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基本信息

項(xiàng)目名稱：
等通道轉(zhuǎn)角擠壓鎂合金超塑性變形
小類：
能源化工
簡介：
在不同溫度和不同應(yīng)變速率條件下進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),研究了實(shí)驗(yàn)溫度和應(yīng)變速率對(duì)經(jīng)不同道次和路徑等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Zn-Nd合金超塑變形行為的影響.
詳細(xì)介紹：
等通道轉(zhuǎn)角擠壓是一種大塑性變形方法，可獲得超細(xì)晶粒組織，不僅可提高材料的力學(xué)性能，而且可實(shí)現(xiàn)低溫或高應(yīng)變速率超塑性，從而提高材料的室溫成形性能。研究經(jīng)過等通道轉(zhuǎn)角擠壓的鎂合金在不同溫度和應(yīng)變速率下的超塑變形行為及其機(jī)制，不僅可為高韌性鎂合金材料的開發(fā)和應(yīng)用提供可靠的依據(jù)，同時(shí)也可為高韌性鎂合金在工程實(shí)際中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供必要的理論基礎(chǔ)。等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，Mg-Zn-Nd合金的晶粒得以顯著細(xì)化，達(dá)到亞微米級(jí)別，經(jīng)過1道次等通道轉(zhuǎn)角擠壓后細(xì)化效果最大；經(jīng)過4道次后，晶粒尺寸最小，約為350nm左右。在1×10-4 s-1~5×10-3 s-1的初始應(yīng)變速范圍內(nèi)，隨應(yīng)變速率的下降，材料的斷裂伸長率上升；在200~300°C范圍內(nèi)，隨溫度的上升，材料的的斷裂伸長率上升；但應(yīng)變溫度由250°C變?yōu)?00°C時(shí)，材料的斷裂伸長率急劇上升。采用4道次路徑C等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Zn-Nd合金在300°C時(shí)的斷裂伸長率最大為381.8%。經(jīng)4道次路徑C等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Zn-Nd合金在300°C時(shí)合金具有良好的低溫超塑性；經(jīng)4道次路徑A等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Zn-Nd合金在250°C溫度下合金具有一定的低溫超塑性；在200°C，經(jīng)4道次路徑BC等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Zn-Nd合金表現(xiàn)出了低溫超塑性變形特征。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

對(duì)新型材料應(yīng)用的探討與研究

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

與其他結(jié)構(gòu)材料相比，鎂合金具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。晶粒細(xì)化能大幅度提高鎂合金的室溫強(qiáng)度、塑性和超塑成形性，細(xì)晶超塑性是鎂合金研究的主要方向之一。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

ECAP技術(shù)作為超細(xì)晶金屬和合金的制造技術(shù)已引起人們的普遍關(guān)注。ECAP是一種大塑性變形方法，利用該技術(shù)已在銅、鋁、鎂、鎳、鐵等多種合金中獲得了超細(xì)晶粒組織，被證實(shí)是一種創(chuàng)新的、有效的晶粒細(xì)化方法。晶粒細(xì)化不僅可提高合金的力學(xué)性能，而且可降低脆性-韌性轉(zhuǎn)變溫度，甚至實(shí)現(xiàn)低溫或高應(yīng)變速率超塑性，從而提高合金的室溫成形性能，這對(duì)合金的超塑性成形具有重要意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

等通道轉(zhuǎn)角擠壓是一種大塑性變形方法，可獲得超細(xì)晶粒組織，不僅可提高材料的力學(xué)性能，而且可實(shí)現(xiàn)低溫或高應(yīng)變速率超塑性，從而提高材料的室溫成形性能。研究經(jīng)過等通道轉(zhuǎn)角擠壓的鎂合金在不同溫度和應(yīng)變速率下的超塑變形行為及其機(jī)制，不僅可為高韌性鎂合金材料的開發(fā)和應(yīng)用提供可靠的依據(jù)，同時(shí)也可為高韌性鎂合金在工程實(shí)際中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供必要的理論基礎(chǔ)。 通過在不同溫度和不同應(yīng)變速率條件下進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了實(shí)驗(yàn)溫度和應(yīng)變速率對(duì)經(jīng)不同道次和路徑等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Z-Nd合金超塑變形行為的影響，確定了等通道轉(zhuǎn)角擠壓的Mg-Zn-Nd合金的應(yīng)變速率敏感系數(shù)和塑形流變激活能，得到了其表現(xiàn)出超塑性的適宜擠壓路徑、溫度和應(yīng)變速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過1道次等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，Mg-Zn-Nd合金的晶粒得以顯著細(xì)化，經(jīng)過4道次等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，晶粒尺寸最小，約為350nm左右；在1×10-4 s-1~5×10-3 s-1的初始應(yīng)變速范圍內(nèi)，隨應(yīng)變速率的下降，材料的斷裂伸長率上升。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

暫無

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

晶粒細(xì)化能大幅度提高鎂合金的室溫強(qiáng)度、塑性和超塑成形性，細(xì)晶超塑性是鎂合金研究的主要方向之一。一般多采用快速凝固、粉末冶金、熱機(jī)械處理（即鑄造、軋制、擠壓）等通道擠壓等技術(shù)將鎂合金晶粒細(xì)化到10μm以下，在低速率拉伸時(shí)顯示超塑性。Watanabe等認(rèn)為超塑性變形過程中應(yīng)變速率與晶粒的三次方成反比，提出細(xì)化晶?？蓪?shí)現(xiàn)高速率超塑性變形。 閆蘊(yùn)琪等研究了晶粒尺寸為85μm的大晶粒AZ91鎂合金在高溫下的超塑拉伸變形行為。在350?C下，應(yīng)變速率為3×10-4s-1拉伸時(shí)，最大伸長率達(dá)228%。300?C下40%的預(yù)應(yīng)變可以改善合金在更高溫度下的超塑性能。在超塑拉伸變形初期，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化了合金的晶粒，呈現(xiàn)出細(xì)晶超塑的特征；隨著應(yīng)變量的增加，合金的晶粒長大趨勢不明顯。他們認(rèn)為大晶粒AZ91合金的超塑性變形機(jī)制是晶界滑移控制下的孔洞連接協(xié)調(diào)機(jī)制。
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