細晶AZ31鎂合金兩段快速氣脹成形過程研究.pdf

1、鎂合金是目前最輕的結(jié)構(gòu)材料，比強度好比剛度高，可反復(fù)利用，在各行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛。但是由于鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，在常溫下不易產(chǎn)生塑性變形，想要提高其塑性成形性能力，最簡單有效的方法就是熱加工。普通超塑性氣壓脹形方法簡單，最終成形能力高，但成形過程所需時間長，效率低下。為了適應(yīng)大批量工業(yè)生產(chǎn)，提高成形速率變得十分必要。本文基于此思路，對AZ31鎂合金進行了筒形件兩段快速氣脹成形實驗，研究AZ31板材在高溫和高應(yīng)變速率下的氣脹成形能力

2、。
　　對厚度為1.0mm的AZ31鎂合金軋制板材進行單向熱拉伸實驗，分析了最大流變應(yīng)力和延伸率之間的關(guān)系。實驗發(fā)現(xiàn)，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著拉伸溫度升高，材料最大流變應(yīng)力減小，延伸率增大;隨著拉伸應(yīng)變速率增加，材料最大流變應(yīng)力增加，延伸率降低。但當(dāng)溫度較高時，即使應(yīng)變速率為10-2s-1數(shù)量級，板材仍具有較好的塑性成形性能。對熱拉伸后的斷口進行掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，材料的斷裂形式基本為韌性斷裂。
　　利用厚度為1.0mm的AZ3

3、1鎂合金板材在不同溫度和氣壓下進行快速自由脹形實驗，脹形時間為5min。分析了不同脹形參數(shù)對脹形件高度、壁厚的影響，實驗發(fā)現(xiàn)脹形高度是由脹形溫度和氣壓共同決定的，脹形過程中各個部位應(yīng)變速率不一致，頂端處變形量最大，壁厚最薄。觀察脹形件不同部位金相組織，當(dāng)板材變形量積累到一定程度時，顯微組織開始出現(xiàn)細小晶粒，這由再結(jié)晶過程引起的。脹形件頂端處變形量最大，再結(jié)晶比較明顯，所以該處晶粒也就最為細小。在變形過程中部分板材發(fā)生破裂，分析原因可能是

4、由于變形過程中晶界滑移引起局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致空洞形核，長大，聚集，最終導(dǎo)致材料破裂。
　　使用厚度為0.6mm的AZ31鎂合金板材在400℃下進行高度為25mm的筒形件快速氣脹成形實驗，脹形過程分為恒壓成形和兩段變壓成形。兩階段快速氣脹成形比恒壓快速氣脹成形更易獲得成形良好的筒形件。脹形過程中底部圓角處變形量大，壁厚最薄，也是最容易產(chǎn)生破裂的地方。底部圓角處應(yīng)變速率高，導(dǎo)致此處動態(tài)再結(jié)晶劇烈，因此該區(qū)域大晶粒晶界處有許多細小晶粒產(chǎn)