变形镁合金塑性加工及组织性能的理论基础

（1）基础研究部分：变形镁合金塑性加工及组织性能的理论基础。 （2）深入研究部分：镁合金的变形特征、断裂韧性、成形性能、腐蚀性能等关键服役与应用性能。 （3）本书研究成果能够可为高性能镁合金的开发与应用提供指导。

随着材料轻量化的发展趋势，具有轻质等优点的镁合金材料成为航空、航天、汽车、3C电子等领域未来发展可选择的重要材料。通过塑性变形等方式优化微观组织特征的变形镁合金具有优异的强塑性，能够满足更多工程结构件的性能需求，具有较大的发展前景。本书在变形镁合金的塑性加工及组织性能的理论基础上，介绍了合金化、塑性变形机理，板材加工方式，综合性能及其影响因素。同时，着重研究了镁合金的再结晶行为、高性能镁合金板材的轧制工艺技术、镁合金的变形特性与塑性变形机理、断裂韧性及成形性、腐蚀行为，对高性能镁合金的开发与应用提供了理论指导。本书是金属材料类专业技术书籍，可供高校科研工作者、材料加工相关专业研究生，以及企业工程技术人员参考。

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第1章变形镁合金理论基础
1.1镁的晶体结构与合金化001
1.1.1镁的晶体结构及性能特点001
1.1.2镁合金的合金化002
1.1.3镁合金的成分设计006
1.2镁合金的塑性加工与变形机理008
1.2.1滑移008
1.2.2孪生009
1.2.3晶界滑移010
1.2.4再结晶011
1.2.5镁合金的变形特性012
1.3变形镁合金的板材加工方式017
1.3.1镁合金板材的常规轧制017
1.3.2双辊铸轧019
1.3.3异步轧制020
1.3.4衬板轧制021
1.4变形镁合金的力学性能及影响因素023
1.4.1晶粒023
1.4.2第二相025
1.4.3织构027
1.4.4组织均匀性028
1.5变形镁合金的耐蚀性能及影响因素030
1.5.1镁合金的腐蚀特性030
1.5.2镁合金耐腐蚀性能的影响因素031
参考文献041

第2章镁合金的再结晶行为
2.1Mg-Zn-Gd合金的静态再结晶050
2.1.1稀土第二相粒子在Mg-Zn合金再结晶过程的作用050
2.1.2稀土固溶原子在Mg-Zn合金再结晶过程的作用055
2.2Ca/Gd复合添加镁合金退火过程的微观组织演变057
2.2.1退火过程的软化行为058
2.2.2退火过程的微观组织特征演变061
2.2.3第二相粒子对基面织构弱化及再结晶行为的作用机制078
2.3Mg-4Zn-xCa合金的热压缩行为079
2.3.1Mg-4Zn-xCa合金的微观组织特征080
2.3.2Mg-4Zn-xCa合金的热压缩变形及本构模型优化086
2.4Mg-4Zn-xCa合金的动态再结晶105
2.4.1Mg-4Zn-xCa合金的动态再结晶临界条件105
2.4.2Mg-4Zn-xCa合金动态再结晶过程的组织演变109
2.4.3Mg-4Zn-xCa合金的动态再结晶形核机制116
2.5Mg-4Zn-xCa合金热加工变形能力及组织特征124
2.5.1Mg-4Zn-xCa合金热加工图构建124
2.5.2基于热加工图的Mg-4Zn-xCa合金微观组织特征131
2.5.3Ca元素对Mg-4Zn-xCa合金热加工变形能力的影响137
参考文献148

第3章高性能镁合金板材的轧制工艺技术
3.1Mg-Al合金板材的末道次升温轧制工艺152
3.1.1升温轧制工艺设计思路152
3.1.2末道次轧制温度对Mg-Al合金板材微观组织及综合性能的影响153
3.2AZ31镁合金的异步轧制工艺162
3.2.1工艺参数对单道次异步轧制AZ31镁合金微观组织及力学性能的影响162
3.2.2AZ31镁合金板材的连续异步轧制及多道次异步轧制167
3.2.3轧制工艺对AZ31镁合金薄板室温成形性能的影响177
3.3基于合金优化及双辊铸轧的高强塑性镁合金薄板材181
3.3.1高强塑性镁合金板材的设计思路181
3.3.2高性能镁合金板材的力学性能及成形性能183
3.3.3轧制过程的组织特征演变187
3.3.4高性能镁合金板材的强化机理203
参考文献212

