【摘要】：鎂合金作為地球上最輕的金屬材料,比強(qiáng)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(diǎn),被稱為“21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色工程材料”。在越來(lái)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(guó)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(diǎn),以及在室溫下形成較強(qiáng)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(gè)重要因素。針對(duì)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(biāo),本文率先提出等徑角軋制-單道次彎曲變形工藝(簡(jiǎn)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(guò)模具。基于有限元模擬與實(shí)驗(yàn),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(duì)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(guò)程中微觀組織、力學(xué)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?jī)?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(shí)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(guò)對(duì)溫度、終軋速度、通道間隙、壓下量等工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)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(xì)化效果顯著,晶粒取向由強(qiáng)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(zhǎng)大,孿生體積分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?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(duì)等徑角軋制-單道次彎曲變形工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)有限元分析與實(shí)驗(yàn)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(duì)普通軋制變形、剪切變形、ECAR-B板材微觀組織、織構(gòu)演變進(jìn)行了對(duì)比分析。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)普通軋制變形的鎂合金板材晶粒粗大,動(dòng)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(dāng)板材經(jīng)過(guò)剪切變形時(shí)孿晶數(shù)量、體積分?jǐn)?shù)明顯增加,有明顯動(dòng)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(qiáng)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(qiáng)度進(jìn)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(wú)明顯變化,經(jīng)過(guò)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(guò)杯突實(shí)驗(yàn)對(duì)普通軋制變形、ECAR-B板材室溫成形性能進(jìn)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(duì)于ECAR-B板材其杯突值可達(dá)7.78mm。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG335;TG146.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2780760