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采用光学显微镜、场发射扫描电镜及室温拉伸试验等研究了β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响.结果表明:β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的中心及中部呈球状弥散在α-Mg基体中,构成层片状;网状β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板塑性有恶化作用,而层片状β-Mg17Al12相有利于合金塑性;位于晶界处的β-Mg17Al12相与基体α-Mg结合力较差且表现为脆性,铸轧变形时首先与基体分离,造成裂纹在晶界处萌生和扩展;轧制压力和摩擦力使轧制区域拉伸应变积聚,由此传递到液态区两侧的凝固硬壳内(即板坯边部),使晶粒破碎或沿晶界β-Mg17Al12相撕裂并向纵深扩展,形成边裂.

关键词: AZ31B镁合金 , 铸轧 , β-Mg17Al12相 , 边裂 , 力学性能

宽幅AZ31B镁合金铸轧板显微组织和性能研究

黄志权 , 黄庆学 , 马立峰 , 林金保 , 庞志宁

材料研究学报

通过金相观测、断口扫描和力学性能测试等实验,研究了宽幅AZ31B镁合金铸轧板的组织分布,及其对板带边裂和力学性能的影响.结果表明:AZ31B镁合金铸轧板的组织主要由a-Mg基体、析出相β-Mg17Al12相及α+β离异共晶组成,呈树枝晶形貌；β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板坯的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的心部和中部呈球状弥散于α-Mg基体中,构成层片状；在板坯边部枝晶间低熔点的共晶相及晶界上的β-Mg17Al12相易成为裂纹源,并沿晶向外扩展,是铸轧过程中产生裂纹的主要原因；试样拉伸断口呈脆性解理断裂的特征,其力学性能呈明显的各向异性.

关键词: 金属材料 , 微观组织 , 力学性能 , 边裂 , AZ31B镁合金 , 铸轧宽板

铸态AZ31B镁合金流动应力预测模型研究

朱艳春 , 黄庆学 , 叶力平 , 黄志权 , 马立峰 , 秦建平

稀有金属材料与工程

采用热压缩试验获得了铸态AZ31B镁合金高温变形时的流变曲线,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响.结果表明:峰值应变随着应变速率增加和温度减小而增大,减小应变速率、适当提高变形温度对材料的动态回复和再结晶是有利的.利用多元回归分析建立了流动应力预测模型,该模型可以描述流动应力的应变敏感性,经验证发现使用其预测流动应力具有较高精度,相关系数高达0.9926,能较好地描述铸态AZ31B镁合金在热变形过程的流动行为.

关键词: 铸态AZ31B镁合金 , 热变形行为 , 流动应力预测模型 , 工艺参数

铸态AZ31B镁合金变温轧制本构数学模型的建立

马立峰 , 贾伟涛 , 林金保 , 黄庆学 , 黄志权

稀有金属材料与工程

在变形温度250～450℃、应变速率0.005～5 s-1下对圆柱试样进行了Gleeble高温压缩试验,并在不同工艺条件下进行了热轧制试验,综合优化后的峰值应变模型、峰值应力模型以及数学常用的二次曲线方程和直线方程,确定了新的变形抗力模型;分析镁板的轧制特性,建立了轧制变形区域几何模型;考虑到变形区域的宽展因素及材料特性,综合传热学基本原理及轧制理论,建立了不同轧制区域的热轧制力模型及总轧制力模型.结果表明:简化后的Sellars峰值应变模型不仅形式较为简单,而且预测精度较高;合理分解温度范围对峰值应力模型的求解,有效提高了该模型的预测精度;新建的变形抗力模型更易于实际生产的引用,并且能够精确表征宽范围变形条件下的热变形机制;轧制变形过程中轧件宽展因素不能忽略,边裂等缺陷主要产生在轧制后滑区域,热轧制力模型分后滑区和前滑区来分别建立能够更好指导镁板的轧制生产,不同轧制条件下总轧制力的求解结果与试验结果较吻合.

关键词: 峰值应变 , 峰值应力 , 变形抗力 , 轧制力 , 边裂

AZ31镁合金热轧边裂预判模型研究

黄志权 , 黄庆学 , 韦建春 , 马立峰 , 朱艳春 , 帅美荣

稀有金属

采用等压法,通过等温热压缩实验获得了AZ31镁合金变形温度和应变速率分别在473～673 K和0.005～5 s-1条件下对临界断裂应变的影响规律,以及Zener-Hollomon表达式,据此针对AZ31建立了临界断裂应变与变形温度和应变速率间的基本模型;在此基础上,基于镁合金轧制边裂的基本机理,引入Cockcroft & Latham断裂准则,建立了含有材料变形激活能和基本轧制工艺参数的AZ31镁合金轧制边裂预判模型;并通过相同条件下有限元模拟和热轧试验分别得到沿板宽方向损伤值和边部裂纹深度,以此对所建立的边裂预判模型进行验证,结果显示所建立边裂预判模型的预测值和实测值平均误差为11.3％.

关键词: AZ31镁合金 , 热轧 , 边裂 , 数学模型