Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của Ép Đùn Trực Tiếp và Biến Đổi Cắt Kênh Không Đều đến Sự Tiến Hóa Cấu Trúc Vi Mô của Ống Nhôm Magie AZ31 Mỏng
Journal of Materials Engineering and Performance - Trang 1-11 - 2023
Tóm tắt
Trong bài báo này, một quá trình biến dạng dẻo nghiêm trọng mới, được gọi là ép đùn trực tiếp và biến dạng cắt kênh không đều (DEVCS), được đề xuất như một quy trình chuẩn bị ép đùn hợp chất mới cho các ống hợp kim magiê, kết hợp giữa ép đùn trực tiếp và ép đùn kênh không đều. Các ống hợp kim magiê với các đặc tính xuất sắc có thể được chế tạo thông qua quá trình DEVCS. Tuy nhiên, hành vi tái kết tinh và sự tiến hóa cấu trúc trong quá trình ép đùn vẫn còn chưa rõ ràng. Trong bài viết này, quá trình hình thành của DEVCS đã được phân tích bằng phần mềm phần tử hữu hạn DEFORM-3D™ kết hợp với kính hiển vi mẫu kim loại và phản xạ điện tử ngược. Kết quả cho thấy rằng biến dạng cắt trong quá trình DEVCS thuận lợi cho việc cải thiện biến dạng và tốc độ biến dạng. Mật độ dislocation cao trong vùng biến dạng cắt thúc đẩy quá trình tái kết tinh động, và kích thước hạt của hợp kim magiê AZ31 được cải thiện. Ngoài ra, phân tích IGMA đã xác nhận rằng các hệ thống trượt không cơ bản được kích hoạt mạnh mẽ trong suốt quá trình DEVCS.
Từ khóa
#ép đùn #biến dạng dẻo #hợp kim magiê #AZ31 #cấu trúc vi môTài liệu tham khảo
E. Aghion and B. Bronfin, Magnesium Alloys Development Towards the 21st Century, MSF, 2000, 350–351, p 19–30. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.350-351.19
N.T. Nguyen, M.G. Lee, J.H. Kim, and H.Y. Kim, A Practical Constitutive Model for AZ31 Mg Alloy Sheets with Unusual Stress–Strain Response, Finite Elem. Anal. Des., 2013, 76, p 39–49.
N. Sezer, Z. Evis, S.M. Kayhan, A. Tahmasebifar, and M. Koç, Review of Magnesium-Based Biomaterials and Their Applications, J. Magn. Alloys, 2018, 6(1), p 23–43. https://doi.org/10.1016/j.jma.2018.02.003
N.-T. Nguyen, M.-G. Lee, J.H. Kim, and H.Y. Kim, A Practical Constitutive Model for AZ31B Mg Alloy Sheets with Unusual Stress–Strain Response, Finite Elem. Anal. Des., 2013, 76, p 39–49. https://doi.org/10.1016/j.finel.2013.08.008
M. Chandrasekaran and Y.M.S. John, Effect of Materials and Temperature on the Forward Extrusion of Magnesium Alloys, Mater. Sci. Eng. A, 2004, 381(1–2), p 308–319. https://doi.org/10.1016/j.msea.2004.04.057
D.H. Chen and K. Ushijima, Estimation of the Initial Peak Load for Circular Tubes Subjected to Axial Impact, Thin-Walled Struct., 2011, 49(7), p 889–898. https://doi.org/10.1016/j.tws.2011.02.013
H. Palaniswamy, G. Ngaile, and T. Altan, Finite Element Simulation of Magnesium Alloy Sheet Forming at Elevated Temperatures, J. Mater. Process. Technol., 2004, 146(1), p 52–60. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00844-6
B.-n, Wang, F. Wang, Z. Liu, and P.-l Mao, Fabrication of Fine-Grained, High Strength and Toughness Mg Alloy by Extrusion−Shearing Process, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2021, 31(3), p 666–678. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65528-0
S. Ahmadi, V. Alimirzaloo, G. Faraji, and A. Doniavi, Properties Inhomogeneity of AM60 Magnesium Alloy Processed by Cyclic Extrusion Compression Angular Pressing Followed by Extrusion, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2021, 31(3), p 655–665. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65527-9
T. Liu, et al. Improving the Strength and Ductility of Magnesium Alloys by Grain Refinement and Texture Modification. Mater. Sci. Forum vol. 488–489 (2005), Trans Tech Publications, Ltd., July 2005, pp. 177–180. Crossref. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.488-489.177.
F. Stanislava, et al. “Microstructure and Mechanical Properties of Ultrafine-Grained Magnesium AZ91 Alloy.” Mater. Sci. Forum, vol. 782, Trans Tech Publications, Ltd., Apr. 2014, pp. 384–389. Crossref. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.782.384.
