【摘要】：目前為止,由于鎂合金具有良好的切削加工性能、抗疲勞性能和耐腐蝕性等優(yōu)點,被廣泛的應用于汽車工業(yè)和電子通訊工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)。進入二十一世紀之后,伴隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展,各個國家都對金屬材料的性能提出了更高的要求。人們開始探討提高鎂及鎂合金力學性能及物理性能的工藝方法。等通道轉(zhuǎn)角擠壓(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)是一種利用純剪切變形來獲得超細晶組織的加工工藝。本文將以等通道轉(zhuǎn)角擠壓處理鎂合金為出發(fā)點,研究等通道轉(zhuǎn)角擠壓后鎂合金的微觀組織的變化,設計出適合制備鎂合金的等通道轉(zhuǎn)角擠壓模具和專用設備,為拓展鎂合金的應用提供一條新的途徑,并取得了一些研究成果。第一,首先通過建立ECAP過程材料的流動模型,得出材料的應變方程;然后根據(jù)等通道轉(zhuǎn)角最小擠壓力的計算公式求解不同情況下的最小擠壓力;最后通過DEFORM-3D軟件對等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程有限元模擬,對最小等通道轉(zhuǎn)角擠壓力的計算公式進行驗證,從而得到最小擠壓力的變化規(guī)律。第二,本文自行設計研發(fā)出適合制備鎂合金的等通道轉(zhuǎn)角擠壓模具和專用設備,并對其重要的零部件進行了強度校核。第三,通過DEFORM-3D軟件對擠壓后試樣的等效應力分布分析和等效應變分布分析,得出試樣容易在模具通道內(nèi)的拐角處發(fā)生應力集中現(xiàn)象;試樣兩端的等效應變較小,而試樣中間部分的等效應變較大。第四,通過對ECAP實驗進行分析,得出擠壓工藝參數(shù)對擠壓后試樣的表面形貌產(chǎn)生影響;經(jīng)過ECAP擠壓處理的試樣的微觀組織的晶粒尺寸比未經(jīng)ECAP擠壓處理的試樣的晶粒尺寸明顯細化,并且隨著擠壓道次的增加,晶粒尺寸也不斷減小。本文通過理論與實驗相結(jié)合的方法,闡述了擠壓工藝參數(shù)對ECAP的影響規(guī)律,研究了ECAP工藝對鎂合金微觀組織的影響規(guī)律,得到最小擠壓力的變化規(guī)律,設計研發(fā)出適合制備鎂合金的等通道轉(zhuǎn)角擠壓模具和專用設備,為實現(xiàn)等通道轉(zhuǎn)角擠壓工程化打下堅實的基礎(chǔ)。
【圖文】：

1.3 ECAP工藝原理等通道轉(zhuǎn)角擠壓的工藝原理如圖1-1和圖1-2所示。由圖1-1可以看出，等通道轉(zhuǎn)角擠壓模具內(nèi)有兩個截面尺寸相等、形狀相同且成一定角度的通道，其中兩個相交通道的內(nèi)角為Φ，外角為ψ[14]。在進行等通道轉(zhuǎn)角擠壓時，材料在壓頭上端的外加載荷的作用下從模具通道1進入模具通道2，從而使材料在兩相交通道的拐角處產(chǎn)生近似理想的純剪切變形。由于擠壓前后材料的尺寸和形狀沒有發(fā)生顯著的改變，因此可以對材料進行重復多道次的擠壓，使材料獲得大量的累積應變，從而極大地強化材料的性能[

C 和C。圖1-3為ECAP工藝路徑示意圖。擠壓路徑A是在完成上一道次的擠壓后，試樣的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)角度不發(fā)生任何改變，從而進入下一道次的擠壓；擠壓路徑BA 是在完成上一道次的擠壓后，將試樣沿軸向方向交替旋轉(zhuǎn)90°后，進入下一次道次的擠壓；擠壓路徑BC 是在完成上一道次的擠壓后，，將試樣沿軸向方向每次朝著同一方向進行旋轉(zhuǎn)90°后，從而進入下一道次的擠壓；擠壓路徑C是在完成上一道次的擠壓后，將試樣沿軸向方向旋轉(zhuǎn)180°后，從而進入下一道次的擠壓[20
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG379

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本文編號：2577680