收藏本站
收藏 | 论文排版

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 汪凌云,黄光胜,范永革,黄光杰;变形AZ31镁合金的晶粒细化[J];中国有色金属学报;2003年03期
2 张华,林三宝,吴林,冯吉才,郭和平;AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头力学性能[J];焊接学报;2003年05期
3 余琨,黎文献;细晶粒AZ31(Ce)镁合金板材的组织与性能[J];金属热处理;2005年04期
4 张宝红,张星,王强,张治民,李保成;塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响[J];材料工程;2005年05期
5 李忠盛;潘复生;张静;;AZ31镁合金的研究现状和发展前景[J];金属成形工艺;2004年01期
6 王伯健;李姗;刘长瑞;白鹤;;退火温度对热轧AZ31镁合金板材晶粒尺寸的影响[J];轻合金加工技术;2009年03期
7 何志磊;胡建华;黄尚宇;;镁合金板材电磁成形的成形极限研究[J];热加工工艺;2010年15期
8 盛光敏;张功庭;阎春;;AZ31镁合金包辛格效应研究[J];稀有金属材料与工程;2011年04期
9 刘英,陈维平,张卫文,朱权利,赵海东;等通道转角挤压后AZ31镁合金的微观结构与性能[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年09期
10 孟利,杨平,解延雷,冯惠平;低应变速率下AZ31镁合金热形变过程的取向成像分析[J];中国体视学与图像分析;2004年03期
11 罗永新;胡文俊;李落星;;AZ31镁合金挤压模拟与实验研究[J];热加工工艺;2007年01期
12 罗永新;龙华;黎永祥;申晓龙;;AZ31镁合金的等温挤压及其力学性能分析[J];轻合金加工技术;2007年07期
13 王雪敏;曾小勤;吴国松;姚寿山;;钇离子注入AZ31镁合金的氧化行为[J];稀有金属材料与工程;2007年09期
14 潘复生;彭家兴;杨明波;;铈对AZ31镁合金铸态组织的影响[J];重庆大学学报;2009年04期
15 张福全,王响群,陈振华,全亚杰;AZ31镁合金薄板的交流钨极氩弧焊[J];湖南大学学报(自然科学版);2004年06期
16 张华,林三宝,吴林,冯吉才;镁合金AZ31搅拌摩擦焊接温度场数值模拟[J];宇航材料工艺;2004年06期
17 陈振华;李展鹏;夏伟军;程永奇;严红革;;热拉深工艺对镁合金制品成形性能的影响[J];机械工程材料;2006年11期
18 张诗昌;朱明;赵刚;陈长军;;AZ31镁合金中Zn含量对其高温蠕变性能的影响[J];中国有色金属学报;2008年07期
19 张诗昌;朱明;胡衍生;宗钦;;挤压态AZ31镁合金高温蠕变性能的试验研究[J];铸造技术;2008年08期
20 韩广;刘相法;丁海民;;Mg-Al-C中间合金对AZ31镁合金的晶粒细化[J];特种铸造及有色合金;2008年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴培;王鹏程;;AZ31镁合金板热拉深试验研究[A];第六届华北(扩大)塑性加工学术年会文集[C];2009年
2 邸洪双;李永林;宁忠良;刘相华;王国栋;;双辊铸轧法动态亚快速凝固制备AZ31镁合金薄带[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
3 邸洪双;李永林;宁忠良;刘相华;王国栋;;双辊铸轧法动态亚快速凝固制备AZ31镁合金薄带[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
4 刘会云;孙明仁;唐光泽;马欣新;;AZ31镁合金植酸转化膜结构与耐蚀性能研究[A];高性能防腐蚀涂装及表面保护技术的应用与发展——第16届全国表面保护技术交流会论文集[C];2011年
5 吴培;王鹏程;;AZ31镁合金板筒形件热拉深工艺研究进展[A];第六届华北(扩大)塑性加工学术年会文集[C];2009年
6 李强;张超逸;于宝义;花福安;李建平;谢水生;;AZ31镁合金冷轧管材道次间退火工艺与再结晶动力学研究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
7 苏静;郭伟国;何可馨;鬲钰焯;;铸造镁合金AZ31在大变形不同温度和不同应变率下的流动应力和本构模型[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
8 孟利;杨平;解延雷;冯惠平;;低应变速率下AZ31镁合金热形变过程的取向成像分析[A];第五届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2004年
9 刘宇;刘天模;肖盼;;AZ31镁合金冷压缩变形再结晶的研究[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
10 李殿中;王利明;兰勇军;胡志勇;李依依;;轧钢过程组织性能模拟的最新进展[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵惠;AZ31镁合金表面新型复合化学镀工艺的研究[D];东北大学;2008年
2 周国华;碳纳米管/AZ31镁基复合材料的制备与等径角挤压研究[D];南昌大学;2010年
3 黄诗尧;AZ31镁合金挤压成形微观组织演化的试验研究与数值模拟[D];上海交通大学;2010年
4 李朋;离子束改性AZ31镁合金耐磨抗蚀复合性能研究[D];大连理工大学;2008年
5 李明照;AZ31-xNd镁合金熔炼、组织与性能的研究[D];太原理工大学;2009年
6 晁红颍;AZ31镁合金丝材冷拉拔变形与再结晶研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 王明涛;相场法对AZ31镁合金再结晶过程实现真实时空模拟的研究[D];东北大学 ;2009年
8 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
9 马润香;电解低钛铝合金在变形6063合金中的应用研究[D];郑州大学;2005年
10 王文权;等离子喷涂纳米陶瓷热障涂层组织与性能研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 王祺;AZ31镁合金型材张力绕弯工艺研究[D];沈阳理工大学;2010年
4 时秀玲;AZ31镁合金变通道角挤压与等通道角挤压两步混合挤压的研究[D];重庆大学;2010年
5 魏丽;超声振动对AZ31镁合金室温塑性变形过程的影响[D];重庆大学;2010年
6 赵娟妮;铸态AZ31镁合金坯料预变形对其成形性能的影响[D];中北大学;2010年
7 李成;AZ31镁合金薄板轧制及热处理工艺的研究[D];东北大学;2009年
8 马廷威;AZ31镁合金连续流变成形的研究[D];东北大学;2008年
9 王智文;AZ31镁合金变形细晶再变形强化研究[D];中北大学;2005年
10 刘爱龙;AZ31镁合金粘接接头的疲劳性能研究[D];郑州大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 证券时报记者 建业;盐湖集团拟投资镁合金压铸件项目[N];证券时报;2010年
2 记者 史爱萍;镁合金更广泛应用值得期待[N];中国有色金属报;2011年
3 文成;东风镁合金压铸件正式投产[N];中国汽车报;2003年
4 郭继东;镁合金压铸件生产实现产业化[N];中国有色金属报;2003年
5 中联先进钢铁材料技术有限责任公司;连铸连轧过程组织性能预报系统的开发和应用[N];科技日报;2006年
6 ;上百亿元产业群体即将出现[N];中国高新技术产业导报;2002年
7 陈礼清 赵志红;汽车“镁”化已成发展趋势[N];中国有色金属报;2004年
8 胡永红 史治国;五台转型跨越取得新进展[N];忻州日报;2011年
9 记者 王璐;武乡欲打造“镁合金终端制品之都”[N];山西日报;2010年
10 本报记者 费伟伟;给“中国制造”减重(经济视点)[N];人民日报;2002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