AZ31鎂合金限制性模壓與退火工藝研究.pdf

1、作為目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂及其合金自上世紀(jì)90年代以來便迅猛發(fā)展，在有色金屬產(chǎn)業(yè)中占據(jù)非常重要的地位。由于比強(qiáng)度、比剛度高，具有良好的減震性能、鑄造以及加工性能等優(yōu)點(diǎn)，其在國防、交通以及電子電器設(shè)備等行業(yè)都具有廣闊的應(yīng)用前景以及市場需求。但由于鎂獨(dú)特的密排六方結(jié)構(gòu)，常溫下塑性較差，限制了其在塑性成形領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　限制性模壓(CGP)變形技術(shù)作為一種自上而下制備超細(xì)晶材料的方法，通過累積應(yīng)變將原有晶粒破碎來細(xì)化金屬材料從而提

2、高金屬的加工塑性和超塑性。它不改變材料的外觀形狀及尺寸，通過變形過程中引入大的應(yīng)變量使板材晶粒得到細(xì)化，從而使材料機(jī)械性能得到提高，該技術(shù)在低碳鋼、純鋁、純銅等金屬上得到應(yīng)用并取得良好效果。
　　本文通過數(shù)值模擬與工藝實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對AZ31鎂合金板材的限制性模壓變形進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了CGP變形過程對板材力學(xué)性能和微觀組織的影響規(guī)律，討論了CGP變形對鎂合金板材晶粒細(xì)化的變形機(jī)理，揭示了后續(xù)退火工藝過程中板材力學(xué)性能與微觀組織

3、的變化情況。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　利用有限元模擬技術(shù)基于DEFORM軟件建立鎂合金CGP工藝模型并進(jìn)行變形工藝仿真分析。通過鎂合金CGP變形過程中的載荷、網(wǎng)格變形、材料流動以及應(yīng)變場分布的變化規(guī)律，分析了鎂合金CGP變形過程中模具與板材的變化情況，研究了變形過程中板材的變形機(jī)理與應(yīng)變累積分布規(guī)律。為實(shí)驗(yàn)?zāi)＞叩脑O(shè)計(jì)與工藝實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行建立了理論依據(jù)。
　　進(jìn)行AZ31鎂合金板材限制性模壓實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)整不同的變形溫度、變形速率

4、、模壓方式與模壓次數(shù)分析不同CGP變形參數(shù)對鎂合金板材的影響規(guī)律，討論鎂合金CGP變形的最優(yōu)條件。通過對CGP變形板材的拉伸測試，分析CGP變形對鎂合金板材在沿模壓方向與垂直模壓方向上力學(xué)性能的影響特點(diǎn)。通過金相顯微組織觀察分析，揭示CGP變形對板材晶粒組織的影響變化規(guī)律。
　　進(jìn)行CGP退火工藝實(shí)驗(yàn)分析，通過對退火溫度與退火時(shí)間的調(diào)整，分析CGP板材在不同退火工藝參數(shù)下力學(xué)性能與晶粒組織的變化情況，討論CGP變形后的AZ31鎂合