【镁合金热旋压成形织构及其机理研究现状的文献综述2500字】

–PAGE28–镁合金热旋压成形织构及其机理研究现状的文献综述金属的晶粒取向在塑性变形等过程中往往出现某一空间位置聚集的现象，即晶体学中所指的织构[[]陈振华.变形镁合金[M].北京.化学工业出版社,2005.]。镁合金在较低的温度下，可协调变形的滑移系较少，因此在塑性变形过程中极易产生晶粒取向集中现象[[]ZhangJ,HuangH,YangC(2017)Effectsofhotringforgingonmicrostructure,textureandmechanicalpropertiesofAZ31magnesiumalloy.MaterSciEngA679:20-27][[]SuhC,HorK,NahmS,SuhM(2015)Fatigueandmaterialcharacteristicsofahot-formedAZ31magnesiumalloy.ModPhysLettB29(06n07):15-40[]陈振华.变形镁合金[M].北京.化学工业出版社,2005.[]ZhangJ,HuangH,YangC(2017)Effectsofhotringforgingonmicrostructure,textureandmechanicalpropertiesofAZ31magnesiumalloy.MaterSciEngA679:20-27[]SuhC,HorK,NahmS,SuhM(2015)Fatigueandmaterialcharacteristicsofahot-formedAZ31magnesiumalloy.ModPhysLettB29(06n07):15-401.1镁合金热旋压成形织构研究现状强力旋压成形是一种典型的局部加载、局部受力、逐渐变形和累积的成形工艺，是成形薄壁高精度筒形零件的有效方法[10]。图1-5所示为强力旋压中常见的三旋轮错距旋压成形原理图，该旋压方式通过合理分配各旋轮的径向错距量实现径向旋压力的平衡，因此适合于需要较大道次减薄率的薄壁筒形零件的旋压成形。Xia等[[]XiaQ.X.,XiaoG.F.,LongH.,ChengX.Q.,YangB.J.Astudyofmanufacturingtubeswithnano/ultrafinegrainstructurebystaggerspinning[J].Materials&Design.59,2014:516-523]通过实验研究及有限元模拟对筒形件强力旋压进行了研究，结果表明旋压方式对材料变形特点的影响显著。如三旋轮错距旋压时，旋压件径向方向上存在显著的等效应变梯度，而这种现象在对轮旋压时则没有出现。Xia等[[]QinxiangXia,JinchuanLong,GangfengXiao,ShuaiYuan,YiQin.DeformationmechanismofZK61magnesiumalloycylindricalpartswithlongitudinalinnerribsduringhotbackwardflowforming]对镁合金带内筋筒形件热强旋成形进行了数值模拟，分析了内筋填充的变形机理。结果表明，热强旋过程中的三向压应力、壁部的切向拉应变及筋部的切向压应变状态有利于内筋的填充。旋压件外层材料的流动与筒形件类似，以切向流动为主。壁部内层材料较大的切向流动及内筋处的径向流动是内筋成形的主要原因。黄[[]黄高柱.镁合金带内筋筒形件热强旋成形工艺及质量研究[D].华南理工大学,2019.]开展了镁合金带内筋筒形件热强旋成形研究，基于有限元模拟和热强旋实验获得了不同工艺参数对内筋成形质量的影响规律。结果表明：成形温度300~350[]XiaQ.X.,XiaoG.F.,LongH.,ChengX.Q.,YangB.J.Astudyofmanufacturingtubeswithnano/ultrafinegrainstructurebystaggerspinning[J].Materials&Design.59,2014:516-523[]QinxiangXia,JinchuanLong,GangfengXiao,ShuaiYuan,YiQin.DeformationmechanismofZK61magnesiumalloycylindricalpartswithlongitudinalinnerribsduringhotbackwardflowforming[]黄高柱.镁合金带内筋筒形件热强旋成形工艺及质量研究[D].华南理工大学,2019.图1-5三旋轮错距旋压原理图Fig1-5.Schematicdiagramofstaggerspinningwiththreerollers目前镁合金的挤压[[]崔崇亮,洪晓露,孙廷富,等.镁合金变形织构的研究进展[J].