收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

AZ31镁合金复合式双剪切挤压时组织性能与工艺的研究

雷晓飞  
【摘要】:当今,镁合金作为最轻的金属结构材料正逐渐广泛应用,尤其是变形镁合金已经取得了引人注目的成就,但是镁合金室温塑性变形能力差的特点以及传统镁合金挤压方法的局限性,大大限制了镁合金的推广应用,因此镁合金的变形已经成为了该领域的一个重要课题。本论文研究了由正挤压,等通道角挤压和变通道角挤压组合的复合式双剪切(DSE)热挤压来改善镁合金的组织和性能(此挤压模具的挤压比为16:1)。 AZ31镁合金能够进行较大的塑性变形并且被广泛的应用,是本课题选用的材料。本次课题的主要实验内容为:①在不同的挤压温度下对AZ31镁合金进行复合式双剪切挤压,分析AZ31镁合金在复合式DSE变形过程中的显微组织和织构的演变规律,并分析了其热变形过程中的机理。②对不同挤压温度下挤压态的AZ31镁合金的进行室温力学性能测试,探讨了复合式DSE成型后AZ31镁合金的室温力学性能,并分析了其室温变形行为。③同时对不同状态的AZ31镁合金的断裂行为进行了相关分析,判断其失效行为。④对挤压态AZ31镁合金进行了退火处理,分析其微观组织和力学性能,得到该挤压工艺的最合理退火工艺参数。⑤最后采用有限元软件对复合式DSE变形工艺进行了模拟,对变形过程中各模拟参数进行分析,例如挤压力和应力应变分布进行了初步研究。 实验的结果为:AZ31镁合金经复合式DSE变形后,镁合金晶粒表现出了显著的细化效果。AZ31镁合金的晶粒随变形温度的降低而减小,变形后镁合金的压缩屈服强度和硬度都随晶粒细化而提高,由于受织构和内应力影响,在不同挤压温度下镁合金的压缩率变化不大,但是总体上AZ31镁合金经DSE热变形后,合金的室温强韧性得到综合改善。本次实验的一个创新点为:由于各种镁合金挤压后微观组织表现特点是不均匀性,即挤压过后沿挤压方向存在明显的长条晶粒,对于复合式DSE变形的后的镁合金组织的均匀性得到了明显的提高,这归因于在变通道角挤压后的等通道角部分。对于350℃挤压态AZ31镁合金变形后试样进行不同的退火工艺,得到350℃保温2h为最佳退火工艺参数,残留的长条原始组织和混晶组织发生了充分的静态再结晶,呈等轴晶分布,同时也消除了挤压所带来的热应力和组织应力。 因为镁合金的层错能比较低,所以热挤压镁合金一个动态再结晶的过程,并且随着挤压温度的升高晶粒的细化效果明显减弱。在挤压温度为350℃,挤压速度为2mm/s的条件下,挤压后的AZ31镁合金平均晶粒尺寸为5μm左右,显微硬度为76.3Kg/mm~2,压缩屈服强度为156MPa,抗压强度为390MPa,压缩率为18.1%,变性后的镁合金的强韧性得到了明显的提高。在室温变形过程中镁合金主要是孪生模式,{10—12}101—1拉伸孪晶{101—1}10—12压缩孪晶是镁合金中的主要孪生模式,虽然对于镁合金的孪生临界启动力还不是很明确,但是{101—2}拉伸孪生容易启动已经得到了共识,本论文中对于{101—2}孪生进行了初步的研究。此外,挤压过程中,基面织构也对镁合金的室温性能有较大的影响,最主要表现是{0002}基面织构影响变形镁合金拉压不对称性。 利用有限元软件Deform-3D对该DSE变形过程中的挤压力和应力应变分布进行了有限元模拟。从模拟过程来看,挤压温度,挤压模具的参数等起着很重要的作用。我们的目的是:在既能保证实验模具和材料不受破坏,又能满足实验设备所提供的挤压力条件下,实验材料得到最后的细化晶粒效果。所以模拟分析为进一步实验提供了很好的指导方向,有一定的参考价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张新明;肖阳;陈健美;蒋浩;;挤压温度对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金组织与力学性能的影响[J];中国有色金属学报;2006年03期
2 赵智勇;;铝合金散热片的质量分析与控制[J];有色金属加工;2006年06期
3 杨波;杨光;钱大钧;刘鑫;;双螺杆挤压制备酯化玉米淀粉的实验研究[J];食品工业;2007年01期
4 葛小言;王婷兰;唐颂超;李水强;;等通道转角挤压加工中挤压温度对聚丙烯结构和性能的影响[J];中国塑料;2007年12期
5 葛小言;王婷兰;唐颂超;;等通道转角挤压对等规聚丙烯性能的影响[J];现代塑料加工应用;2008年02期
6 郭铜修;刘德林;于洋;;高硅镍铜合金NCu30-4-2-1挤压棒材的研制[J];材料工程;2009年02期
7 张爱云;张星;张治民;;挤压变形对ZL102材料组织和性能的影响[J];热加工工艺;2009年08期
8 李小刚;佟学文;李农;尚秀丽;冯红超;;挤压工艺对TA15型材组织和性能的影响[J];钛工业进展;2010年03期
9 陈全德;罗美华;魏世中;王洪敏;;锌基合金型材组织与性能的研究[J];河南科技大学学报(自然科学版);1991年01期
10 赵庆荣,左敦稳,王珉;35CrMo钢内螺纹冷挤压实验研究[J];江苏机械制造与自动化;2001年02期
11 刘宜锋;;米糠保鲜技术研究[J];粮食加工;2008年01期
12 李艳辉;李保成;尹从娟;;挤压比和挤压温度对AZ31镁合金组织性能的影响[J];金属世界;2008年03期
13 尹从娟;张星;张治民;;挤压温度和挤压比对AZ31镁合金组织性能的影响[J];有色金属加工;2008年01期
14 马涛;周大宇;冯小龙;冷聚强;;亚硫酸钠挤压复合法米糠稳定化的研究[J];食品工业科技;2008年05期
15 杨忠旺;陈振华;夏伟军;陈鼎;;AZ91镁合金型材挤压工艺研究[J];矿冶工程;2008年03期
16 钟建华;丁志勇;王金海;郭向东;;环保Bi黄铜棒反向挤压时各工艺参数的影响[J];热加工工艺;2010年05期