第4章镁合金的变形特性与塑性变形机理
4.1镁合金的拉压不对称性219
4.1.1挤压ZA21镁合金棒材的室温拉伸-压缩力学性能219
4.1.2拉伸/压缩屈服过程的微观组织及变形机制221
4.1.3拉压不对称性的弱化机制229
4.2镁合金棒材压缩变形的各向异性231
4.2.1室温压缩力学性能及各向异性231
4.2.2压缩过程的组织演变233
4.2.3压缩过程的织构演变240
4.2.4压缩变形过程的Schmid因子分析247
4.2.5压缩过程中孪晶变体的选择与长大251
4.2.6压缩变形过程中的滑移机制260
4.2.7压缩变形力学性能各向异性与变形机制的关系264
4.3镁合金的拉伸各向异性及塑性变形行为265
4.3.1基本力学性能266
4.3.2应变速率和载荷方向对力学行为的影响268
4.3.3拉伸变形过程的微观组织演变规律272
4.3.4拉伸变形过程的塑性变形机制281
4.3.5力学性能各向异性和应变速率敏感性286
4.4镁合金纳米压入变形的取向行为288
4.4.1纳米压痕形貌288
4.4.2纳米力学性能289
4.4.3纳米压入的取向行为293
参考文献302

第5章镁合金的断裂韧性及成形性
5.1Ca元素对挤压态Mg-2Zn-xCa合金微观组织及断裂韧性的影响308
5.1.1挤压态Mg-2Zn-xCa合金的微观组织308
5.1.2挤压态Mg-2Zn-xCa合金的力学性能及断裂韧性314
5.1.3挤压态Mg-2Zn-xCa合金的断裂机理及韧性控制316
5.2等温锻造Mg-4Zn-xCa合金的断裂韧性及疲劳裂纹扩展320
5.2.1等温锻造Mg-4Zn-xCa合金的制备及微观组织特征320
5.2.2Mg-4Zn-xCa合金的断裂韧性324
5.2.3Mg-4Zn-xCa合金的疲劳裂纹扩展328
5.3Ca-Gd复合添加对镁合金微观组织及成形性能的影响339
5.3.1Ca-Gd复合添加对Mg-3Al系合金板材微观组织演变的影响339
5.3.2Ca-Gd复合添加对Mg-3Al系合金板材成形性能的影响345
5.4稀土元素对Mg-1.5Zn合金织构和室温成形性能的影响349
5.4.1Gd元素对Mg-1.5Zn-xGd合金织构和室温成形性能的影响349
5.4.2Y和Ce元素对Mg-1.5Zn-xCe/Y合金织构和室温成形性能的影响356
5.4.3稀土元素种类对Mg-1.5Zn变形镁合金织构和室温成形性能的影响362
5.5AZ31镁合金薄板室温成形极限图研究365
5.5.1成形极限图的原理及建立365
5.5.2AZ31镁合金薄板的成形极限图368
参考文献371

第6章镁合金的腐蚀行为
6.1微合金化及加工状态对AZ31镁合金耐蚀性能的影响规律375
6.1.1铸态AZ31镁合金的微观组织及腐蚀性能375
6.1.2均匀化态AZ31镁合金的微观组织及腐蚀性能382
6.1.3轧制退火态AZ31镁合金的微观组织及腐蚀性能388
6.2镁合金腐蚀过程的取向行为397
6.2.1晶粒尺寸及晶体取向对腐蚀性能的影响397
6.2.2腐蚀过程的形貌演变402
6.2.3腐蚀过程的点蚀及晶间腐蚀机理410
6.2.4腐蚀过程的电化学性能411
6.2.5晶粒尺寸及晶体取向对各阶段腐蚀机理的影响417
6.3镁合金棒材腐蚀过程的强度衰减419
6.3.1腐蚀剩余强度变化及衰减规律419
6.3.2腐蚀剩余强度衰减机理423
6.3.3初始强度与腐蚀速率对腐蚀剩余强度的影响434
参考文献435