發(fā)布時(shí)間：2017-03-31 17:12

  本文關(guān)鍵詞：ZK60鎂合金板材拉深成形性能的各向異性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金具有比強(qiáng)度高、比剛度高和易切削加工等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)、電子、國(guó)防、航空等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。其中,ZK60鎂合金,是典型的高強(qiáng)鎂合金之一,但其板材軋制成形時(shí),容易產(chǎn)生織構(gòu),從而引起材料的各向異性,對(duì)其力學(xué)性能和成形性能不利�；诖�,本課題對(duì)ZK60鎂合金各向異性對(duì)其拉深成形性能的影響進(jìn)行了研究,為該合金的塑性加工工藝提供理論指導(dǎo)。采用電子背散射衍射(EBSD)成像技術(shù),分析了ZK60鎂合金板材原始織構(gòu)類(lèi)型,計(jì)算了沿不同加載方向上的Taylor因子值,探究了Taylor因子與塑性各向異性之間的關(guān)系。并通過(guò)單向拉伸實(shí)驗(yàn)和拉深成形實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,塑性應(yīng)變比(r值)取決于Taylor因子值,Taylor因子值越大,r值越小。拉深成形過(guò)程中凸耳的方向取決于Taylor因子數(shù)值較小的方向。因此,Taylor模型能夠成功地預(yù)測(cè)塑性各向異性及金屬的成形性能。為對(duì)ZK60鎂合金板材拉深成形及數(shù)值模擬提供參數(shù),采用單向拉伸實(shí)驗(yàn)研究了不同變形溫度、拉伸方向和應(yīng)變速率下的高溫變形力學(xué)行為,揭示了變形溫度、拉伸方向和應(yīng)變速率對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響,探究了變形溫度對(duì)應(yīng)變速率敏感性和應(yīng)變硬化的影響,以及應(yīng)變速率對(duì)應(yīng)變硬化的影響。結(jié)果表明,隨變形溫度的升高,板材屈服應(yīng)力和峰值應(yīng)力均降低,應(yīng)變速率敏感性增強(qiáng),塑性各向異性減弱。另外,板材的應(yīng)變硬化隨變形溫度的升高而減弱,隨著應(yīng)變速率的升高而升高。采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的方法研究了zk60鎂合金板材成形溫度和拉深比對(duì)拉深過(guò)程中凸耳行為的影響,探究了凸耳的形成及演變規(guī)律。結(jié)果表明:拉深筒形件的平均凸耳率隨著成形溫度的升高而增大,這與平面各向異性系數(shù)Δr有密切關(guān)系;平均凸耳率隨拉深比的增大呈先增大后減小的變化趨勢(shì);平均凸耳率與各拉深階段有關(guān),當(dāng)拉深階段為20%和40%時(shí),平均凸耳率均隨拉深比的增大而增大。當(dāng)拉深階段為60%和80%時(shí),平均凸耳率隨拉深比的增大呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì),且在拉深比為2.17時(shí)獲得最大平均凸耳率。使用壁厚千分尺研究了zk60鎂合金拉深筒形件的壁厚分布規(guī)律。探究了成形溫度對(duì)拉深筒形件在凸模圓角半徑區(qū)、筒壁傳力區(qū)、筒壁邊緣區(qū)的厚向應(yīng)變分布規(guī)律,同時(shí),揭示了不同區(qū)域在0°、45°和90°方向處的厚向應(yīng)變分布規(guī)律。結(jié)果表明,拉深筒形件凸模圓角半徑區(qū)45°方向的厚向應(yīng)變高于0°和90°方向,與該方向取得最大的塑性應(yīng)變比r值有關(guān);筒壁傳力區(qū)0°方向的厚向應(yīng)變小于45°和90°方向,與在該方向取得最小的r值有關(guān)。使用顯微硬度計(jì)研究了zk60鎂合金拉深筒形件的強(qiáng)度變化規(guī)律。探究了成形溫度對(duì)拉深筒形件在凸模圓角半徑區(qū)、筒壁傳力區(qū)、筒壁邊緣區(qū)的強(qiáng)度變化規(guī)律,揭示了不同區(qū)域在0°、45°和90°方向處強(qiáng)度變化規(guī)律。結(jié)果表明,凸模圓角半徑區(qū)最大維氏硬度值出現(xiàn)在45°方向,與該方向取得最大厚向應(yīng)變有關(guān)。筒壁傳力區(qū)90°方向的維氏硬度值大于0°和45°方向,與該方向取得最大厚向應(yīng)變?cè)隽坑嘘P(guān);筒壁邊緣區(qū)0°和90°方向處的維氏硬度值高于45°方向,與該方向筒壁增厚嚴(yán)重且與凹模發(fā)生劇烈擠壓摩擦有關(guān)。拉深筒形件在200℃成形后,各區(qū)域強(qiáng)度明顯高于250℃和300℃,250℃成形后的強(qiáng)度最低。
【關(guān)鍵詞】：各向異性 Taylor因子 拉深 凸耳
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG389
【目錄】：

