AZ31鎂合金板材鑄擠成形及其性能優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2022-08-11 15:27
鎂合金板材在航空航天、軌道交通、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。但是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝下的鎂合金板材各向異性強(qiáng)烈,室溫下成形性能差,限制了其發(fā)展。本文通過電磁攪拌鑄坯-熱擠壓成形管材-壓剪展板的系統(tǒng)工藝過程,探索高性能鎂合金板材的短流程制備工藝,研究板材成形過程中組織、性能演變規(guī)律及變形機(jī)理,優(yōu)化工藝參數(shù),制備出抗拉強(qiáng)度255MPa、伸長(zhǎng)率為30%、硬度為60.3HV的AZ31鎂合金薄板。首先對(duì)不同條件下(自然凝固,電磁攪拌,電磁攪拌-直接固溶)初始鑄錠差異進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):電磁攪拌-直接固溶處理后的組織內(nèi)第二相固溶到基體內(nèi),同時(shí)晶粒中存在孿晶和小角度晶界,由于孿晶邊界和小角度晶界的強(qiáng)化作用,使材料的強(qiáng)韌性得到了提升。抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率可達(dá)到200MPa和16.8%。對(duì)自然凝固以及電磁攪拌-直接固溶的管坯進(jìn)行擠壓比為25.3,溫度為400°C的等溫?cái)D壓時(shí)發(fā)現(xiàn)后者的力學(xué)性能優(yōu)于前者,但是擠壓后的織構(gòu)差異不明顯。綜合觀察分析鑄態(tài),擠壓態(tài)的微觀組織發(fā)現(xiàn):初始晶粒度較小,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的延后效應(yīng)是造成電磁攪拌-直接固溶的管坯擠壓后的力學(xué)性能優(yōu)于自然凝固鑄坯擠壓管材的主要原因。然后對(duì)電磁攪拌-直接固溶的管坯分別進(jìn)行...
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 鎂合金的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.3 鎂合金塑性成形理論
1.3.1 滑移
1.3.2 孿生
1.4 鎂合金電磁攪拌技術(shù)
1.4.1 電磁攪拌技術(shù)的原理
1.4.2 電磁攪拌在鎂合金中的應(yīng)用
1.5 鎂合金擠壓研究進(jìn)展
1.6 鎂合金板材制備研究進(jìn)展
1.7 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方案
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)方案
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法
2.3.1 金相組織觀察
2.3.2 顯微維氏硬度檢測(cè)
2.3.3 拉伸性能檢測(cè)
2.3.4 斷口掃描分析
2.3.5 電子背散射衍射EBSD分析
第3章 電磁攪拌-擠壓-壓剪展板工藝參數(shù)的確定及實(shí)驗(yàn)過程
3.1 電磁攪拌鑄錠的制備
3.1.1 電磁攪拌工藝參數(shù)的確定
3.1.2 電磁攪拌實(shí)驗(yàn)過程
3.2 無縫管擠壓實(shí)驗(yàn)
3.2.1 無縫管擠壓參數(shù)的確定
3.2.2 無縫管擠壓的實(shí)驗(yàn)過程
3.3 管材壓剪展板實(shí)驗(yàn)
3.3.1 壓剪原理
3.3.2 管材壓剪展板模具設(shè)計(jì)
3.3.3 管材壓剪展板實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定
3.3.4 管材壓剪展板的實(shí)驗(yàn)過程
第4章 AZ31鎂合金電磁攪拌-擠壓-壓剪展板組織性能分析
4.1 電磁攪拌鑄錠的微觀組織和力學(xué)性能
4.1.1 電磁攪拌鑄錠的微觀組織
4.1.2 電磁攪拌鑄錠的力學(xué)性能
4.2 電磁攪拌對(duì)AZ31鎂合金無縫管擠壓前后顯微組織與力學(xué)性能的影響
4.2.1 電磁攪拌對(duì)AZ31鎂合金無縫管擠壓前后顯微組織的影響
4.2.2 電磁攪拌對(duì)AZ31鎂合金無縫管擠壓前后力學(xué)性能的影響
4.3 擠壓工藝對(duì)AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
4.3.1 擠壓溫度對(duì)AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.3.2 擠壓溫度對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.3.3 擠壓溫度對(duì)AZ31鎂合金室溫拉伸斷口的影響
4.3.4 擠壓比對(duì)AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.3.5 擠壓比對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.3.6 擠壓比對(duì)AZ31鎂合金室溫拉伸斷口的影響
4.4 管材壓剪展板對(duì)AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
4.4.1 管材壓剪展板對(duì)AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.4.2 管材壓剪展板對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.5 退火對(duì)反復(fù)壓剪后AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
