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《南昌大学》 2010年
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AZ31镁合金热塑性变形行为研究及其数值模拟

胡燕辉  
【摘要】: 镁合金因其具有低密度、高比强度和比刚度、高阻尼、电磁屏蔽良好及机械加工方便等优点,被誉为21世纪最具发展潜力的金属材料。然而,镁的晶体结构为密排六方,其较差的室温成形性能以及较低的屈服强度极大的限制了它的应用。为了解决这个难题,本文对AZ31镁合金热塑性变形行为进行了试验及其数值模拟研究,以便为合理制定AZ31镁合金热塑性加工工艺参数提供指导,以及为进一步系统研究该合金提供基本数据。 本文通过成形模拟软件Deform 2D、3D分析了AZ31镁合金在不同条件下压缩和挤压的应力场、应变场以及温度场;利用金相分析了AZ31镁合金热变形后的组织特征;利用显微维氏硬度测试仪、电子万能材料试验机和SEM分析了AZ31镁合金挤压后的力学性能。研究结果表明: 1.AZ31镁合金压缩过程中,应力和应变均随着压缩的进行逐渐增大,不同试样间的应力随着应变速率的增大、温度的降低而变大。合金压缩过程中发生温升效应,温升随着应变速率的增大、晶粒尺寸的减小而越明显。 2.AZ31镁合金压缩过程中,试样心部组织变形程度高于边缘,心部晶粒被拉长,表现出明显的方向性。压缩温度过高时,组织边缘易于形成孪晶。 3.AZ31镁合金挤压过程中的塑性变形主要集中发生在挤压出口处,应力随着挤压速度增大、温度降低而变大。AZ31镁合金挤压过程中发生了明显的温升效应,挤压速度越大,温升越明显。随着挤压的进行,应力、应变以及温度分布均是由中心向两边逐渐降低。 4.AZ31镁合金在挤压过程中发生了动态再结晶,挤压后晶粒得到了有效的细化。挤压速度较低时,挤压组织呈现被拉长的大晶粒和动态再结晶小晶粒共存的混晶组织,随着挤压速度的增大,组织混晶组织明显减少,组织均匀,晶粒细小。在高速挤压时,当边缘晶粒尺寸小于20μm时,通常会形成一条粗晶组织。 5.AZ31镁合金挤压后力学性能获得了改善。材料的硬度、抗拉强度均有不同程度的提高。对合金的拉伸断口分析发现断口分布着许多韧窝,属于韧性断裂。 6.与坯料未细化处理的/AZ31镁合金相比,坯料预先细化的AZ31镁合金在同一挤压条件下挤压后得到的组织更为均匀,晶粒更加细小,硬度、抗拉强度均更高,延伸率有所下降。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG146.22

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王敏;AZ31镁合金高温塑性变形行为及数值模拟研究[D];太原科技大学;2012年
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【同被引文献】
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7 雷晓飞;AZ31镁合金复合式双剪切挤压时组织性能与工艺的研究[D];重庆大学;2011年
8 隋里;AZ61镁合金强韧化工艺研究[D];大连理工大学;2010年
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10 刘晓峰;AZ31镁合金热变形行为研究及数值模拟[D];太原科技大学;2010年
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