AZ61鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-29 18:00
鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、抗阻尼性能好、電磁屏蔽性能好等優(yōu)點(diǎn),在航空、航天、汽車制造及3C電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而,鎂合金材料的塑性變形能力差,強(qiáng)度較低等特點(diǎn),嚴(yán)重阻礙了鎂合金的綜合利用。所以開發(fā)高性能鎂合金材料已成為鎂合金領(lǐng)域的重要研究方向。本文采用數(shù)值模擬方法和實(shí)驗(yàn)方法研究了AZ61鎂合金經(jīng)過(guò)壓痕-壓平復(fù)合形變后微觀組織演變規(guī)律和力學(xué)性能變化規(guī)律,取得了以下研究成果:(1)采用有限元模擬方法對(duì)鎂合金板材壓痕-壓平復(fù)合形變進(jìn)行分析,研究表明,隨著壓下量的增加,變形溫度的升高,晶粒組織得到明顯細(xì)化,復(fù)合形變溫度越低,應(yīng)力越大,再結(jié)晶晶粒尺寸有所增加。(2)對(duì)AZ61鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)變形溫度為360℃,壓下量為5mm時(shí),平均晶粒尺寸為14μm,相比于原始板材晶粒尺寸的37μm,晶粒細(xì)化了62%。(3)對(duì)復(fù)合形變后的AZ61鎂合金板材進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,結(jié)果表明,當(dāng)齒間距為8mm,壓下量為5mm時(shí),抗拉強(qiáng)度達(dá)到341MPa,屈服強(qiáng)度為329MPa,伸長(zhǎng)率為17.9%,與原始數(shù)據(jù)相比,抗拉強(qiáng)度提高了12%,屈服強(qiáng)度提高了17%,伸長(zhǎng)率提高了4%,復(fù)合形...
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂及鎂合金
1.2.1 鎂的性質(zhì)
1.2.2 鎂合金的分類和牌號(hào)
1.2.3 鎂合金的應(yīng)用
1.3 鎂合金塑性變形機(jī)理
1.3.1 鎂合金的滑移
1.3.2 鎂合金的孿生
1.3.3 鎂合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶
1.4 變形鎂合金的織構(gòu)
1.4.1 鎂合金的板織構(gòu)
1.4.2 鎂合金的纖維織構(gòu)
1.4.3 鎂合金的再結(jié)晶織構(gòu)
1.5 本課題的意義和主要研究?jī)?nèi)容
1.5.1 本課題的研究意義
1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變數(shù)值模擬
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 壓痕-壓平復(fù)合形變幾何模型的建立
2.2.2 壓痕-壓平復(fù)合形變材料的定義
2.2.3 壓痕-壓平復(fù)合形變模擬過(guò)程設(shè)置
2.3 壓痕-壓平復(fù)合形變模擬參數(shù)的設(shè)定
2.3.1 變形溫度
2.3.2 模具齒間距
2.3.3 變形程度
2.4 等效溫度場(chǎng)的分析
2.4.1 變形程度對(duì)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律
2.4.2 模具齒間距對(duì)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律
2.5 等效應(yīng)力場(chǎng)的分析
2.5.1 變形溫度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律
2.5.2 變形程度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律
2.5.3 不同齒距間對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律
2.6 等效應(yīng)變場(chǎng)的分析
2.6.1 模具齒間距對(duì)應(yīng)變場(chǎng)的影響規(guī)律
2.6.2 變形溫度對(duì)應(yīng)變場(chǎng)的影響規(guī)律
2.7 晶粒度的模擬及結(jié)果
2.7.1 晶粒度模擬的一般設(shè)置及步驟
2.7.2 晶粒度的模擬結(jié)果與分析
2.8 本章小結(jié)
第3章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變實(shí)驗(yàn)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)材料成分
3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)>?br> 3.3 實(shí)驗(yàn)方案
3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
3.3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
3.4 金相試樣的制備
3.4.1 材料的取樣
3.4.2 試樣的制備過(guò)程
3.4.3 金相設(shè)備
3.4.4 晶粒尺寸測(cè)量
3.5 顯微組織的演變規(guī)律研究
3.5.1 變形程度對(duì)材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.2 變形溫度對(duì)材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.3 齒間距對(duì)材料微觀組織的影響規(guī)律
3.6 孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)
3.7 本章小結(jié)
第4章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變后的力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 材料力學(xué)性能測(cè)試及設(shè)備
4.2.1 硬度測(cè)試
4.2.2 拉伸試驗(yàn)
4.3 硬度測(cè)試結(jié)果及分析
4.3.1 不同變形溫度的硬度測(cè)試結(jié)果分析
4.3.2 不同齒間距對(duì)硬度的測(cè)試結(jié)果分析
4.4 拉伸試驗(yàn)結(jié)果及分析
4.4.1 不同壓下量對(duì)板材組織的力學(xué)性能影響規(guī)律
4.4.2 不同齒間距對(duì)板材組織的力學(xué)性能影響規(guī)律
4.5 本章小結(jié)
第5章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變后的織構(gòu)分析
5.1 引言
5.2 EBSD技術(shù)的發(fā)展
5.3 鎂合金EBSD試樣的制備
5.4 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變織構(gòu)的分析
5.4.1 變形溫度對(duì)織構(gòu)的影響
5.4.2 齒間距對(duì)織構(gòu)的影響
5.5 復(fù)合形變后板材殘余應(yīng)力的變化
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]AZ80鎂合金熱變形本構(gòu)模型及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究[J]. 陳軍,紀(jì)興華,呂昕暉,陳剛. 特種鑄造及有色合金. 2019(10)