4.5.1 退火保溫時(shí)間對(duì)壓剪后AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.5.2 退火保溫時(shí)間對(duì)壓剪后AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.5.3 退火溫度對(duì)壓剪后AZ31鎂合金顯微組織組織的影響
4.5.4 退火溫度對(duì)壓剪后AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Texture control by {10-12} twinning to improve the formability of Mg alloys: A review[J]. Bo Song,Qingshan Yang,Tao Zhou,Linjiang Chai,Ning Guo,Tingting Liu,Shengfeng Guo,Renlong Xin. Journal of Materials Science & Technology. 2019(10)
[2]阻尼鎂合金的研究與應(yīng)用綜述[J]. 張士衛(wèi). 金屬世界. 2019(04)
[3]淺談醫(yī)用鎂及鎂合金的應(yīng)用特性及其表面改性[J]. 程竑. 口腔材料器械雜志. 2018(04)
[4]鎂合金擠壓技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張文毓. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2018(04)
[5]鎂合金板帶生產(chǎn)應(yīng)用分析[J]. 陜倩倩,郭燦. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2018(15)
[6]電磁攪拌工藝對(duì)Mg-Zn-Y-Mn合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 馬彥彬,張金山,張龍龍. 鑄造. 2018(07)
[7]Mg-RE擠壓合金晶體學(xué)織構(gòu)與力學(xué)性能各向異性分析(英文)[J]. 翟藝璇,侯秀麗,袁志鐘,張鵬,關(guān)慶豐. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[8]{10ī2}拉伸孿晶對(duì)AZ31鎂合金薄板成型性能的影響[J]. 曹苗,曹曉卿,王東亞,唐巍. 熱加工工藝. 2018(04)
[9]AZ31B鎂合金鑄軋板的織構(gòu)和沖壓性能的分析[J]. 余虹妮. 中國金屬通報(bào). 2018(02)
[10]內(nèi)部電磁攪拌對(duì)大規(guī)格2219鋁合金鑄錠組織及性能的影響[J]. 邱陽,張志峰,高明偉,李豹,陳春生. 稀有金屬. 2019(02)
博士論文
[1]孿生對(duì)AZ31B鎂合金板材V型彎曲中性層偏移的影響[D]. 王利飛.重慶大學(xué) 2015
[2]AZ31鎂合金的形變孿生行為及孿生機(jī)制[D]. 何杰軍.重慶大學(xué) 2014
碩士論文
[1]高性能鎂合金薄板短流程制備工藝及組織性能[D]. 孔躍潼.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[2]AZ31鎂合金板材高應(yīng)變速率變形行為的研究[D]. 蘇繼愛.湘潭大學(xué) 2017
[3]汽車4032鋁合金活塞等溫?cái)D壓工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 陳強(qiáng).河南科技大學(xué) 2013
[4]ZK60鎂合金等溫?cái)D壓成形及組織性能變化規(guī)律研究[D]. 魏文婷.武漢理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3674913
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 鎂合金的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.3 鎂合金塑性成形理論
1.3.1 滑移
1.3.2 孿生
1.4 鎂合金電磁攪拌技術(shù)
1.4.1 電磁攪拌技術(shù)的原理
1.4.2 電磁攪拌在鎂合金中的應(yīng)用
1.5 鎂合金擠壓研究進(jìn)展
1.6 鎂合金板材制備研究進(jìn)展
1.7 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方案
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)方案
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法
2.3.1 金相組織觀察
2.3.2 顯微維氏硬度檢測(cè)
2.3.3 拉伸性能檢測(cè)
2.3.4 斷口掃描分析
2.3.5 電子背散射衍射EBSD分析
第3章 電磁攪拌-擠壓-壓剪展板工藝參數(shù)的確定及實(shí)驗(yàn)過程
3.1 電磁攪拌鑄錠的制備
3.1.1 電磁攪拌工藝參數(shù)的確定
3.1.2 電磁攪拌實(shí)驗(yàn)過程
3.2 無縫管擠壓實(shí)驗(yàn)
3.2.1 無縫管擠壓參數(shù)的確定
3.2.2 無縫管擠壓的實(shí)驗(yàn)過程
3.3 管材壓剪展板實(shí)驗(yàn)
3.3.1 壓剪原理
3.3.2 管材壓剪展板模具設(shè)計(jì)
3.3.3 管材壓剪展板實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定
3.3.4 管材壓剪展板的實(shí)驗(yàn)過程
第4章 AZ31鎂合金電磁攪拌-擠壓-壓剪展板組織性能分析
