Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc tính cơ học của biến dạng siêu dẻo của hợp kim magiê AZ31
Tóm tắt
Là kim loại cấu trúc nhẹ nhất trên trái đất, magiê (và các hợp kim của nó) mang lại tiềm năng lớn cho việc giảm trọng lượng trong ngành vận tải. Nhiều thành phần ô tô đã được sản xuất từ các hợp kim magiê khác nhau, nhưng chủ yếu là các thành phần đúc. Việc sản xuất các thành phần vỏ ngoài bằng magiê vẫn bị cản trở bởi độ dẻo kém của vật liệu ở nhiệt độ phòng. Các hợp kim magiê thường được gia công ấm để khắc phục vấn đề này; tuy nhiên, đã quan sát thấy rằng một số hợp kim magiê thể hiện độ dẻo vượt trội và hành vi siêu dẻo ở nhiệt độ cao hơn. Cần có sự điều tra toàn diện hơn về hành vi ở nhiệt độ cao của magiê để có thể sử dụng rộng rãi kim loại và các hợp kim của nó. Trong công trình này, các khía cạnh biến dạng ở nhiệt độ cao của hợp kim magiê AZ31B-H24 thương mại được nghiên cứu thông qua một loạt các thử nghiệm kéo đơn trục, bao gồm các nhiệt độ gia công từ 23 đến 500 °C và các tốc độ biến dạng thật không đổi từ 2 × 10−5 đến 2.5 × 10−2 s−1. Nghiên cứu chủ yếu nhằm mục tiêu hành vi siêu dẻo của hợp kim, thông qua việc đặc trưng hóa ứng suất chảy, độ kéo dài đến khi gãy, và độ nhạy với tốc độ biến dạng trong các điều kiện khác nhau. Ngoài ra, độ dị hướng ban đầu cũng được điều tra ở các nhiệt độ gia công khác nhau. Kết quả của các thử nghiệm cơ học và vi cấu trúc này sẽ được sử dụng để phát triển một mô hình cấu trúc dựa trên vi cấu trúc có thể nắm bắt được hành vi siêu dẻo của vật liệu.
Từ khóa
#Hợp kim magiê #biến dạng siêu dẻo #nhiệt độ cao #ứng suất chảy #độ kéo dài #độ nhạy tốc độ biến dạngTài liệu tham khảo
D. Engelhart and C. Moedel, Die Entwicklung des Audi A2, ein neues Fahrzeugkonzept in der Kompaktwagenklasses (The Development of the Audi A2, a New Vehicle Concept in the Compact Car Class), Technologien um das 3l-Auto, November 16–18, 1999 (Brunswick, Germany), p 11–21, in German
G. Cole, How Magnesium Can Achieve High Volume Usage in Ground Transportation, Magnesium into the Next Millennium, The 56th Annual Meeting of the International Magnesium Association, June 6–9, 1999 (Rome, Italy), p 21–30
A. Jambor, M. Beyer (1997) New Cars - New Materials, Mater. Des., 18(4-6): 203–209
S. Schumann and F. Friedrich, The Use of Magnesium in Cars - Today and in the Future, Mg Alloys and their Applications, April 28–30, 1998 (Wolfsburg, Germany)
D. Carle, G. Blount (1999) The Suitability of Aluminum as an Alternative Material for Car Bodies. Mater. Des., 20(5): 267–272
Tabellenbuch Metall, 41st ed., 6th pr., Verlag Europa Lehrmittel, 2001, in German
H. Friedrich and S. Schumann, The Second Age of Magnesium: Research Strategies to Bring the Automotive Industry’s Vision to Reality, The Second Israeli International Conference on Mg Science and Technology, February 2000 (Sdom, Israel), p 9–18
E. Doege, K. Dröder (2001) Sheet Metal Forming of Magnesium Wrought Alloys – Formability and Process Technology. J. Mater. Process. Technol., 115: 14–19
E. Doege, L-E. Elend, and F. Meiners, Comparative Study of Massive and Sheet Lightweight Components Formed of Different Lightweight Alloys for Automotive Applications, ISATA 33rd 2000: Automotive & Transportation Technology, September 25–27, 2000 (Dublin, Ireland), p 87–94
K. Dröder and St. Janssen, Forming of Magnesium Alloys – A Solution for Lightweight Construction, 1999 International Body Engineering Conference Proceedings, SAE, 1999 (Detroit, Michigan)
E. Doege, W. Sebastian, K. Dröder, and G. Kurz, Increased Formability of Mg-Sheets Using Temperature Controlled Deep Drawing Tools, Proceedings of the Second Global Symposium on Innovations in processing and Manufacturing of Sheet Materials, TMS 2001, p 53–60
H. Watanabe, H. Tsutsui, T. Mukai, Y. Okanda, M. Kohzu, K. Higashi (2000) Superplastic Behavior in Commercial Wrought Magnesium Alloys. Mater. Sci. Forum, 350–351: 171–176
