稀土鎂合金大型構件循環(huán)鐓擠預成形改性研究.pdf

1、作為大型設備的核心部件，大型構件工況特殊，受力復雜，質(zhì)量要求嚴格，對力學性能提出了更高的要求。在各種成形方法中，塑性變形工藝能夠有效提升工件力學性能，而循環(huán)鐓擠作為一種大塑性變形工藝，具有顯著改善工件組織均勻性和提升力學性能的優(yōu)點。對于性能要求較高的大型構件，使用循環(huán)鐓擠的方法進行預成形改性，使其在終成形前達到細化晶粒尺寸，提升力學性能的目的。本文以成形Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土鎂合金大型構件為背景，對該合金多道次循環(huán)

2、鐓擠進行實驗研究，重點研究了多道次循環(huán)鐓擠工藝對應變量，力學性能，微觀組織和均勻性的影響。
　　研究了多道次循環(huán)鐓擠對Mg-13 Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土鎂合金室溫力學性能的影響。結果表明，隨著循環(huán)鐓擠變形道次的增加，合金的抗拉強度和屈服強度不斷增強，延伸率出現(xiàn)先上升，后下降，再上升的變化趨勢，第二相的析出是延伸率下降的主要誘因，合金4道次變形后抗拉強度和延伸率達到了364MPa和10.32％，屈服強度和抗拉強度分別為鑄

3、態(tài)時的1.68倍和2.06倍。另一方面，隨著循環(huán)鐓擠變形道次的增加，合金的硬度值逐漸增大，1-3道次變形過程中，合金不同部位的硬度值曲線呈現(xiàn)出明顯的發(fā)散狀態(tài)，不均勻分布現(xiàn)象顯著，4道次變形后硬度值曲線開始集束且基本與平均硬度值曲線相重合;力學性能均勻性獲得顯著提高。
　　通過研究Mg-13 Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土鎂合金循環(huán)鐓擠變形后的微觀組織，發(fā)現(xiàn)循環(huán)鐓擠變形對合金具有強烈的細化作用，隨著變形道次的增加，合金的細化效率

4、逐漸降低，平均晶粒尺寸由50.6um細化到7.5um，晶粒尺寸數(shù)值跨度從l道次的27-38um，降低至4道次的7.2-9.8um，組織均勻性獲得顯著提高。同時，擠壓溫度的降低造成了第二相的大量析出，阻礙了位錯運動的進行。在細晶強化和第二相強化的共同作用下，合金的力學性能得到顯著提高。
　　使用有限元模擬軟件對多道次循環(huán)鐓擠進行了模擬，揭示了變形過程中不同場變量的分布情況，結果顯示，等效應力場的分布從縮頸區(qū)向頂部和底部逐級遞減。在變

5、形初期，工件應變由內(nèi)而外存在明顯的應變梯度，其中表面應變最大，為7.3，底部應變最小，為1.21，應變差值達到了6.09，應變分布不均勻，隨著變形道次的增加，在累積應變的作用下，工件的大應變區(qū)域和應變均勻性區(qū)域在擴大;4道次變形后，工件不同部位的等效應變值范圍達到了10.5-12.5，應變不均勻參數(shù)C值由2.481降低到0.151，應變均勻性獲得顯著提升。5-6道次變形后，工件應變均勻性沒有進一步改善。
　　通過本文的研究，掌握了