4.1 電磁攪拌鑄錠的微觀組織和力學(xué)性能
4.1.1 電磁攪拌鑄錠的微觀組織
4.1.2 電磁攪拌鑄錠的力學(xué)性能
4.2 電磁攪拌對(duì)AZ31鎂合金無縫管擠壓前后顯微組織與力學(xué)性能的影響
4.2.1 電磁攪拌對(duì)AZ31鎂合金無縫管擠壓前后顯微組織的影響
4.2.2 電磁攪拌對(duì)AZ31鎂合金無縫管擠壓前后力學(xué)性能的影響
4.3 擠壓工藝對(duì)AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
4.3.1 擠壓溫度對(duì)AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.3.2 擠壓溫度對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.3.3 擠壓溫度對(duì)AZ31鎂合金室溫拉伸斷口的影響
4.3.4 擠壓比對(duì)AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.3.5 擠壓比對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.3.6 擠壓比對(duì)AZ31鎂合金室溫拉伸斷口的影響
4.4 管材壓剪展板對(duì)AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
4.4.1 管材壓剪展板對(duì)AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.4.2 管材壓剪展板對(duì)AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.5 退火對(duì)反復(fù)壓剪后AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
4.5.1 退火保溫時(shí)間對(duì)壓剪后AZ31鎂合金顯微組織的影響
4.5.2 退火保溫時(shí)間對(duì)壓剪后AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
4.5.3 退火溫度對(duì)壓剪后AZ31鎂合金顯微組織組織的影響
4.5.4 退火溫度對(duì)壓剪后AZ31鎂合金力學(xué)性能的影響
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Texture control by {10-12} twinning to improve the formability of Mg alloys: A review[J]. Bo Song,Qingshan Yang,Tao Zhou,Linjiang Chai,Ning Guo,Tingting Liu,Shengfeng Guo,Renlong Xin. Journal of Materials Science & Technology. 2019(10)
[2]阻尼鎂合金的研究與應(yīng)用綜述[J]. 張士衛(wèi). 金屬世界. 2019(04)
[3]淺談醫(yī)用鎂及鎂合金的應(yīng)用特性及其表面改性[J]. 程竑. 口腔材料器械雜志. 2018(04)
[4]鎂合金擠壓技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張文毓. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2018(04)
[5]鎂合金板帶生產(chǎn)應(yīng)用分析[J]. 陜倩倩,郭燦. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2018(15)
[6]電磁攪拌工藝對(duì)Mg-Zn-Y-Mn合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 馬彥彬,張金山,張龍龍. 鑄造. 2018(07)
[7]Mg-RE擠壓合金晶體學(xué)織構(gòu)與力學(xué)性能各向異性分析(英文)[J]. 翟藝璇,侯秀麗,袁志鐘,張鵬,關(guān)慶豐. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[8]{10ī2}拉伸孿晶對(duì)AZ31鎂合金薄板成型性能的影響[J]. 曹苗,曹曉卿,王東亞,唐巍. 熱加工工藝. 2018(04)
[9]AZ31B鎂合金鑄軋板的織構(gòu)和沖壓性能的分析[J]. 余虹妮. 中國金屬通報(bào). 2018(02)
[10]內(nèi)部電磁攪拌對(duì)大規(guī)格2219鋁合金鑄錠組織及性能的影響[J]. 邱陽,張志峰,高明偉,李豹,陳春生. 稀有金屬. 2019(02)
博士論文
[1]孿生對(duì)AZ31B鎂合金板材V型彎曲中性層偏移的影響[D]. 王利飛.重慶大學(xué) 2015
[2]AZ31鎂合金的形變孿生行為及孿生機(jī)制[D]. 何杰軍.重慶大學(xué) 2014
碩士論文
[1]高性能鎂合金薄板短流程制備工藝及組織性能[D]. 孔躍潼.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[2]AZ31鎂合金板材高應(yīng)變速率變形行為的研究[D]. 蘇繼愛.湘潭大學(xué) 2017
[3]汽車4032鋁合金活塞等溫?cái)D壓工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 陳強(qiáng).河南科技大學(xué) 2013
[4]ZK60鎂合金等溫?cái)D壓成形及組織性能變化規(guī)律研究[D]. 魏文婷.武漢理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3674913
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