镁合金超塑性ppt课件.ppt

镁合金超塑性变形镁合金：一般是指可用挤压、轧制、锻造等塑性成形方法加工成形的镁合金。变形镁合金的力学性能明显优于铸造镁合金。
研究表明，镁合金在热变形（如挤压、轧制、锻造等）后组织得到明显细化，铸造组织缺陷被消除，从而产品的综合力学性能大大提高。知识小链接在民用机和军用飞机尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。著名的美国B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤，挤压件90公斤，铸件超过200公斤。

目前,AZ31B镁合金在汽车上的应用也很广泛。如离合器壳体、阀盖、变速箱体气缸盖、空调机外壳等。为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化，在方向盘和坐椅上使用镁合金。根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。6在民用机和军用飞机尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。著名的美国B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤，挤压件90公斤，铸件超过200公斤。

目前,AZ31B镁合金在汽车上的应用也很广泛。如离合器壳体、阀盖、变速箱体气缸盖、空调机外壳等。为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化，在方向盘和坐椅上使用镁合金。根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。大多数镁合金具有密排六方结构
塑性变形的主要方式是滑移和孪生
超塑性的概述相变超塑性又称为转变超塑性或动态超塑性,是指金属材料在一定相变温度范围内和载荷作用下,经过多次循环相变或同素异构转变，使金属原子发生剧烈运动而呈现超塑性。相变超塑性不要求材料具有微细等轴晶粒,但要求具有固态相变,变形温度需频繁变化,给实际应用带来困难,故应用受到限制。在这方面,钢铁、钛合金、铜合金研究的比较多。

组织超塑性又称为恒温超塑性或微细晶粒超塑性或结构超塑性,它要求材料具有微细的等轴晶组织,在一定的温度区间(Ts≥0.5Tm,Ts和Tm分别是超塑性变形的绝对温度和材料熔点的绝对温度)和一定的变形速率条件下(应变速率在10-4～10-1s-1之间)呈现超塑性。

因此,初始组织具有微细晶粒尺寸,以及所需的高温、低速是获得良好结构超塑性的三个必要条件。

一般来说，晶粒越细小则越有利于超塑性的发展，当晶粒细化至1um以下时，甚至在较低温度和较高应变速率条件下也可能获得良好的超塑性。
镁合金超塑性变形机制及特点1、扩散蠕变调节的晶界滑移机制
2、位错运动调节晶界滑移机制
3、液相辅助晶界滑移协调机制
4、空洞协调晶界滑移机制
5、动态再结晶协调晶界迁移机制扩散蠕变又叫空位蠕变。该理论认为在超塑性变形时，材料内部存在着大量的过饱和空位，因而应力梯度所引起的空位扩散流可以成为超塑性变形的主要形式。扩散蠕变包括晶界扩散和晶内扩散。对于晶内—晶界扩散共同调节的晶界滑移模型是由Ashby等人于1973年提出的。如图数个晶粒组成的两个晶粒群，沿晶界滑移时，遇到障碍晶粒，滑移被迫停止。受阻处应力集中导致障碍晶粒内位错开动，位错通过晶粒内部塞积在对面晶界上，产生应力集中。应力达到某个数值时，促使塞积的前端位错沿晶界攀移而消失，晶界滑动又再次发生。液相辅助晶界滑移协调机制大晶粒镁合金超塑性机理大晶粒超塑性的变形机理为连续动态回复与再结晶，即：

通过位错的滑移和攀移，形成位错墙和位错网络，构成亚晶界，原始大晶粒被分隔成无数细小的亚晶粒。

不稳定的亚晶界在超塑性变形过程中不断吸收晶内滑移和攀移位错。亚晶界位错密度不断增高，位向差不断增大，加上亚晶界的转动、滑动和迁移，部分亚晶界在变形过程逐步向小角度以至大角度晶界演变。因而随着变形量的增加，小角度晶界所占比例逐渐增大，大角度晶界数量也逐渐增加，而总的晶界数量也随变形量的增加而不断增加。（亚晶界晶界）

大晶粒金属在拉伸变形过程中一般具有很长的稳态流变阶段，即具有很长的应变硬化与应变软化保持动态平衡的阶段。塑性变形是通过位错的滑移和攀移进行的，而亚晶界的迁移、滑动和转动起到协调变形的作用，造成了材料在宏观上的超塑性。

变形后晶粒显著细化是大晶粒金属超塑性变的普遍特征。第一，镁合金超塑性变形的初始阶段会有动态再结晶的发生。动态再结晶不仅细化了晶粒，而且使组织中的大角度晶界增加，更有利于晶界滑移，从而为超塑性变形创造了组织条件。另外镁合金超塑性变形的应变速率敏感程度会随着动态再结晶的进行而增加，从而在一定程度上抑制了局部颈缩的形成。同时，由于在镁合金中原子晶界扩散系数比较高，因此镁合金晶界上的位错塞积容易被吸收到晶粒内部，使镁合金超塑性变形过程中的动态再结晶更加容易进行。

第二，变形速度对镁合金超塑性变形的影响较大。镁合金在低变形速度下变形时比在较高变形速度下更能完整地完成软化作用。较高的变形速会阻碍