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

【摘要】：隨著航天工業(yè)中對優(yōu)質(zhì)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(jié)構(gòu)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(qiáng)度、高彈性模量,良好的阻尼減震性、電磁屏蔽性等優(yōu)點(diǎn)。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(diǎn)拓寬了鎂合金超塑成形在工業(yè)中的應(yīng)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(jìn)行了研究。通過LZ91鎂鋰合金的高溫拉伸實(shí)驗(yàn),得到材料變形的最佳超塑成形溫度及應(yīng)變速率。以真應(yīng)力-真應(yīng)變拉伸曲線為基礎(chǔ),計(jì)算應(yīng)變速率敏感性指數(shù)m值,構(gòu)造合金的熱變形本構(gòu)方程。對高溫拉伸后的晶粒組織及不同應(yīng)變速率下合金中的位錯(cuò)演變進(jìn)行了研究。通過拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用MSC.MARC有限元模擬軟件對負(fù)角度盒形件的不同成形工藝方案進(jìn)行模擬,根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化成形工藝參數(shù),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了LZ91鎂鋰合金負(fù)角度盒形件的超塑成形。LZ91鎂鋰合金的高溫拉伸實(shí)驗(yàn)表明,材料的最佳超塑成形溫度為300oC,應(yīng)變速率是5×10-4s-1,此時(shí)合金的延伸率為812.6%。在250oC下材料的應(yīng)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(gòu)方程。對高溫拉伸變形后試樣標(biāo)距部位的晶粒組織進(jìn)行觀察后可得,超塑拉伸后,晶粒大小隨著應(yīng)變速率的降低和溫度的升高而不斷長大;對不同應(yīng)變下鎂鋰合金內(nèi)部的位錯(cuò)像進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn),拉伸過程中位錯(cuò)增殖速度很慢,密度很低,較低的位錯(cuò)密度不足以發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。兩者共同作用造成應(yīng)變硬化現(xiàn)象。使用MSC.MARC有限元模擬軟件對LZ91鎂鋰合金負(fù)角度盒形件的不同成形工藝方案進(jìn)行模擬,最終選擇固體粉末介質(zhì)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(jì)算得到零件成形時(shí)的壓力-時(shí)間曲線。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在250oC的條件下采用分瓣模具超塑成形出負(fù)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(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG306

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃鋼華;張益華;門向南;竇小麗;;鈦合金超塑成形/擴(kuò)散連接的數(shù)值模擬及工藝研究[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;2009年03期

2 竇健敏;超塑成形的巨大潛力[J];稀有金屬;1986年05期

3 蔣欽元,郁永昌,徐來;鈦合金超塑成形工藝的應(yīng)用[J];航空工藝技術(shù);1988年05期

4 王振國,宋飛靈,吳謙;圓臺(tái)件的超塑成形計(jì)算模型[J];航空工藝技術(shù);1990年02期

5 劉先曙;超塑成形擴(kuò)大到運(yùn)輸業(yè)[J];兵器材料科學(xué)與工程;1992年06期

6 劉先曙;美國研制出超塑成形鈦合金[J];稀有金屬材料與工程;1992年01期

7 劉先曙;;超塑成形擴(kuò)大到運(yùn)輸業(yè)[J];湖南冶金;1992年02期

8 文華里;最輕實(shí)用的鎂鋰合金[J];輕金屬;2001年06期

9 李偉,楊俊,羅琴英;熱壓與超塑成形組合工藝研究[J];飛航導(dǎo)彈;2001年08期

10 高福麒;高斌;高翔;;鎂鋰合金表面鎳磷合金化處理的研究[J];表面技術(shù);2007年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊永順;辛選榮;陳拂曉;;摩擦對尾翼超塑成形的影響[A];第三屆全國青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1995年

2 顏銀標(biāo);趙金偉;魏斌;胡穎翰;智建中;張虎成;;7A04鋁合金復(fù)雜零件的超塑成形工藝研究[A];全國第十二屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

3 袁藝;李智君;;復(fù)合電解液中鎂鋰合金表面等離子體電解氧化膜的研究[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第10分會(huì)場摘要集[C];2012年