17 陈金日;冉旭;刘学文;孙于庆;;苦荞麦方便面挤压加工参数的优化研究[J];食品工业科技;2010年11期
18 邓小民;挤压温度对2A12铝合金T4状态管材力学性能的影响[J];轻合金加工技术;2004年02期
19 李华林 ,单秉权 ,蔡华 ,高良;热挤压对MGH956合金组织和性能的影响[J];钢铁研究学报;1986年03期
20 苏德权,赵云禄,藏学府;铝型材挤压温度范围的选择[J];锻压技术;1995年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章国伟;郭安振;陈伟;辛海鹰;秦占明;翟景;马力;陈刚;;挤压温度、冷却方式对喷射沉积铝合金件组织和性能的影响[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年
2 葛小言;王婷兰;唐颂超;;等通道转角挤压中挤压温度对等规聚丙烯晶态结构的影响[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
3 郭胜利;李德富;;基于murty准则优化TiB_2/Al复合材料热挤压工艺参数[A];中国有色金属学会合金加工学术委员会2008学术年会论文集[C];2008年
4 张波;魏益民;陈锋亮;严军辉;生广伦;;工艺参数对组织化大豆蛋白密度的影响[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
5 王晓军;张海峰;吴昆;胡小石;郑明毅;;热挤压对SiCp/AZ91复合材料组织和性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
6 魏益民;张汆;张波;;D-葡萄糖对组织化花生蛋白产品质量的影响[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
7 王敬丰;宋鹏飞;潘复生;;不同挤压工艺对Mg-Zn-Y-Zr力学性能及阻尼性能的影响[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
8 徐明华;;影响2A12T4厚壁管材性能的主要因素[A];2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛论文集[C];2009年
9 韩国民;薛克敏;黄科帅;李晓;;等通道转角挤压套管AlSi30粉末体试验研究[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
10 蒋斌;张丁非;彭建;丁培道;;Mg-14Li-1Al超轻镁合金的挤压工艺与力学性能[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘勇;自生准晶增强Mg-Zn-Gd基合金组织和力学行为的研究[D];上海交通大学;2007年
2 张汆;花生蛋白挤压组织化技术及其机理研究[D];西北农林科技大学;2007年
3 曲家惠;镁合金塑性变形的组织和织构的研究[D];东北大学;2008年
4 卢庆亮;准晶增强Mg-Zn-Y合金的ECAP变形组织及力学性能[D];山东大学;2006年
5 胡茂良;固相再生AZ91D镁合金组织结构及性能研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 文丽华;固相再生ZM6耐热镁合金组织和性能研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 李达人;W-Cu粉末热挤压致密工艺及塑性变形研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 李志军;Bi_2O_3涂覆Al_(18)B_4O_(33)晶须增强铝复合材料的界面反应及高温变形行为[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 杨伏良;新型轻质低膨胀高导热电子封装材料的研究[D];中南大学;2007年
10 陈彬;高强度Mg-Y-Zn镁合金的研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程威;Mg-Zn-Y-Zr合金变通道转角挤压数值模拟与实验研究[D];太原科技大学;2013年
2 谢懿;固态挤压对喷射沉积高锰ZA35合金的影响[D];沈阳工业大学;2009年
3 魏小伟;铝合金电脑散热片挤压模具设计[D];江西理工大学;2010年
4 李琴;板栗粉的制备及应用研究[D];江南大学;2008年
5 刘琼;温挤压模具早期失效影响因素分析[D];广西大学;2008年
6 张爱云;热挤压对ZL102铝合金组织和性能的影响[D];中北大学;2009年
7 邵明星;挤压变形对Mg-Zn-Y合金组织与力学性能的影响[D];山东大学;2006年
8 蒋浩;Mg-Gd(Y)耐热镁合金材料及其热处理研究[D];中南大学;2006年
9 方晓强;Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压的数值模拟[D];西北工业大学;2007年
10 张晓芳;挤压工艺对ZK60镁合金组织性能的影响研究[D];中北大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 碧尘 陈岩;她在丛中笑[N];中国有色金属报;2005年
2 翟军;山铝实施精细化操作[N];中国矿业报;2003年
3 中国农业大学 张建云;如何提高现有饲料的利用率?[N];中国畜牧兽医报;2005年
4 夏德宏;金属镁合金塑性成形技术概论[N];中国有色金属报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978