鎂合金具有低的密度和高的比強度,在汽車覆蓋件、飛行器和航空器外殼等具有廣泛的應(yīng)用前景。但鎂合金屬于密排六方晶體的特性,導(dǎo)致室溫下可開動的滑移系少,塑性變形困難,限制了鎂合金板材的應(yīng)用。因此,如何提高鎂合金室溫下的塑性成形性能是擴大鎂合金應(yīng)用范圍的關(guān)鍵前提。本文對AZ31鎂合金板材的壓彎—壓平復(fù)合形變進行了數(shù)值模擬和實驗研究,得到以下結(jié)果:（1）采用Deform-3D軟件模擬了AZ31鎂合金壓彎—壓平復(fù)合形變過程,分析了不同復(fù)合形變條件后的AZ31鎂合金板材的應(yīng)力場、溫度場和載荷的變化規(guī)律。（2）研制了壓彎—壓平復(fù)合形變模具,并對AZ31鎂合金復(fù)合變形進行了實驗研究,研究表明,在齒間距20mm、形變溫度300℃時,鎂合金材料的晶粒細化效果最明顯,晶粒細化程度可達45.3%。（3）對壓彎—壓平復(fù)合形變后的鎂合金板材進行了力學(xué)性能測試,分析了復(fù)合形變條件為齒間距30mm、變形溫度420℃時的板材力學(xué)性能,屈服強度、抗拉強度和延伸率相比原始板材有所提高。（4）分析了AZ31鎂合金復(fù)合形變后的織構(gòu)演變規(guī)律,結(jié)果表明,復(fù)合形變后{0001}晶面上的織構(gòu)強度發(fā)生弱化。當(dāng)齒間距20mm、變形溫度380... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

密排六方結(jié)構(gòu)晶體的滑移系

-5-滑移現(xiàn)象發(fā)生時，CRSS值大小要遠大于發(fā)生基面滑移時，其值約為產(chǎn)生基面滑移現(xiàn)象時的100倍[21][22]，隨溫度的升高產(chǎn)生明顯變化，CRSS值急劇降低，因此室溫下鎂合金柱面和錐面滑移難以啟動，塑性較差，這也導(dǎo)致當(dāng)溫度提升到一定程度時，鎂合金會展現(xiàn)出超塑性。但由于鎂合金在單向應(yīng)力條件下的塑性變形行為具有較強的各向異性，延展性較差，而在<c>方向上的滑移系啟動時，需求的臨界剪切應(yīng)力值較高。生產(chǎn)加工鎂合金時若想改善這一缺陷，需要更加完善的工藝參數(shù)或改變鎂合金中其他合金元素的比例，從而降低臨界剪切應(yīng)力值和織構(gòu)強度來改善鎂合金的延展性[23][24]。1.2.2孿生當(dāng)鎂合金的滑移變形難以進行時，孿生就成為鎂合金塑性變形過程中的主要方式。孿生變形是指在切應(yīng)力的下，晶體材料順著一定的晶面和一定的晶向發(fā)生均勻切邊的現(xiàn)象。孿生對溫度和應(yīng)變速率不敏感，發(fā)生孿生的主要因素通常是晶粒具有的較高的施密特（Schmid）因子[25]。孿生在鎂合金塑性成形過程中扮演著重要的角色，與滑移互補，當(dāng)原始晶粒和變形條件存在差異時，滑移和孿生對鎂合金塑性變形提供的幫助也不相同[26][27]。深入了解孿生的晶體結(jié)構(gòu)與形核長大方式有助于擴大密排六方金屬材料的應(yīng)用范圍[28]。（a）（b）圖1.2鎂合金中拉伸孿晶和壓縮孿晶的受力方向與切變示意圖Fig.1.2Schematicdiagramofstressdirectionandshearoftensiletwinsandcompressivetwinsinmagnesiumalloys

