本文選題：鎂鋰合金 + 超塑性�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著航天工業(yè)中對優(yōu)質輕合金的要求越來越高,鎂合金成為迅速崛起的新型工程材料。鎂鋰合金在結構金屬材料中是最輕的,被稱為超輕鎂合金。鎂鋰合金具有高比強度、高彈性模量,良好的阻尼減震性、電磁屏蔽性等優(yōu)點。鎂合金在超塑性狀態(tài)具有大延伸、變形抗力低、良好的成形性能等優(yōu)勢,這些特點拓寬了鎂合金超塑成形在工業(yè)中的應用。本文以LZ91鎂鋰合金的超塑成形為背景,對其超塑性能、微觀組織演變、成形工藝進行了研究。通過LZ91鎂鋰合金的高溫拉伸實驗,得到材料變形的最佳超塑成形溫度及應變速率。以真應力-真應變拉伸曲線為基礎,計算應變速率敏感性指數(shù)m值,構造合金的熱變形本構方程。對高溫拉伸后的晶粒組織及不同應變速率下合金中的位錯演變進行了研究。通過拉伸實驗數(shù)據(jù),利用MSC.MARC有限元模擬軟件對負角度盒形件的不同成形工藝方案進行模擬,根據(jù)模擬結果優(yōu)化成形工藝參數(shù),并在此基礎上實現(xiàn)了LZ91鎂鋰合金負角度盒形件的超塑成形。LZ91鎂鋰合金的高溫拉伸實驗表明,材料的最佳超塑成形溫度為300oC,應變速率是5×10-4s-1,此時合金的延伸率為812.6%。在250oC下材料的應變速率敏感性指數(shù)m值為0.65,說明材料的超塑性能良好;通過回歸分析獲得材料的熱變形本構方程。對高溫拉伸變形后試樣標距部位的晶粒組織進行觀察后可得,超塑拉伸后,晶粒大小隨著應變速率的降低和溫度的升高而不斷長大;對不同應變下鎂鋰合金內部的位錯像進行觀察發(fā)現(xiàn),拉伸過程中位錯增殖速度很慢,密度很低,較低的位錯密度不足以發(fā)生動態(tài)再結晶。兩者共同作用造成應變硬化現(xiàn)象。使用MSC.MARC有限元模擬軟件對LZ91鎂鋰合金負角度盒形件的不同成形工藝方案進行模擬,最終選擇固體粉末介質脹形方案。通過討論摩擦力對成形零件厚度分布的影響,從而優(yōu)化成形工藝。最后模擬計算得到零件成形時的壓力-時間曲線。根據(jù)以上實驗結果,在250oC的條件下采用分瓣模具超塑成形出負角度盒形件。
[Abstract]:With the requirement of high quality light alloy in aerospace industry, magnesium alloy has become a new type of engineering material. Magnesium-lithium alloys are the lightest in structural metal materials and are called super-light magnesium alloys. Mg-Li alloy has the advantages of high specific strength, high elastic modulus, good damping and damping, electromagnetic shielding and so on. Magnesium alloy has the advantages of large extension, low deformation resistance and good formability in superplastic state. These characteristics broaden the application of superplastic forming of magnesium alloy in industry. The superplastic properties, microstructure evolution and forming process of LZ91 Mg-Li alloy were studied in this paper. The optimum superplastic forming temperature and strain rate of LZ91 magnesium-lithium alloy were obtained by high temperature tensile test. Based on the true stress-strain tensile curve, the strain rate sensitivity exponent m is calculated and the constitutive equation of hot deformation of the alloy is constructed. The grain structure after high temperature tensile and dislocation evolution in alloys at different strain rates were studied. By using the tensile test data and the finite element simulation software MSC.MARC, the different forming process schemes of the negative angle box parts are simulated, and the forming process parameters are optimized according to the simulation results. On this basis, the superplastic forming of LZ91 magnesium-lithium alloy with negative angle box. The high temperature tensile test of LZ91 magnesium-lithium alloy shows that the optimum superplastic forming temperature is 300oC, the strain rate is 5 脳 10-4s-1, and the elongation of the alloy is 812.6. The strain rate sensitivity index m of the material is 0.65 at 250oC, which indicates that the superplastic property of the material is good, and the constitutive equation of thermal deformation of the material is obtained by regression analysis. After high temperature tensile deformation, the grain size increases with the decrease of strain rate and the increase of temperature. The dislocation images of magnesium-lithium alloy under different strain were observed. It was found that the dislocation proliferation rate was very slow and the density was very low during the tensile process, and the low dislocation density was not sufficient for dynamic recrystallization. The joint action of the two causes strain hardening. The different forming processes of LZ91 magnesium-lithium alloy negative angle box parts were simulated by using MSC.MARC finite element simulation software. Finally, the medium bulging scheme of solid powder was selected. By discussing the influence of friction force on thickness distribution of forming parts, the forming process is optimized. Finally, the pressure-time curve is obtained by simulation. According to the above experimental results, the negative angle box was formed by using the split die superplastic at 250oC.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG306

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