变形态AZ80镁合金冲击性能研究开题报告.docVIP

毕业论文开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院： 专 业： 材料成型及控制工程 设计(论文)题目： 变形态AZ80镁合金冲击性能研究 指导教师: 毕 业 论 文 开 题 报 告 1．选题依据：加强AZ80镁合金冲击变形机制的认识 1.1 镁合金 在目前使用的所有金属结构材料中，镁合金的比重是最轻的，其密度约为1．8g/cm3，是锌的l/4，钢的1/5，比铝合金(密度约为2．7g/cm3)也轻1/3；与传统的钢、铸铁、锌合金、铝合金等相比，镁合金的比强度、比刚度非常高；与工程塑料相比，镁合金具有良好的吸震性、更好的机械强度、抗冲击性；另外，在导热性、抗电磁波性、尺寸稳定性、可回收性等方面，镁合金也具有无可比拟的优点[1]。因此，镁合金将是人类未来可循环利用的最佳轻型材料，对于降低环境负荷必将起到巨大的作用。 镁合金产品的优越性能主要表现在; ①质量轻：镁合金在所有商业金属中质量最轻，其密度为1．8g/cm3左右，是铁的1／4，铝的2／3，与工程塑料接近[2]。 ②比强度(强度与质量之比)高，它高于铝合金和钢，比刚度(刚度与质量之比)却接近铝合金和钢，具有一定的承载能力。 ③优良的热传导性，改善电子产品散热问题。 ④极佳的防震性，耐冲击、耐磨性良好。 ⑤非磁性金属，抗电磁波干扰，电磁屏蔽性佳。 ⑥加工成型性能好，成品外观不错，质感佳。 ⑦材料可100％回收，回收率高，符合环保要求。 ⑧制品尺寸稳定，收缩率小，不易因环境温度变化而改变(相对于塑料)[3]。 1.2 AZ80 镁合金 AZ80 镁合金是典型的Mg-Al-Zn 系变形合金，其强度和耐蚀性要优于AZ31 合金，而成本则与AZ31 相近，低于ZK60 合金，并且AZ80 的冶炼工艺简单，质量容易控制，但其应用远不及AZ31 合金[4]。 AZ80变形镁含金与其它材料的强度、比强度比较，可以看出在综合力学性能上AZ80变形镁合金跟其他材料相比有相当大的优势。并且AZ80的冶炼工艺简单，质量容易控制。但是, 镁合金为密排六方结构, 独立滑移系比较少, 故镁合金的室温塑性较低, 塑性加工能力较差, 大部分镁合金产品主要通过铸造的生产方式获得[5]。一般认为, 变形镁合金产品之所以比铸造镁合金产品性能好, 是因为热变形后组织匀、晶粒细化并消除了铸造缺陷的缘故 。AZ80 镁合金作为众多变形镁合金中的一种, 因具有良好的塑性加工性能而备受青睐, 但是它也有缺陷[6]。目前, 在广泛的工业生产中热处理是改善合金工艺性能和使用性能、充分发挥材料潜力的一种重要手段。 但是, 镁合金为密排六方结构, 独立滑移系比较少, 故镁合金的室温塑性较低, 塑性加工能力较差, 大部分镁合金产品主要通过铸造的生产方式获得。一般认为, 变形镁合金产品之所以比铸造镁合金产品性能好, 是因为热变形后组织匀、晶粒细化并消除了铸造缺陷的缘故 [7]。AZ80 镁合金作为众多变形镁合金中的一种, 因具有良好的塑性加工性能而备受青睐, 但是它也有缺陷。目前, 在广泛的工业生产中热处理是改善合金工艺性能和使用性能、充分发挥材料潜力的一种重要手段。 1.3镁合金的动态力学行为研究现状 1.3.1纯镁在高应变速率下的变形机制 纯镁的动态应力应变响应及微观变形机制越来越受到人们的关注,但截至目前研究还不够系统。Schweighofer等认为,纯镁在高应变速率下的塑性变形由位错滑移与孪生等方式控制,且与温度无关。他们研究了单晶镁在高应变速率加载条件下的塑性变形机制,结果表明,在动态加载条件下的应变硬化明显大于准静态加载条件下的应变硬化,在8％~12％的应变量范围内,位错排列的特征是在1010方向形成了很多位错偶,这表明镁合金中位错运动对应变速率非常敏感。Klimamek等用MTS研究了多晶纯镁的动态应变速率效应、温度效应及其塑性变形机制[9]。结果表明,变形开始阶段孪生是塑性变形的主要变形机制,变形过程中拉伸孪晶、压缩孪晶和二次孪晶共存位错密度在一定温度和应变以后随应变速率的增大而变大,增大的幅度与动态回复的程度相关,该研究表明在不同应变阶段镁合金变形控制机制会发生变化。研究表明纯镁在护应变速率下为晶间断裂,由于其晶体结构为,其室温动态加载下表现出较低的延展性。 1.3.2镁合金的动态变形机制 近年来对镁合金室温动态力学性能的研究主要集中在一一系列合金上。文献[10]研究了3种锻造镁合金(AZ31B、AZ61A、ZK60A）的动态拉伸性能与断裂行为,初步结果表明在变形过程中,镁合金抗拉强度随着应变速率的增加而增加,具有正应变速率敏感效应