-15-第2章有限元模擬計算機已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中必不可少的部分，基于計算機的快速發(fā)展，模擬技術(shù)迅速成熟，對于一些成本較高、工藝復(fù)雜、容錯率低的實驗，先進行模擬能夠顯著的提高后續(xù)實驗的成功率，優(yōu)化工藝參數(shù)，并降低成本。模擬方案：分別在變形溫度為300℃，340℃，380℃，420℃；齒間距為20mm，30mm，50mm的條件下進行了基于Deform-3D軟件的數(shù)值模擬，分析了不同溫度及齒間距下的應(yīng)力嘗溫度場和微觀組織的數(shù)值模擬結(jié)果。2.1數(shù)值模擬前處理2.1.1鎂合金的基本物理參數(shù)使用的AZ31鎂合金的具體物理參數(shù)如圖2.1所示。（a）楊氏模量（b）熱膨脹系數(shù)（c）熱傳導(dǎo)系數(shù)（d）比熱容圖2.1AZ31鎂合金物理參數(shù)[37]Fig.2.1PhysicalparametersofAZ31magnesiumalloy[37]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同終軋壓下量下AZ31鎂合金板材的微觀組織與力學(xué)性能研究[J]. 陳暉,周濤,李海利,宋登輝,直妍.  熱加工工藝. 2019(20)
[2]AZ31鎂合金棒材循環(huán)扭轉(zhuǎn)變形及其對力學(xué)性能的影響[J]. 宋廣勝,紀開盛,張士宏.  材料工程. 2019(09)
[3]工藝參數(shù)對AZ31鎂合金等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程中擠壓力的影響[J]. 沙磊,高雷雷.  塑性工程學(xué)報. 2019(04)
[4]基于DEFORM-3D對AZ31鎂合金往復(fù)擠壓變形均勻性有限元分析[J]. 馬健,郭學(xué)鋒,楊文朋,崔紅保,于合帥.  塑性工程學(xué)報. 2019(03)
[5]異速軋制對AZ31鎂合金板組織與織構(gòu)的影響[J]. 龐靈歡,徐春,陳麒忠.  上海金屬. 2018(06)
[6]AZ31鎂合金微結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的孿生形核與長大統(tǒng)計分析[J]. 陳淵,藍永庭,張克實,蔡敢為,胡桂娟.  材料導(dǎo)報. 2018(20)
[7]基于二次開發(fā)的AZ31鎂合金熱軋有限元模擬和實驗研究[J]. 郭麗麗,王長峰,詹鑒.  塑性工程學(xué)報. 2017(06)
[8]Improving the corrosion properties of magnesium AZ31 alloy GTA weld metal using microarc oxidation process[J]. M.Siva Prasad,M.Ashfaq,N.Kishore Babu,A.Sreekanth,K.Sivaprasad,V.Muthupandi.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(05)
[9]高性能鑄造稀土鎂合金的發(fā)展[J]. 陳巧旺,湯愛濤,許婷熠,王玉容,葉俊華,潘復(fù)生.  材料導(dǎo)報. 2016(17)
[10]AZ31鎂合金復(fù)合形變的微觀組織及力學(xué)性能[J]. 王忠堂,翟梽錦,劉立志.  材料熱處理學(xué)報. 2016(08)

博士論文
[1]鎂合金環(huán)件鍛造成形工藝與組織性能研究[D]. 黃浩.重慶大學(xué) 2017
[2]密排六方金屬中變形孿晶精細結(jié)構(gòu)及孿生行為的透射電鏡研究[D]. 孫奇.重慶大學(xué) 2017
[3]基于外加能量場的鎂合金焊接冶金過程及微觀組織研究[D]. 袁濤.天津大學(xué) 2016
[4]合金元素對鎂合金臨界剪切應(yīng)力與力學(xué)行為影響的研究[D]. 曾迎.重慶大學(xué) 2015
[5]純鎂和二元鎂合金的導(dǎo)熱行為研究[D]. 應(yīng)韜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]鎂合金變形組織、織構(gòu)的演變規(guī)律及其力學(xué)行為研究[D]. 萬剛.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]AZ31變形鎂合金拉深成形機理研究[D]. 朱慧文.沈陽工業(yè)大學(xué) 2019
[2]AZ31鎂合金板材復(fù)合形變工藝及組織演變規(guī)律研究[D]. 劉魯銘.沈陽理工大學(xué) 2018
[3]GH4169鎳基高溫合金軸向摩擦焊接頭微觀組織與力學(xué)性能[D]. 白曉陽.山東大學(xué) 2017
[4]電脈沖輔助AZ31B鎂合金板材彎曲成形試驗研究[D]. 王磊.山東大學(xué) 2017
[5]Al對Mg-Li-Sn合金組織及性能的影響研究[D]. 邵紅巖.重慶大學(xué) 2017
[6]晶界不同體積的沉淀相對AZ80鎂合金組織與性能影響的研究[D]. 姚青山.重慶大學(xué) 2017
[7]AZ80+0.4%Ce輪轂擠壓成形過程中組織演變及工藝模擬優(yōu)化研究[D]. 宗星星.中北大學(xué) 2016
[8]AZ31鎂合金NSA-TIG焊接溶池運動規(guī)律及接頭性能強化機理研究[D]. 謝雄.重慶大學(xué) 2016
[9]AZ31鎂合金的壓縮變形及再結(jié)晶行為研究[D]. 周德智.大連理工大學(xué) 2015
[10]AZ31鎂合金薄板成形性能研究[D]. 金柯.遼寧科技大學(xué) 2015



本文編號：3327144