兵器材料科学与工程,2015,38(4):127-131.][[]MukaiT,YamanoiM,WatanabeH,etal.DuctilityenhancementinAZ31magnesiumalloybycontrollingitsgrainstructure[J].ScriptaMaterialia,2001,45(1):89-94.]、轧制[[]KimSH,YouBS,ChangDY,etal.TextureandmicrostructurechangesinasymmetricallyhotrolledAZ31magnesiumalloysheets[J].MaterialsLetters,2005,59(29-30):3876-3880.][[]HuangX,SuzukiK,WatazuA.MicrostructuralandtexturalevolutionofAZ31magnesiumalloyduringdifferentialspeedrolling[J].JournalofAlloys&Compounds,2009,479(1):726-731.][[]KimWJ,ParkJD,KimWY.EffectofdifferentialspeedrollingonmicrostructureandmechanicalpropertiesofanAZ91magnesiumalloy[J].JournalofAlloys&Compounds,2008,460(1):289-293.][[]KimWJ,JeongHG,JeongHT.Achievinghighstrengthandhighductilityinmagnesiumalloysusingsevereplasticdeformationcombinedwithlow-temperatureaging[J].ScriptaMaterialia,2009,61(11):1040-1043.]、等径角挤压[[]BeyerleinIJ,TóthLS.Textureevolutioninequal-channelangularextrusion[J].ProgressinMaterialsScience,2009,54(4):427-510.][[]崔崇亮,洪晓露,孙廷富,等.镁合金变形织构的研究进展[J].兵器材料科学与工程,2015,38(4):127-131.[]MukaiT,YamanoiM,WatanabeH,etal.DuctilityenhancementinAZ31magnesiumalloybycontrollingitsgrainstructure[J].ScriptaMaterialia,2001,45(1):89-94.[]KimSH,YouBS,ChangDY,etal.TextureandmicrostructurechangesinasymmetricallyhotrolledAZ31magnesiumalloysheets[J].MaterialsLetters,2005,59(29-30):3876-3880.[]HuangX,SuzukiK,WatazuA.MicrostructuralandtexturalevolutionofAZ31magnesiumalloyduringdifferentialspeedrolling[J].JournalofAlloys&Compounds,2009,479(1):726-731.[]KimWJ,ParkJD,KimWY.EffectofdifferentialspeedrollingonmicrostructureandmechanicalpropertiesofanAZ91magnesiumalloy[J].JournalofAlloys&Compounds,2008,460(1):289-293.[]KimWJ,JeongHG,JeongHT.Achievinghighstrengthandhighductilityinmagnesiumalloysusingsevereplasticdeformationcombinedwithlow-temperatureaging[J].ScriptaMaterialia,2009,61(11):1040-1043.[]BeyerleinIJ,TóthLS.Textureevolutioninequal-channelangularextrusion[J].ProgressinMaterialsScience,2009,54(4):427-510.[]ZhangD,LiS.Orientationdependenciesofmechanicalresponse,microstructureandtextureevolutioninhotcompressionofAZ31magnesiumalloyprocessedbyequalchannelangularextrusion[J].MaterialsScience&EngineeringA,2011,528(15):4982-4987.[]Microstructureand