A. Srivastava, M.W. Vaughan, B. Mansoor, W. Nasim, R.E. Barber, I. Karaman, and K.T. Hartwig, Tube Equal Channel Angular Extrusion (tECAE) of Mg–3Al–1Zn Alloy, Mater. Sci. Eng. A, 2021, 814, p 141236. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141236
A. Siahsarani and G. Faraji, Processing and Characterization of AZ91 Magnesium Alloys via a Novel Severe Plastic Deformation Method: Hydrostatic Cyclic Extrusion Compression (HCEC), Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2021, 31(5), p 1303–1321. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65579-6
H.J. Hu, Y.Y. Li, X.B. Gong et al., Relationships Between the Process Conditions and Microstructures Evolution for Extrusion-Shear of Magnesium Alloy, Russ. J. Non-ferrous Met., 2015, 56, p 455–460. https://doi.org/10.3103/S1067821215040069
Hu. H-j, Grain Refinement of Mg–Al Alloys by Optimization of Process Parameters Based on Three-Dimensional Finite Element Modeling of Roll Casting, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2013, 23(3), p 773–780. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(13)62528-5
Hu. H-j, The Effects of Process Parameters on Evolutions of Thermodynamics and Microstructures for Composite Extrusion of Magnesium Alloy, Adv. Mater. Sci. Eng., 2013, 2013, p 1–9. https://doi.org/10.1155/2013/259594
X.-Y. Liu, L.-W. Lu, K. Sheng, and T. Zhou, Microstructure and Texture Evolution During the Direct Extrusion and Bending-Shear Deformation of AZ31 Magnesium Alloy, Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.), 2019, 32(6), p 710–718. https://doi.org/10.1007/s40195-018-0848-8
J. Tang, L. Chen, G. Zhao, C. Zhang, and L. Sun, Achieving Three-Layered Al/Mg/Al Sheet via Combining Porthole Die Co-extrusion and Hot Forging, J. Magn. Alloys, 2020, 8(3), p 654–666. https://doi.org/10.1016/j.jma.2020.02.016
M.G. Jiang, C. Xu, H. Yan, G.H. Fan, T. Nakata, C.S. Lao, R.S. Chen, S. Kamado, E.H. Han, and B.H. Lu, Unveiling the Formation of Basal Texture Variations Based on Twinning and Dynamic Recrystallization in AZ31 Magnesium Alloy During Extrusion, Acta Mater., 2018, 157, p 53–71. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2018.07.014
T. Zhou, Q. Zhang, Q. Li, L. Wang, Q. Li, and D. Liu, A Simultaneous Enhancement of Both Strength and Ductility by a Novel Differential-Thermal ECAP Process in Mg-Sn-Zn-Zr Alloy, J. Alloys Compd., 2021, 889, p 161653. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161653
S.W. Lee, S.-H. Kim, W.-K. Jo, W.-H. Hong, W. Kim, B.G. Moon, and S.H. Park, Twinning and Slip Behaviors and Microstructural Evolutions of Extruded Mg-1Gd Alloy with Rare-Earth Texture During Tensile Deformation, J. Alloys Compd., 2019, 791, p 700–710. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.03.316
C.S. Han, H. Gao, Y. Huang et al., Mechanism-Based Strain Gradient Plasticity—I. Theory, J. Mech. Phys. Solids, 1999, 47(5), p 1239–1263.
L.P. Kubin and A. Mortensen, Geometrically Necessary Dislocations and Strain-Gradient Plasticity: a Few Critical Issues, Scr. Mater., 2003, 48(2), p 119–125. https://doi.org/10.1016/S1359-6462(02)00335-4
L. Lu, X. Liu, D. Shi et al., Effect of Twinning Behavior on Dynamic Recrystallization During Extrusion of AZ31 Mg Alloy, JOM, 2019, 71, p 1566–1573. https://doi.org/10.1007/s11837-019-03336-8
W. Zhang, H. Hu, H. Zhang, J. Zhao, H. Zhao, D. Zhang, Effect of forward extrusion-non-equal channel composite extrusion on microstructure and properties of magnesium alloy thin-walled tube [J/OL]. Precision forming engineering: 1–14 [2022–06–26].
Y.B. Chun, M. Battaini, C.H.J. Davies et al., Distribution Characteristics of In-Grain Misorientation Axes in Cold-Rolled Commercially Pure Titanium and Their Correlation with Active Slip Modes, Metall. Mater. Trans. A., 2010, 41(13), p 3473–3487. https://doi.org/10.1007/s11661-010-0410-4
Y.B. Chun and C.H.J. Davies, The evolution of in-grain misorientation axes (IGMA) during deformation of wrought magnesium alloy AZ31, Essential Readings in Magnesium Technology. S.N. Mathaudhu, A.A. Luo, N.R. Neelameggham, E.A. Nyberg, W.H. Sillekens Ed., Springer, Cham, 2016. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48099-2_55