4 文九巴;張耀宗;;M_(12)CT模具的超塑成形工藝[A];塑性加工技術(shù)文集[C];1992年

5 孫青平;郭海丁;劉小剛;;TC4鈦合金三層板結(jié)構(gòu)超塑成形/擴(kuò)散連接數(shù)值模擬研究[A];第九屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)專輯[C];2013年

6 史科;郭曉琳;王猛團(tuán);;BTi-62421S高溫鈦合金的熱成形及超塑成形性能[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊）[C];2010年

7 宋美娟;汪凌云;;鎂合金超塑性與損傷研究的現(xiàn)狀及展望[A];全國第十二屆輕合金加工學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

8 丁樺;姜宏武;王幼筠;崔建忠;萬初杰;白秉哲;;Ti-24Al-17Nb-1Mo合金的超塑性研究[A];第八屆全國塑性加工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

9 李小軍;吳建生;章靖國;史海生;林一堅(jiān);;噴射成形超高碳鋼的超塑性性能研究[A];中國科協(xié)第二屆優(yōu)秀博士生學(xué)術(shù)年會(huì)材料科學(xué)技術(shù)分會(huì)論文集[C];2003年

10 張?jiān)姴?宗欽;;高應(yīng)變速率超塑性變形理論的研究進(jìn)展[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)暨《材料導(dǎo)報(bào)》編委會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 冬博;國內(nèi)首條超輕鎂鋰合金生產(chǎn)線在西安投產(chǎn)[N];中國有色金屬報(bào);2010年

2 本報(bào)記者 王可田;國內(nèi)首條鎂鋰合金生產(chǎn)線在閻良投產(chǎn)[N];陜西科技報(bào);2010年

3 祝漢良;蒸蒸日上的鈦合金超塑成形技術(shù)[N];中國有色金屬報(bào);2003年

4 陳巖 趙冰;打造國內(nèi)先進(jìn)的鈦合金成形專業(yè)基地[N];中國有色金屬報(bào);2005年

5 韓秀全;從無到有 艱難超越[N];中國航空報(bào);2013年

6 陳巖;超塑鈦合金讓航空航天舉重若輕[N];中國有色金屬報(bào);2002年

7 于浩 楊佳琪;李志強(qiáng)：國內(nèi)航空鈑金領(lǐng)域的金牌人才[N];中國航空報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 魏國兵;鎂鋰合金擠壓過程中的組織演變及數(shù)值模擬研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 趙子龍;添加Al-Si對鎂鋰合金組織性能的影響[D];太原理工大學(xué);2017年

3 蔣少松;TC4鈦合金超塑成形精度控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

4 李超;輕合金板材脈沖電流輔助超塑成形工藝及機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

5 張華;鎂鋰合金表面腐蝕防護(hù)研究[D];東北大學(xué);2008年

6 高麗麗;鎂鋰合金表面涂層及腐蝕性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

7 姜濱;鎂鋰合金力學(xué)性能及LPSO構(gòu)筑[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

8 管志平;超塑性拉伸變形定量力學(xué)解析[D];吉林大學(xué);2008年

9 宋家旺;超塑性與塑性變形和成形實(shí)驗(yàn)裝置及測量方法的研究[D];吉林大學(xué);2010年

10 劉志義;鋁鋰合金電致高速超塑性[D];東北大學(xué);1993年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 代想想;Ti_2AlNb高溫性能數(shù)據(jù)庫建立與異形筒超塑成形工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 甘雯晴;TC21復(fù)雜構(gòu)件高效超塑成形技術(shù)的研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

3 閆亮亮;Ti-55雙層板超塑成形/擴(kuò)散連接試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

4 朱國英;大型超塑成形設(shè)備加熱系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)與關(guān)鍵部件研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

5 王宇盛;超塑成形機(jī)床液壓與氣動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2016年

6 施曉琦;鈦合金超塑成形/擴(kuò)散連接組合工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

7 程衛(wèi)文;超塑成形技術(shù)在耐熱結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2007年

8 杜鵬;稀土Y、Gd對鎂鋰合金組織及性能的影響[D];東北大學(xué);2014年

9 吳洪超;超輕鎂鋰合金微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D];南京理工大學(xué);2016年

10 侯健;累積疊軋制備層狀結(jié)構(gòu)鎂鋰合金及性能研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

，

本文編號：2107291