W. Kim, S. Chung, C. Chung, D. Kum (2001) Superplasticity in Thin Magnesium Alloy Sheets and Deformation Mechanism Maps for Magnesium Alloys at Elevated Temperatures. Acta Mater., 49(16): 3337–3345
L. Tsao, C. Wu, T. Chuang (2001) Evaluation of Superplastic Formability of the AZ31 magnesium Alloy. Mater. Res. Adv. Tech., 92(6): 572–577
F. Abu-Farha and M. Khraisheh, Deformation Characteristics of AZ31 Magnesium Alloy Under Various Forming Temperatures and Strain Rates, Proceedings of the 8th ESAFORM Conference on Material Forming, April 27–29, 2005 (Cluj-Napoca, Romania), p 627–630
K. Siegert, S. Jäger, M. Vulcan (2003) Pneumatic Bulging of Magnesium AZ31 Sheet Metals at Elevated Temperatures. Ann. CIRP, 52: 241–244
A. Jäger, P. Lukas, V. Gärtnerova, J. Bohlen, K. Kainer (2004) Tensile Properties of Hot Rolled AZ31 Mg Alloy Sheets at Elevated Temperatures. J. Alloy. Compd., 378: 184–187
B. Lee, K. Shin, C. Lee (2005) High Temperature Deformation Behavior of AZ31 Mg Alloy. Mater. Sci. Forum, 475–479: 2927–2930
S. Agnew, O. Duygulu (2003) A Mechanistic Understanding of the Formability of Magnesium: Examining the Role of Temperature on the Deformation Mechanisms. Mater. Sci. Forum, 419–422: 177–188
H. Watanabe, A. Takara, H. Somekawa, T. Mukai, K. Higashi (2005) Effect of Texture on Tensile Properties at Elevated Temperatures in an AZ31 Magnesium Alloy. Scr. Mater., 52: 449–454
J. Tan, M. Tan (2002) Superplasticity in a Rolled Mg-3Al-1Zn Alloy by Two-Stage Deformation Method. Scr. Mater., 47(2): 101–106
M. Mabuchi, M. Nakamura, T. Asahina, H. Iwasaki, T. Aizawa, and K. Higashi, Microstructural Evolution and Superplasticity of Rolled Mg-9Al-1Zn, Mater. Sci. Eng. A, 2000, 290(1–2), p 139–144
Y. Chino, H. Iwasaki (2004) Cavity Growth Rate in Superplastic 5083 Al and AZ31 Mg Alloys. J. Mater. Res., 19(11): 3382–3388
A. Ben-Artzy, A. Shtechman, A. Bussiba, Y. Salah, S. Ifergan, M. Kupiec, and R. Grinfeld, Low Temperature Super-plasticity Response of AZ31B Magnesium Alloy with Severe Plastic Deformation, Magnesium Technology 2003, Proceedings of the 2003 TMS Annual Meeting, 2003 (San Diego, California), p 259–263
A. Bussiba, A. Ben Artzy, A. Shtechman, S. Ifergan, M. Kupiec (2001) Grain Refinement of AZ31 and AZ60 Mg Alloys – Towards Superplasticity Studies. Mater. Sci. Eng. A, 302(1): 56–62
X. Wu, Y. Liu (2002) Superplasticity of Coarse-Grained Magnesium Alloy. Scr. Mater., 46(4): 269–274
D. Yin, K. Zhang, G. Wang, W. Han (2004) Superplasticity of Fine-Grained AZ31 Mg Alloy Sheets. T. Nonferr. Metal. Soc., 14(6): 1100–1105
D. Yin, K. Zhang, G. Wang, W. Han (2005) Superplasticity and Cavitation in AZ31 Mg Alloy at Elevated Temperatures. Mater. Lett., 59: 1714–1718
C. Lee, J. Huang (2004) Cavitation Characteristics in AZ31 Mg Alloys During LTSP or HSRSP. Acta Mater. 52: 3111–3122
X. Wu, Y. Liu, H. Hao (2001) High Strain Rate Superplasticity and Microstructure Study of a Magnesium Alloy. Mater. Sci. Forum, 357–359: 363–370
F. Kaiser, D. Letzig, J. Bohlen, A. Styczynski, C. Hartig, K. Kainer (2003) Anisotropic Properties of Magnesium Sheet AZ31. Mater. Sci. Forum, 419–422: 315–320
F. Kaiser, J. Bohlen, D. Letzig, K. Kainer, A. Styczynski, C. Hartig (2003) Influence of Rolling Conditions on the Microstructure and Mechanical Properties of Magnesium Sheet AZ31. Adv. Eng. Mater., 5(12): 891–896
F. Abu-Farha and M. Khraisheh, On the High Temperature Testing of Superplastic Materials. ASM Journal of Materials Engineering and Performance, Doi: 10.1007/s11665-007-9024-4
M. Khraisheh, H. Zbib, C. Hamilton, A. Bayoumi (1997) Constitutive Modeling of Superplastic Deformation. Part I: Theory and Experiments. Int. J. Plasticity, 13(1–2): 143–164
F. Abu-Farha, M. Khraisheh (2004) Constitutive Modeling of Deformation-Induced Anisotropy in Superplastic Materials. Mater. Sci. Forum, 447–448: 165–170