孪生特征
3.3.3 孪晶变体选择
3.4 本章小结
4 AZ31B镁合金拉伸过程变形机制的原位EBSD研究
4.1 引言
4.2 实验方案
4.3 实验结果
4.3.1 力学行为与组织演变
4.3.2 孪晶变体识别
4.4 分析与讨论
4.4.1 变形机制
4.4.2 塑性应变累积
4.4.3 应变协调机制
4.5 本章小结
5 AZ31B镁合金塑性变形的Bauschinger效应研究
5.1 引言
5.2 实验方案
5.3 实验结果
5.3.1 力学行为
5.3.2 定量表征
5.3.3 金相组织
5.4 分析与讨论
5.4.1 T-U-C加载模式
5.4.2 C-U-T加载模式
5.5 本章小结
6 AZ31B镁合金非对称拉应力作用下的棘轮效应与低周期疲劳行为研究
6.1 引言
6.2 实验方案
6.3 单向力学行为
6.4 循环变形的力学行为与微观组织特征
6.4.1 循环变形的循环应变
6.4.2 循环变形的棘轮应变
6.4.3 能量损失与寿命分析
6.4.4 断口形貌
6.5 分析与讨论
6.5.1 关于峰值应力/平均应力对疲劳寿命的影响
6.5.2 关于循环加载频率对疲劳寿命的影响
6.6 本章小结
7 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
附录A 六方晶系的对称变换矩阵
附录B 镁合金孪晶变体识别程序流程图
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3957073
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3957073.html