【摘要】：鎂合金作為地球上最輕的金屬材料,比強度、比剛度都比較高,導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、易于加工成形和容易回收等優(yōu)點,被稱為“21世紀最具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色工程材料”。在越來越多的領(lǐng)域扮演著重要角色,尤其在汽車行業(yè)、航空航天和國防軍事領(lǐng)域等至關(guān)重要。但是由于鎂自身晶體結(jié)構(gòu)的特點,以及在室溫下形成較強的基面織構(gòu),室溫下塑性成形性能成為了限制鎂合金發(fā)展的一個重要因素。針對鎂合金較差的塑性成形性能,從晶粒取向控制出發(fā),以提高鎂合金板材塑性成形能力為目標,本文率先提出等徑角軋制-單道次彎曲變形工藝(簡稱ECAR-B工藝)。利用軋輥與板材之間產(chǎn)生的摩擦力,使得鎂合金板材能夠順利通過模具�；谟邢拊M與實驗,系統(tǒng)分析在不同模具結(jié)構(gòu)條件下ECAR-B鎂合金板材的變形行為;不同工藝參數(shù)下對ECAR-B鎂合金板材的微觀組織、晶粒取向的影響;旨在探究鎂合金板材塑性成形差的根本因素并優(yōu)化模具結(jié)構(gòu),制備性能良好的鎂合金板材;探究鎂合金板材等徑角軋制-單道次彎曲變形過程中微觀組織、力學與成形性能、織構(gòu)演變規(guī)律;闡明微觀組織、織構(gòu)特征與成形性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。主要研究內(nèi)容如下:(1)不同模具結(jié)構(gòu)下的ECAR-B鎂合金板材的變形行為有限元模擬表明,隨著內(nèi)側(cè)倒角半徑、通道間隙的增加,板材在轉(zhuǎn)角處的剪切作用逐漸減弱,同時鎂合金板材在轉(zhuǎn)角的變形行為也發(fā)生改變,由剪切變形+彎曲變形逐漸演變?yōu)閮纱螐澢冃巍Ｗ罱K優(yōu)化后模具結(jié)構(gòu):內(nèi)側(cè)倒角半徑r_1=2mm,彎曲半徑r_2=6mm,模具通道間隙H=1.48mm。(2)不同工藝參數(shù)下ECAR-B鎂合金板材微觀組織與晶粒取向分析通過對溫度、終軋速度、通道間隙、壓下量等工藝參數(shù)實驗研究發(fā)現(xiàn):隨著速度的增加,鎂合金板材表面質(zhì)量良好,晶粒組織更加均勻,晶粒細化效果顯著,晶粒取向由強烈的基面晶粒取向{0001}演變?yōu)閧10-10}非基面晶粒取向;隨著溫度的升高,鎂合金板材內(nèi)部晶粒尺寸有所長大,孿生體積分數(shù)明顯增加,非基面滑移激活,晶粒取向由基面晶粒取向轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔婢ЯＨ∠?隨著壓下量的增加,鎂合金板材形變量增加,在大應(yīng)變條件下,孿生體積分數(shù)明顯增多。晶粒取向發(fā)生轉(zhuǎn)變,由小壓下量的非基面晶粒取向{10-10}占主導(dǎo)逐漸演變?yōu)榇髩合铝康幕婢ЯＨ∠騵0001}占主導(dǎo);隨著通道間隙的增加,晶粒尺寸有所增加,孿晶的體積分數(shù)明顯降低,晶粒取向也發(fā)生明顯改變,由非基面晶粒取向逐漸演變?yōu)榛婢ЯＨ∠颉?3)對等徑角軋制-單道次彎曲變形工藝參數(shù)進行優(yōu)化,根據(jù)有限元分析與實驗研究結(jié)合,其優(yōu)化后的工藝如下:終軋壓下量是5%,通道間隙1.48mm,板材溫度550℃,終軋速度0.4m/s。(4)對普通軋制變形、剪切變形、ECAR-B板材微觀組織、織構(gòu)演變進行了對比分析。研究發(fā)現(xiàn)對普通軋制變形的鎂合金板材晶粒粗大,動態(tài)再結(jié)晶比較少,少量孿晶在局部出現(xiàn),板材表現(xiàn)為典型的基面織構(gòu)特征;當板材經(jīng)過剪切變形時孿晶數(shù)量、體積分數(shù)明顯增加,有明顯動態(tài)再結(jié)晶,并且晶粒向RD方向偏轉(zhuǎn)一定角度,鎂合金板材的基面織構(gòu)強度減弱;ECAR-B板材晶粒尺寸變小,再結(jié)晶數(shù)量在局部晶界處和孿晶界處有所增加,基面織構(gòu)強度進一步顯著減弱,并逐漸形成柱面織構(gòu)特征。退火后,除普通軋制板材織構(gòu)類型無明顯變化,經(jīng)過剪切變形、ECAR-B鎂合金板材的織構(gòu)發(fā)生了顯著改變,最終在ECAR-B板材中形成了一種沿著RD偏轉(zhuǎn)45°的雙峰分離的非基面織構(gòu)。(5)通過杯突實驗對普通軋制變形、ECAR-B板材室溫成形性能進行了研究,研究表明普通軋制變形板材其杯突值僅為5.2mm,而對于ECAR-B板材其杯突值可達7.78mm。
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG335;TG146.22

