發(fā)布時(shí)間：2021-08-04 11:19

　　為適應(yīng)新世紀(jì)制造業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展,汽車(chē)、航空航天及軍工等領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)材料的輕量化、高性能、低能耗等要求不斷提高。鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有比強(qiáng)度、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)。ZK61鎂合金屬于高強(qiáng)度鎂合金,晶粒細(xì)小、耐熱性強(qiáng)及耐腐蝕性強(qiáng)。鎂合金和帶內(nèi)筋筒形件相結(jié)合可從材料和結(jié)構(gòu)兩方面有效滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)件輕量化、高強(qiáng)度的要求。但鎂合金常溫塑性差,帶內(nèi)筋筒形件在塑性成形中存在內(nèi)筋充填成形困難等問(wèn)題。旋壓成形是逐點(diǎn)連續(xù)塑性變形的成形方法,可有效提高材料塑性,采用熱強(qiáng)旋工藝是克服鎂合金常溫塑性差和實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)筋筒形件成形的有效途徑。因此對(duì)鎂合金帶內(nèi)筋筒形件熱強(qiáng)旋成形工藝進(jìn)行研究,對(duì)于控制缺陷的產(chǎn)生、提高旋壓件成形質(zhì)量具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。本文提出采用固溶處理方法消除ZK61鎂合金擠壓態(tài)管坯組織不均勻性,研究了固溶參數(shù)對(duì)鎂合金組織和力學(xué)性能的影響;基于高溫單向壓縮試驗(yàn),構(gòu)建了基于動(dòng)態(tài)材料模型的固溶態(tài)ZK61鎂合金熱加工圖,分析了鎂合金變形行為和流變失穩(wěn)。為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)管件的輕量化、高強(qiáng)度化,設(shè)計(jì)了筋高為4mm、筋寬為4mm、筋數(shù)為12的梯形內(nèi)筋筒形件,并進(jìn)行了熱強(qiáng)旋成形工藝分析和工裝設(shè)計(jì),提出采用圓度、直線... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鎂合金產(chǎn)品

熱加工圖應(yīng)用現(xiàn)狀1.2.1鎂合金的塑性變形特點(diǎn)鎂合金是當(dāng)前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料（見(jiàn)圖1-1），其密度為1.8g/cm3左右，相當(dāng)于鋁合金的2/3、鋼鐵的1/4。材料的強(qiáng)度（剛度）與重量之比稱(chēng)為比強(qiáng)度（比剛度），是優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的特征之一。作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金可有效實(shí)現(xiàn)零部件的輕量化，其比強(qiáng)度和比剛度高于鋼鐵及鋁合金等其他金屬材料，遠(yuǎn)高于工程塑料；鎂合金材料可實(shí)現(xiàn)百分之百回收利用從而降低成本，具有較大的環(huán)保價(jià)值；此外鎂合金具有阻尼減震性好、導(dǎo)熱性好以及電磁屏蔽效果好等優(yōu)點(diǎn)。鎂合金具有密排六方結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1-2），與鋁合金、鈦合金等相比，其塑性變形能力較差，其常溫下的擠壓、軋制、鍛造及旋壓等塑性加工過(guò)程較為困難，一般只能在高溫條件下進(jìn)行塑性變形加工[15]。目前對(duì)鎂合金塑性成形工藝技術(shù)的研究主要有：研究鎂合金伴隨動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程的熱塑性加工工藝，以及研究改善鎂合金塑性成形能力與力學(xué)性能的方法[16-17]。圖1-1鎂合金產(chǎn)品圖1-2鎂合金六方體晶體結(jié)構(gòu)塑性是金屬材料的重要力學(xué)性能指標(biāo)之一，決定了結(jié)構(gòu)件材料的塑性加工成形能力以及使用性能[1]。采用塑性加工技術(shù)成形結(jié)構(gòu)件件不僅可有效改善制件晶粒組織、提高制件的精度、表面質(zhì)量和產(chǎn)品綜合性能[18]，還可提高生產(chǎn)效率、降低成本，因而塑性加工成形是鎂合金材料最重要的加工成形方法之一[19]。根據(jù)成形溫度特征進(jìn)行分類(lèi)，鎂合金的塑性成形方法可分冷加工、溫加工和熱加工。與其他合金不同，鎂合金在常溫條件下塑性變形能力極差，容易產(chǎn)生裂紋等缺陷，加工難度較大，因此冷加工成形應(yīng)用較少；鎂合金通常需要在加熱條件下塑性加工成形，高溫成形有利于提高鎂合金塑性、降低變

第一章緒論3形抗力[20]，且原子擴(kuò)散能力加強(qiáng)，熱塑性成形伴隨動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，有利于制件獲得良好的變形組織[21]。鎂合金材料的塑性變形過(guò)程主要是通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，其主要變形機(jī)制是滑移和孿生[5]。鎂合金材料的滑移系越多位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中越不容易產(chǎn)生塞積，塑性變形能力越好。密排六方晶格的鎂合金常溫下可用的獨(dú)立滑移系數(shù)量有限[22]，僅有基面滑移系啟動(dòng)（如圖1-3示所示），提供3個(gè)獨(dú)立滑移系，難以充分滿(mǎn)足Von-Mises準(zhǔn)則5個(gè)獨(dú)立滑移系的要求，極大地限制了鎂合金常溫塑性變形協(xié)調(diào)能力[18]。鎂合金滑移是一種熱激活過(guò)程，常溫條件下鎂合金的塑性變形過(guò)程需要借助孿生協(xié)調(diào)變形，主要以滑移和孿生為主要變形機(jī)制（如圖1-4a）所示），滑移模式主要為基面滑移；隨著變形溫度升高，鎂合金原子活動(dòng)能力增強(qiáng)，棱柱面和錐面等非基面滑移系的臨界剪切應(yīng)力減小并通過(guò)熱激活得到啟動(dòng)，此時(shí)鎂合金變形主要以滑移為主要變形機(jī)制（如圖1-4b）所示），鎂合金塑性變形能力大幅度提升。孿生是一個(gè)應(yīng)力激活過(guò)程，一般在低溫高應(yīng)變速率條件下才出現(xiàn)孿生變形；而鎂合金在高溫變形時(shí)，當(dāng)滑移變形受阻無(wú)法順利進(jìn)行，產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，從而促進(jìn)孿晶形核，孿生也會(huì)成為鎂合金的主要塑性變形機(jī)制。圖1-3合金獨(dú)立滑移系a）變形溫度300℃b）變形溫度350℃圖1-4鎂合金孿晶組織[1]

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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