预压缩变形对az31镁合金低周疲劳性能的影响

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1、预压缩变形对AZ31镁合金低周疲劳性能的影响重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：李金翰指导教师：黄光胜教授专业：材料科学与工程学科门类：工学重庆大学材料科学与工程学院二O一四年四月EffectofPre-compressiondeformationonLow-cycleFatiguePropertiesofAZ31MagnesiumAlloyAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMas

2、ter’sDegreeofEngineeringByLiJinhanSupervisedbyProf.HuangGuangshengSpecialty:MaterialsScienceandEngineeringCollegeofMaterialsScienceandEngineeringChongqingUniversityApril2014中文摘要摘要镁合金作为最轻的金属结构材料,由于具有较高的比强度、比刚度，可回收再利用等优越性能已经在汽车、电子和航空航天等领域得到了广泛的应用。镁合金结构零件在服役期间

3、长期受到循环应力或应变的作用，因此疲劳失效仍是它们的主要失效机制。孪生作为镁合金在室温下一种重要的塑性变形机制，势必会对镁合金的疲劳行为产生重要的影响。因此研究孪晶对镁合金的低周疲劳性能的影响对镁合金的安全应用就显得尤为重要。本文研究了AZ31热轧镁合金板材在恒应变幅控制下的低周疲劳性能及预压缩变形产生的初始孪晶对该镁合金疲劳行为的影响。得到以下主要结论:①随着外加应变幅的逐渐增大，原始态试样的循环变形机制由滑移和孪生共同主导演变为孪生和去孪生主导。在高应变幅下由于残余孪晶的数量不断增加，呈现出较高的循环硬化

4、行为。在疲劳过程中不断产生孪晶，残余孪晶数量不断增多，对后续的变形产生越来越强的阻碍作用。②在横向进行预压缩5%后，压缩未退火态试样的疲劳寿命从1436周次提高到2856周次，压缩退火态试样的疲劳寿命提高到2128周次。预压缩后孪晶将母晶粒再分，晶粒细化后以滑移主导的循环变形机制。在预压缩产生的初始孪晶在循环变形过程中不发生去孪生，持续对位错滑移产生阻碍作用。③在轧向进行预压缩3%后，预压缩态试样的疲劳寿命得到了提高，特别是在外加应力幅接近材料的屈服强度的时候，疲劳寿命提高了近3倍。这些初始孪晶在在循环变形过

5、程中并不能完全通过去孪生完全消除，对后面的循环变形过程中的孪生和去孪生产生抑制作用。关键词:AZ31镁合金低周疲劳循环变形孪生去孪生预压缩I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTAsthelightestmetalstructurematerial,magnesiumalloyshasbeenwidelyusedintheaerospace,automotiveandelectronicsandotherfields,whichhaveexcellentpropertiessuchashighspe

6、cificstrength,highspecificstiffnessandgoodrecyclability.Sincelong-termcyclicstressorstrainisimposedduringintheserviceperiod,themagnesiumalloycomponentsareexpectedtofailureinthemodeoffatiguefracture.Asanimportantplasticdeformationmechanismofmagnesiumalloysat

7、roomtemperature,twinningwillhaveagreateffectonfatiguebehaviors.Therefore,itseemstobeveryimportanttostudytheeffectoftwinsonlow-cyclefatiguepropertiesofmagnesiumalloy.Thispaperstudiedthelow-cyclefatiguepropertiesofAZ31hotrolledmagnesiumalloysheetundertheconst

8、antstrainamplitudecontrol,andeffectofinitialtwinsintroducedbypre-compressiondeformationonthefatiguebehaviorofmagnesiumalloys.Itcandrawthefollowingmainconclusions:①Withtheimposedstrainamplitudeincreasin