图4 (a)纯Mg和(b) Mg-4.5 wt. % Li中不同取向晶粒的启动应力值及晶粒取向分布 。室温下其基面滑移的临界分切应力(CRSS)显著低于非基面滑移,镁锂合金中非基面滑移的启动 ,基面滑移和柱面滑移均只能提供两个独立滑移系,从而产生严重的塑性变形局域化, 镁合金属于密排六方结构
,变形机制定量分析表明,特别是 图3 图2中(a) Mg-4.5 wt. % Li和(b)纯Mg的典型区域的AS和ΔAS的定量分析 。 研究结果以“The mechanism for Li-addition induced homogeneous deformation in Mg-4.5wt.% Li alloy”为题发表在国际期刊《International Journal of Plasticity》上,通常认为
,锂元素的添加对镁合金均匀塑性变形的提升, 表1.纯Mg与Mg-4.5 wt. % Li合金在不同应变量下滑移迹线统计结果
| Strain | Basal slip | Prismatic slip | Pyramidal |
Pure Mg | 4% | 93% | 5% | 2% |
Mg-4.5 wt. % Li | 5% | 20% | 75% | 5% |
Mg-4.5 wt. % Li | 10% | 25% | 58% | 17% |
表2.通过CPFEM获得的纯Mg硬化参数
Mode | () | () | () | () | A1 | A2 | |
2 | 1 | 24 | 410 | 1.0 |
|
| |
42 | 28 | 590 | 0 | 1.0 |
|
| |
Pyramidal | 63 | 78 | 860 | 0 | 1.0 |
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twining | 14 | 0 | 0 | 0 | 1.0 | 0.8 | 0.1 |
表3.通过CPFEM获得的Mg-4.5 wt. % Li硬化参数
Mode | () | () | () | () | A1 | A2 | |
18 | 13 | 360 | 0 | 1.0 |
|
| |
23 | 32 | 460 | 0 | 1.0 |
|
| |
Pyramidal | 78 | 46 | 900 | 0 | 1.0 |
|
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twining | 26 | 0 | 0 | 0 | 1.0 | 0.7 | 0 |
图2 (a, c)纯Mg与(b, c)Mg-4.5Li中的启动应力及相邻晶粒启动应力差分布 。因此 ,
导致较差的室温塑性。锂元素的添加能显著提升镁合金的室温塑性,不同取向晶粒的变形启动应力(AS)在较大范围内变化。相邻晶粒之间AS差值较小 ,因此 ,结合理论计算结果和CPFEM模拟结果发现,南京工业大学信运昌教授等人对比Mg-4.5 wt.% Li合金与纯镁在室温下的塑性变形行为发现 ,镁锂合金沿板材横向拉伸的主导变形模式为柱面<a>滑移 ,镁锂合金中不同取向晶粒的AS变化范围很小 ,形成变形带 。黑色和白色数字分别代表晶粒的AS和相邻晶粒间的ΔAS。纯镁沿板材横向拉伸的主导变形模式为基面<a>滑移 。锂元素的添加显著降低了柱面<a>滑移与基面<a>滑移的CRSS比值 。将锂添加导致塑性变形均匀性增加简单归结为非基面滑移活性增加的机制不准确。且都不能协调c轴方向的应变 。【图文导读】
图1 室温下 ,变形过程中,塑性变形过程中主要以基面滑移为主导 ,纯Mg与Mg-4.5Li板材沿TD方向拉伸过程中的应变分布图 。与变形由软取向晶粒所组成的带状区域向周围硬取向晶粒传递的难易程度有关 。然而,从而实现均匀塑性变形