镁合金超塑性变形的损伤演化力学分析.doc

摘要:据统计，在地球上的镁合金储量非常丰富。镁合金的密度小，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强等优点而越来越被广大人民群众接受。二战时期，镁合金主要用于军事和航空航天领域，到了和平年代，由于其价格昂贵并且对镁合金的开发研究技术不够而一度减少使用。随着技术的提高以及环境保护观念的普及，镁合金因其较低的密度和较好的性能再次走进大众视野，在3C产品和汽车等各个领域有了更广阔的发展前景。在这个全球都看好镁合金的年代，作为镁资源大国的中国，这对我们来说既是机遇又是挑战，因为我们在镁合金产品的技术附加值方面的研究有待提高。目前国内生产的镁合金产品多为压铸件，这远远不能完全体现镁合金自身的价值，而变形镁合金才是我们要努力的方向。

因此，本文致力于研究镁合金拉伸断裂时孔洞的研究。因此，我们要研究这些空洞，找出它们的规律，来预测镁合金板材的变形失稳，从而优化镁合金板材的工艺参数。现在的材料学界和力学界也都在关注。我们知道，空洞的存在是非常不好的，而且几乎都是在金属的大变形时产生的。这种空洞会让零件的性能受到很大的影响，如材料的使用性能和机械性能等。因此我们在金属成型加工过程中，一定要考虑到这种损伤，在成型后，损伤还可能会继续影响材料的性能。

晶界滑移是超塑性的主要变形机制，在变形过程中空洞化严重。因此，我们要考虑空洞损伤演化效应，从而研究镁合金为什么会发生变形失稳的问题，对此我们展开研究。本文我选用统计学方法，通过超塑性高温拉伸试验，用扫描电镜观察超塑性拉伸试样形变前和形变过程中的空洞以及断裂现象，对损伤机理进行观察研究，从而给出变形损伤方程，计算损伤材料特征参数临界值，为以后研究镁合金的变形失稳提供重要的理论基础和理论依据。

关键词 镁合金；超塑性；空洞；演化方程

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1镁及镁合金概述-1

1.1.1 3C产品-3

1.1.2自行车等其他行业-4

1.1.3镁合金在汽车工业中的应用-6

1.2研究本课题的原因及解决方法-7

1.2.1研究本课题的原因-7

1.2.2研究本课题的解决方法-7

1.3镁合金发展趋势-8

2 AZ31B镁合金超塑性拉伸试验-9

2.1试验目的-9

2.2实验设备及材料-9

2.3实验过程-11

2.3.1分析材料断裂的主要原因-11

2.3.2计算空洞体积分数-14

2.3.3减少空洞形成于降低断裂可能性的手段-16

3损伤演化方程的建立-18

3.1损伤力学的基本概念和研究方-18

 3.1.1Kachanov损伤概念-18

 3.1.2损伤力学的研究方法-19

3.2统计细观损伤力学理论-19

3.3损伤演化方程的建立-19

3.4特征值与特征参数的确定-22

结论-24

致谢-25

参考文献-26