The role of slip and twinning in bending deformation of HCP metals

滑移和孪生在 HCP 金属弯曲变形中的作用

基本信息

批准号：
22K04672
负责人：
安藤新二
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は，純マグネシウム多結晶を圧延し，熱処理により結晶粒径が20,50,100μmとなる板材を作製した．この圧延材から圧延方向に対し曲げの中立面の方向が異なる４種類の試験片を用いて３点曲げ試験を行い，結晶方位による異方性を調査した．いずれの粒径においても，圧延面が中立面と平行な試験片（TR）は，中立面と垂直な試験片（TN）より曲げ延性が高いことがわかった．また曲げ降伏応力は，ホールペッチ則に従い，粒径の-1/2乗に比例して高くなり，TR試験片の方がTN試験片より若干高い値を示した．延性が異なった理由として，TR試験片は曲げにより底面すべりと{10-12}双晶により変形するのに対し，TN試験片では，底面すべりがほとんど起こることができず，双晶のみで変形するということがわかった．また，多結晶材でも圧延集合組織を持つため，純マグネシウム単結晶の曲げ変形挙動と同様な異方性を示し，TR試験片は，Gull-arm状に変形することがわかった．マグネシウムの曲げ変形に対する合金元素の影響を調べるためにMg-7.5LiおよびMg-12Li多結晶圧延材を作製し，同様に曲げ試験を行なった．その結果，7.5Liの添加では純マグネシウムと大差ないが，12Liでは大きく曲げ延性が向上することがわかった．その理由として，12Li添加により錐面すべりが活動しやすくなったためであることがわかった．しかしながら，純マグネシウムとは異なり，TN試験片の延性はTR試験片より大きくなった．その理由として，中立面の移動量がTRのほうが大きくなり，より高い引張歪が必要となるため，曲げ延性が低下することがわかった．単結晶における曲げ変形の結晶方位依存性を調査するため，Mg-0.6YおよびMg-0.8Y単結晶の曲げ試験を行なった．イットリウムを添加すると，{10-12}双晶が抑制されるため，0.8Yでは曲げ延性が低下することがわかった．

今年，我们轧制了纯镁多晶，并通过热处理生产了晶粒尺寸为20、50、100μm的板材。使用该轧制材料的弯曲中性面相对于轧制方向不同的4种试验片进行三点弯曲试验，调查由结晶取向引起的各向异性。结果发现，对于所有晶粒尺寸，轧制表面平行于中性面（TR）的试样比轧制表面垂直于中性面（TN）的试样具有更高的弯曲延展性。此外，根据Hall-Petch定律，弯曲屈服应力与晶粒尺寸的-1/2次方成比例增加，并且TR样品的值略高于TN样品。延展性差异的原因是 TR 样品在弯曲过程中由于基底滑移和 {10-12} 孪晶而变形，而 TN 样品仅由于基底滑移和 {10-12} 孪晶而变形。做。此外，由于多晶材料也具有轧制织构，因此表现出类似于纯镁单晶弯曲变形行为的各向异性，并且发现TR试样变形为鸥臂形。为了研究合金元素对镁弯曲变形的影响，制备了Mg-7.5Li和Mg-12Li多晶轧材，并同样进行了弯曲试验。结果表明，7.5Li的添加与纯镁没有太大区别，但12Li的弯曲塑性明显提高。其原因被发现是随着 12Li 的添加，锥体滑移变得更加活跃。然而，与纯镁不同的是，TN 样品的延展性大于 TR 样品的延展性。其原因是TR中中性面的移动量较大，需要较高的拉应变，导致弯曲延展性下降。为了研究单晶弯曲变形的晶体取向依赖性，对Mg-0.6Y和Mg-0.8Y单晶进行了弯曲试验。结果发现，添加钇抑制了{10-12}孪晶，导致0.8Y处的弯曲延展性降低。