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AZ61镁合金薄板轧制过程的数值模拟与实验研究

曹宏伟  
【摘要】:镁合金作为实际应用最轻的金属材料,以其较高的比强度和比刚度,优良的阻尼减震和屏蔽电磁波,以及便于回收等诸多优点,被广泛应用于航空航天、电子电器和汽车等领域。变形镁合金板材的生产技术在镁合金生产中占有重要地位,而轧制作为生产镁合金板材的主要方法,亦被广大学者作为主要研究对象。 本文首先AZ61镁合金挤压板材的原始坯料作为研究对象,进行了不同温度下的单向轧制和交叉轧制以及热处理实验,利用金相显微镜、显微硬度等研究手段,分析轧制以及热处理所获取的薄板的组织以及性能。确定了镁合金相同压下量下,在轧制加热温度为350℃,可获取发生动态再结晶且平均晶粒尺寸最小的优质板材。交叉轧制下所获取的板材的平均晶粒尺寸还要低于单向轧制,这也说明改变轧制方向与原来轧制方向的角度,可降低平均晶粒尺寸,获取优质性能镁合金板材。热处理工艺则是以300℃6h所获取板材平均晶粒尺寸最小,性能最为优异。在250℃热处理时,AZ61镁合金板材组织内出现大量的孪晶组织,而在350℃时,AZ61镁合金迅速发生动态再结晶,且随时间延长晶粒越来越粗大,故而AZ61镁合金退火处理温度不能高于350℃。 其次,通过Deform-3D软件进行了AZ61镁合金轧制过程中工艺参数的数值模拟,对所轧制实验进行了验证以及部分实验的补充。验证了AZ61镁合金交叉轧制所获取的板材要优于单向轧制的板材;模拟轧辊加热状态下,可获取较之室温状态下更好的板材。同时也对轧制过程中的晶粒度变化过程进行了模拟,可将AZ61镁合金轧制过程中不透明的晶粒演变过程直观的呈现在眼前,为分析AZ61板材轧制过程提供理论依据。


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