• 摘要3-6
• abstract6-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 鎂及其合金概述13-17
• 1.1.1 鎂合金的特點(diǎn)13-15
• 1.1.2 鎂合金的分類(lèi)15
• 1.1.3 鎂合金的塑性加工15-16
• 1.1.4 鎂合金的應(yīng)用及現(xiàn)狀16-17
• 1.2 鎂合金塑性變形機(jī)制17-20
• 1.2.1 滑移17-19
• 1.2.2 孿生19-20
• 1.2.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶20
• 1.3 鎂合金織構(gòu)和各向異性行為研究20-25
• 1.3.1 鎂合金常見(jiàn)的晶體學(xué)織構(gòu)21-23
• 1.3.2 鎂合金晶體學(xué)織構(gòu)形成機(jī)理23-24
• 1.3.3 鎂合金各向異性研究現(xiàn)狀24-25
• 1.4 本課題研究目的、意義和內(nèi)容25-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法29-41
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料29
• 2.2 組織性能測(cè)試方法29-30
• 2.2.1 金相顯微組織分析29
• 2.2.2 電子背散射衍射分析（EBSD）29
• 2.2.3 顯微硬度測(cè)試29-30
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試30-34
• 2.3.1 單向拉伸實(shí)驗(yàn)30-31
• 2.3.2 數(shù)據(jù)處理31-34
• 2.4 熱拉深成形實(shí)驗(yàn)34-36
• 2.5 凸耳測(cè)量實(shí)驗(yàn)36-37
• 2.6 拉深筒形件壁厚分布測(cè)試37
• 2.7 有限元模擬模型建立與參數(shù)設(shè)置37-41
• 2.7.1 有限元模擬模型37-38
• 2.7.2 有限元模擬參數(shù)設(shè)置38-41
• 第三章 ZK60鎂合金板材組織結(jié)構(gòu)及各向異性行為的預(yù)測(cè)41-49
• 3.1 各向異性ZK60鎂合金原始板材的組織結(jié)構(gòu)41-43
• 3.1.1 原始板材金相顯微組織分析41
• 3.1.2 原始板材織構(gòu)分析41-43
• 3.2 ZK60鎂合金板材各向異性預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證43-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第四章 ZK60鎂合金板材拉伸流變行為的各向異性49-59
• 4.1 ZK60鎂合金板材室溫拉伸流變規(guī)律49-51
• 4.2 ZK60鎂合金板材高溫拉伸流變規(guī)律51-55
• 4.2.1 塑性各向異性流變行為51-53
• 4.2.2 變形溫度對(duì)流變行為的影響53-54
• 4.2.3 應(yīng)變速率對(duì)流變行為的影響54-55
• 4.3 變形溫度對(duì)ZK60鎂合金板材應(yīng)變速率敏感性的影響55-56
• 4.4 應(yīng)變速率對(duì)ZK60鎂合金板材應(yīng)變硬化的影響56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 ZK60鎂合金板材拉深成形性能的各向異性59-67
• 5.1 成形溫度對(duì)拉深過(guò)程中凸耳行為的影響59-61
• 5.2 拉深比對(duì)拉深過(guò)程中凸耳行為的影響61-63
• 5.3 拉深成形中凸耳的形成與演化過(guò)程63-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 ZK60鎂合金板材拉深筒形件壁厚分布及強(qiáng)化效應(yīng)的各向異性67-73
• 6.1 拉深筒形件壁厚分布的各向異性67-69
• 6.2 ZK60鎂合金拉深筒形件強(qiáng)化效應(yīng)的各向異性69-71
• 6.2.1 筒形件強(qiáng)化效應(yīng)的各向異性69
• 6.2.2 成形溫度對(duì)筒形件強(qiáng)化效應(yīng)的影響69-71
• 6.3 本章小結(jié)71-73
• 第七章 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

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