【參考文獻】

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1 申利權(quán);楊旗;靳麗;董杰;;AZ31B鎂合金在高應(yīng)變速率下的熱壓縮變形行為和微觀組織演變[J];中國有色金屬學報;2014年09期

2 霍慶歡;楊續(xù)躍;馬繼軍;孫歡;王軍;郭俊成;秦佳;;AZ31鎂合金板材低溫雙向反復(fù)彎曲及退火下的織構(gòu)弱化[J];中國有色金屬學報;2012年09期

3 張雷;楊續(xù)躍;霍慶歡;田放;張玉晶;周小杰;陳佳;;AZ31鎂合金板材低溫雙向反復(fù)彎曲變形及退火過程的組織演化[J];金屬學報;2011年08期

4 李柏茹;黨振乾;王永東;;再結(jié)晶退火對AZ31鎂合金擠壓板材組織與性能的影響[J];金屬熱處理;2011年04期

5 唐昌平;張新明;鄧運來;李理;吳懿萍;劉杰;賀婷;;Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金熱軋過程中的組織與織構(gòu)演變[J];中國有色金屬學報;2010年05期

6 張丁非;劉杰慧;胡紅軍;譚小明;;高性能變形鎂合金SPD擠壓技術(shù)的研究進展[J];熱加工工藝;2009年11期

7 毛萍莉;劉正;王長義;金鑫;王峰;郭全英;孫晶;;高應(yīng)變速率下AZ31B鎂合金的壓縮變形組織[J];中國有色金屬學報;2009年05期

8 王麗娜;楊平;夏偉軍;陳振華;陳鼎;李蕭;孟利;;特殊成形工藝下AZ31鎂合金的織構(gòu)及變形機制[J];金屬學報;2009年01期

9 程永奇;張鵬;劉偉;陳振華;;連續(xù)剪切變形工藝的研究進展[J];材料導(dǎo)報;2008年S3期

10 劉智勇;蔣顯全;穆鋒;李宏達;;AZ31鎂合金塑性加工研究進展[J];輕金屬;2008年12期

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1 丁文江;;鎂及鎂合金[A];中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2005）[C];2005年

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1 程永奇;AZ31鎂合金板材等徑角軋制及沖壓性能研究[D];湖南大學;2007年

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2 谷松偉;AZ31鎂合金合金化及外場細晶強韌化機理研究[D];大連理工大學;2011年

3 倪俊義;錨桿斜軋成形規(guī)律及工藝參數(shù)研究[D];武漢理工大學;2010年

4 宋波;AZ31B鎂合金薄板經(jīng)單向多道次彎曲及退火后的組織與性能[D];重慶大學;2009年

5 羅衡;AZ31鎂合金板材等徑角軋制工藝及塑性變形機理研究[D];湖南大學;2008年

6 徐偉;單向多道次彎曲工藝及其對AZ31B鎂合金薄板織構(gòu)與性能的影響[D];重慶大學;2008年

7 楊忠旺;AZ31鎂合金板材等徑角軋制和退火工藝研究[D];湖南大學;2007年

8 曹清香;AZ31鎂合金板材沖壓性能及沖壓工藝研究[D];湖南大學;2007年

本文編號：2780760