【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(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于汽車工業(yè)和電子通訊工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)。進(jìn)入二十一世紀(jì)之后,伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,各個(gè)國(guó)家都對(duì)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(xué)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(xì)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(diǎn),研究等通道轉(zhuǎn)角擠壓后鎂合金的微觀組織的變化,設(shè)計(jì)出適合制備鎂合金的等通道轉(zhuǎn)角擠壓模具和專用設(shè)備,為拓展鎂合金的應(yīng)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(dòng)模型,得出材料的應(yīng)變方程;然后根據(jù)等通道轉(zhuǎn)角最小擠壓力的計(jì)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(duì)等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程有限元模擬,對(duì)最小等通道轉(zhuǎn)角擠壓力的計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)證,從而得到最小擠壓力的變化規(guī)律。第二,本文自行設(shè)計(jì)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(shè)備,并對(duì)其重要的零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。第三,通過DEFORM-3D軟件對(duì)擠壓后試樣的等效應(yīng)力分布分析和等效應(yīng)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(yīng)力集中現(xiàn)象;試樣兩端的等效應(yīng)變較小,而試樣中間部分的等效應(yīng)變較大。第四,通過對(duì)ECAP實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析,得出擠壓工藝參數(shù)對(duì)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(xì)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(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,闡述了擠壓工藝參數(shù)對(duì)ECAP的影響規(guī)律,研究了ECAP工藝對(duì)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(shè)計(jì)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(shè)備,為實(shí)現(xiàn)等通道轉(zhuǎn)角擠壓工程化打下堅(jiān)實(shí)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(gè)截面尺寸相等、形狀相同且成一定角度的通道，其中兩個(gè)相交通道的內(nèi)角為Φ，外角為ψ[14]。在進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓時(shí)，材料在壓頭上端的外加載荷的作用下從模具通道1進(jìn)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(duì)材料進(jìn)行重復(fù)多道次的擠壓，使材料獲得大量的累積應(yīng)變，從而極大地強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)90°后，從而進(jìn)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(jìn)入下一道次的擠壓[20
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG379

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本文編號(hào)：2577680