镁合金温度相关问题详解.ppt

镁合金温度相关问题 1、镁合金的超塑性 2、镁合金热变形过程中的裂边 3、镁合金的蠕变 1、镁合金的超塑性 2、镁合金热变形过程中的裂边 3、镁合金的蠕变 1、镁合金的超塑性 A、超塑性简介 B、超塑性的微观机制 C、研究案例 A、超塑性简介 A、超塑性简介 A、超塑性简介 A、超塑性简介 镁合金精密齿轮 A、超塑性简介 A、超塑性简介 A、超塑性简介 A、超塑性简介 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 B、超塑性微观机制 C、研究案例 C、研究案例 C、研究案例 C、研究案例 C、研究案例 C、研究案例 1、镁合金的超塑性 2、镁合金热变形过程中的裂边 3、镁合金的蠕变 2、镁合金热变形中的裂边 A、裂边的原因 B、研究案例 A、裂边的原因 A、裂边的原因 A、裂边的原因 A、裂边的原因 B、研究案例 B、研究案例 1、镁合金的超塑性 2、镁合金热变形过程中的裂边 3、镁合金的蠕变 3、镁合金的蠕变 A、蠕变机理 B、研究案例 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 蠕变第一阶段以晶内滑移和晶界滑移方式进行。 攀移驱动力不足，因而滑移造成的加工硬化效应超过攀移造成的回复软化效应，故变形速率不断降低。 在晶界台阶处或第二相质点附近形成裂纹核心，也可能由于晶界滑动在三晶粒交汇处受阻而形成裂纹核心。 A、蠕变机制 A、蠕变机制 蠕变第二阶段，晶内变形以位错滑移和攀移交替方式进行，晶界变形以晶界滑动和迁移交替方式进行。 晶内迁移和晶界滑动使金属强化，但位错攀移和晶界迁移使金属软化，强化与软化作用达到动态平衡时，形变速率即保持稳定。 裂纹优先在与拉应力垂直的晶界上长大，形成楔形和孔洞形裂纹。 A、蠕变机制 蠕变第三阶段在由第二阶段后开始连接的楔形与孔洞形裂纹上进一步依靠晶界滑动、空位扩散和孔洞连接而扩展，蠕变速度加快，直至裂纹达到临界尺寸而断裂。 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 A、蠕变机制 B、研究案例 B、研究案例 B、研究案例 B、研究案例 变形速率 镁合金有一种非常有趣的现象： 低温时成型性能不好 高温变形时又容易产生裂纹 变形速度 变形温度 低温时的问题：独立滑移系只有2个，无法协调多晶的变形。需要升高温度，以激发非基面滑移。 高温时的问题：镁合金的熔点低，在高温的时候，局部温度很容易就达到熔点。如果有共晶组织，更是不堪设想。 值得注意的是，镁合金中，很多第二相颗粒的熔点也是低于纯Mg的。 对加工速度的影响（挤压成本是铝合金的3倍） 除了设备本身可以调节温度外，塑性加工输入的机械能，也有90%的会转变为热量。加工速度速度过快，会导致热量来不及散发而升高温度。 虚线表示铝合金，挤压速度已经“爆表” 为了控制热裂，需要减少低熔点相，增加高熔点相。 从右图可知，Zn元素会生成大量低熔点相。 位错滑移为主 晶界迁移为主 晶界强度与晶粒强度随温度增加而下降的趋势不同，在其交点对应温度TS（称为等强温度）以上，材料由穿晶断裂变为沿晶断裂。 形变速度愈低则TS愈低 在服役温度（35-70%熔点）下，应力远低于屈服应力时结构/材料中长度（变形）随时间增长而增加，卸载后变形无回复；破坏时无明显颈缩 蠕变过程不仅表现为外形尺寸的改变，而且内部衍生孔洞， 聚合长大导致部件/材料的断裂 与短时拉伸曲线的区别：低应力，时间长 Creep strain Stress rupture creep rupture Transient creep Time Steady-state creep accelerating creep 蠕变过程虽然也发生加工硬化效应，但是加工硬化的趋势较为平坦 典型蠕变曲线 典型蠕变曲线分为三个阶段：减速蠕变、恒速蠕变和加速蠕变。（外部应力不变） 裂纹的形成 虽然强化和软化达到动态平衡，但是裂纹越来越多。 抗蠕变性能的表征方式 材料的强度用屈服强度、抗拉强度来表征 抗蠕变性能的表征方式 抗蠕变性能的表征方式---蠕变极限 抗蠕变性能的表征方式---蠕变极限 抗蠕变性能的表征方式---持久强度极限 如果提高抗蠕变性能： 1、减缓扩散过程 2、钉扎位错 3、增加第二相的数量 4、增加晶界的稳定性 超塑性的条件 稳定的等轴微细晶粒组织（通常0.5～5μm ） 一定的温度区间（Ts=0.5~0.65Tm，Ts和Tm分别为超塑变形和材料熔点温度的绝对温度） 一定的变形速度（应变速率在10-4~10-1/S之间） 钛合金球形卫星燃料箱的吹塑成形 壁厚0.71~1.5mm，若用机械加工，