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AZ81镁合金挤压铸坯热变形行为研究

原帅  
【摘要】: 在发明专利(2004100400867,2004.6.23.)“镁合金铸锻复合成形技术”的基础上,本文系统的研究了AZ81镁合金挤压铸坯经均匀化热处理后,材料的高温热压缩变形行为及其变形组织的演变规律。根据热模拟实验数据,运用数值分析的方法建立了包含“变形温度、变形速度、变形量”的应力应变本构关系模型以及再结晶动力学模型,并且利用以上模型对挤压铸造镁合金高温模压实验进行了数值模拟。 主要研究结果如下: 1挤压铸造坯的显微组织主要由粗大的初晶α-Mg基体和高度混合的不连续析出相α-Mg +β-Mg17Al12组成,内部缺陷较少,组织均匀;采用挤压铸造方法制备预成形坯,能获得综合力学性能更优越的预成形坯,与传统铸造方法相比抗拉强度、屈服强度、延伸率均有大幅度的提高。 2以400℃/8h作为均匀化热处理工艺参数,对AZ81镁合金挤压铸坯进行均匀化处理后,合金中不连续析出相基本消失,枝晶偏析完全消除,组织均匀,平均晶粒尺寸为25μm ;抗拉强度和延伸率均有所提高,屈服强度和硬度有所下降,说明合金的塑性变形能力得到改善,更有利于下一步的塑性成形。 3研究了温度340~430℃、应变速率0.003~3.0s-1条件下挤压铸造镁合金AZ81的热变形规律,通过引入Zener-Hollomon参数,运用数值分析的方法建立了AZ81镁合金的流动应力应变数学模型: 4根据热模拟实验结果,分析温度和应变速率等对镁合金变形组织的影响,建立了合金动态再结晶动力学模型: 5利用上述本构模型,在DEFORM-3D软件中对挤压铸态AZ81镁合金的等温热压缩过程进行了数值模拟,验证了以上模型的有效性和适用性。为分析和预测镁合金模压变形组织、性能演化规律以及进行预成形铸坯结构设计提供了依据。


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