MechanicalPropertiesof

Mg–3Al–ZnMagnesiumAlloySheetby

HotShearSpinningZhang等[[]ZhangY,WangF,DongJ,etal.GrainrefinementandorientationofAZ31Bmagnesiumalloyinhotflowformingunderdifferentthicknessreductions[J].JournalofMaterialsScience&Technology,2017,(1151):1-12.]研究了减薄率对AZ31B镁合金杯型件热强旋成形织构的影响。结果表明，壁厚减薄率对晶粒细化及晶粒取向变化均具有显著的影响，旋压成形后大部分晶粒的晶面及晶面平行于径向-轴向平面，且晶粒c轴朝向径向，并有小幅度的轴向偏转（图1-6）。曹等[[]曹振,王旭东,董杰,等.AZ80镁合金轮毂强力旋压工艺及组织性能研究[J].稀有金属,2016:1-8.]以半连铸AZ80镁合金为坯料，进行了轮毂强力旋压成形，织构演变分析结果表明，热强旋成形后AZ[]ZhangY,WangF,DongJ,etal.GrainrefinementandorientationofAZ31Bmagnesiumalloyinhotflowformingunderdifferentthicknessreductions[J].JournalofMaterialsScience&Technology,2017,(1151):1-12.[]曹振,王旭东,董杰,等.AZ80镁合金轮毂强力旋压工艺及组织性能研究[J].稀有金属,2016:1-8.(a)30%(b)50%图1-6不同减薄率下旋压件织构Fig.1-6Polefiguresofspunpartsunderdifferentthinningratioofwallthickness镁合金旋压织构的研究主要通过实验方法开展，且以定性描述为主，对于镁合金热强旋过程中织构类型及其产生机制、演变过程等的研究尚不够深入，也未见到针对镁合金带内筋筒形件热强旋成形织构分析的研究。由于内筋的存在，镁合金带内筋筒形件热强旋成形过程的材料变形特点及所需的旋压工艺等将与筒形件热强旋过程有显著的不同，其对变形织构的演变将造成何种影响，现有研究成果尚不能对此进行全面指导。1.2镁合金热旋压织构演变机理研究现状采用EBSD等技术对织构进行实测或借助晶体塑性有限元等方法是织构演变机理研究的常用手段。目前，镁合金织构演变机理的研究在轧制、挤压等塑性成形工艺的研究中已有涉及。如Jia[[]TextureevolutionofAZ31magnesiumalloysheetsduringwarmrolling]等通过实验方法对AZ31镁合金热轧过程中的织构演变机理进行了剖析。指出多道次轧制后将形成较强的基面织构，在较厚的轧制板材中，(0001)基面极图在切向方向呈椭圆形分布的原因主要是<a>型柱面滑移系激活及剪切带的作用；而在较薄的轧制板中，(0001)基面极图与轧制方向呈±10°夹角，其原因主要来自于<a+c>锥面滑移系的激活作用。Shao[[]Crystalplasticityfiniteelementmodellingoftheextrusiontextureofamagnesiumalloy]等采用晶体塑性有限元模型对镁合金的挤压织构演变机理进行了探析，结果表明，当材料通过挤压道口时，剪切应变通将促进基面滑移从而形成织构，挤压变形后初始晶粒的晶面将转动到平行于挤压方向的稳定取向状态。Kabirian[[]Visco-plasticmodelingogmechanicalresonsesandtextureevolutioninextrudedAZ31magenesiumalloyforvariousloadingconditions[]TextureevolutionofAZ31magnesiumalloysheetsduringwarmrolling[]Crystalplasticityfiniteelementmodellingoftheextrusiontextureofamagnesiumalloy[]Visco-plasticmodelingogmechanicalresonsesandtextureevolutioninextrudedAZ31magenesiumalloyforvariousloadingconditions塑性成形过程中晶粒取向的定向转变将形成变形织构，其转变的角度及趋势的强弱除受镁合金自身变形机制的温度、应变速率敏感性影响外，还与不同工艺下材料所处的应力状态及变形程度等密切相关，从而引起织构类型及组分的复杂性。因此，镁合金在旋压成形过程中的织构演变机理研究仍值得被关注。目前，镁合金旋压成形织构演变机理的研究较少。Cao等[[]CaoZ,WangF,WanQ,etal.Micr