[2]Effects of Mg17Al12 second phase particles on twinning-induced recrystallization behavior in Mg–Al–Zn alloys during gradient hot rolling[J]. Zhong-Zheng Jin,Xiu-Ming Cheng,Min Zha,Jian Rong,Hang Zhang,Jin-Guo Wang,Cheng Wang,Zhi-Gang Li,Hui-Yuan Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[3]Simulation of dynamic recrystallization for an Al-Zn-Mg-Cu alloy using cellular automaton[J]. Jie Zhang,Zhihui Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Xiwu Li,Hongwei Yan,Lizhen Yan,Hongwei Liu,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2019(04)
[4]鑄造鎂合金金相組織腐蝕劑的研究[J]. 李慧. 特種鑄造及有色合金. 2019(06)
[5]劇烈塑性變形對(duì)AZ31鎂合金微觀組織演化的影響[J]. 徐淑波,張小東,景財(cái)年,林曉娟,劉鵬. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[6]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(guó)金屬通報(bào). 2018(02)
[7]熱軋過(guò)程中壓下量對(duì)AZ61鎂合金組織與性能的影響[J]. 王宏巖,梁海成. 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]鎂合金的性能特點(diǎn)及應(yīng)用[J]. 唐聯(lián)耀. 南方農(nóng)機(jī). 2017(24)
[9]ZK60鎂合金低擠壓比棒材的熱壓縮變形行為[J]. 張迪,劉運(yùn)騰,林濤,周吉學(xué),趙忠魁. 輕金屬. 2017(10)
[10]AZ31鎂合金壓縮孿晶對(duì)組織及性能的影響[J]. 張輝,彭金華,張真,鐘志宏,鄭玉春,吳玉程. 金屬熱處理. 2017(03)
博士論文
[1]Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金往復(fù)鐓—擠變形組織演變研究[D]. 杜玥.中北大學(xué) 2018
[2]孿生變形對(duì)AZ系鎂合金析出相的調(diào)控機(jī)制及性能研究[D]. 王春鵬.重慶大學(xué) 2018
[3]Mg-Zn-RE-Zr合金擠壓過(guò)程中的微觀組織演變及力學(xué)性能研究[D]. 邱鑫.吉林大學(xué) 2017
[4]AZ31鎂合金熱軋變形機(jī)理與工藝研究[D]. 馬茹.大連理工大學(xué) 2017
[5]Mg-Al系壓鑄鎂合金顯微組織對(duì)力學(xué)性能和腐蝕性能影響的研究[D]. 姜巍.吉林大學(xué) 2017
[6]Mg-3Al-3Sn鎂合金微觀組織、拉伸性能與變形機(jī)制[D]. 南小龍.吉林大學(xué) 2015
[7]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
[8]鑄態(tài)AZ80鎂合金多次變形工藝及力學(xué)行為研究[D]. 孟模.中北大學(xué) 2012
[9]AZ31和AM30鎂合金管材彎曲成形及變形機(jī)理研究[D]. 吳文云.上海交通大學(xué) 2010
碩士論文
[1]深冷處理對(duì)AZ31鎂合金組織及性能的影響研究[D]. 郭超凡.吉林大學(xué) 2019
[2]AZ31鎂合金孿生與力學(xué)行為的相關(guān)性研究[D]. 趙亞茹.山東大學(xué) 2019
[3]Nd元素及溶液pH值對(duì)鎂合金PEO膜耐蝕性的影響[D]. 郭方慧.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[4]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(yáng)理工大學(xué) 2018
[5]AZ31鎂合金室溫多向壓縮過(guò)程孿生行為的研究[D]. 崔凱旋.福州大學(xué) 2017
[6]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金組織與力學(xué)性能研究[D]. 王寶.重慶大學(xué) 2017
[7]高應(yīng)變速率下AZ31鎂合金的力學(xué)性能和微觀組織演變[D]. 李澤堯.重慶大學(xué) 2016
[8]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
[9]AZ61鎂合金薄板軋制過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曹宏偉.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[10]AZ31鎂合金薄板軋制及組織性能的研究[D]. 盧楊.遼寧科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3683054
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂及鎂合金
1.2.1 鎂的性質(zhì)
1.2.2 鎂合金的分類和牌號(hào)
1.2.3 鎂合金的應(yīng)用
1.3 鎂合金塑性變形機(jī)理
1.3.1 鎂合金的滑移
1.3.2 鎂合金的孿生
1.3.3 鎂合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶
1.4 變形鎂合金的織構(gòu)
1.4.1 鎂合金的板織構(gòu)
1.4.2 鎂合金的纖維織構(gòu)
1.4.3 鎂合金的再結(jié)晶織構(gòu)
1.5 本課題的意義和主要研究?jī)?nèi)容
1.5.1 本課題的研究意義
1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變數(shù)值模擬
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 壓痕-壓平復(fù)合形變幾何模型的建立
2.2.2 壓痕-壓平復(fù)合形變材料的定義
2.2.3 壓痕-壓平復(fù)合形變模擬過(guò)程設(shè)置
2.3 壓痕-壓平復(fù)合形變模擬參數(shù)的設(shè)定
2.3.1 變形溫度
2.3.2 模具齒間距
2.3.3 變形程度
2.4 等效溫度場(chǎng)的分析
2.4.1 變形程度對(duì)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律
2.4.2 模具齒間距對(duì)溫度場(chǎng)的影響規(guī)律
2.5 等效應(yīng)力場(chǎng)的分析
2.5.1 變形溫度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律
2.5.2 變形程度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律
2.5.3 不同齒距間對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律
2.6 等效應(yīng)變場(chǎng)的分析
2.6.1 模具齒間距對(duì)應(yīng)變場(chǎng)的影響規(guī)律
2.6.2 變形溫度對(duì)應(yīng)變場(chǎng)的影響規(guī)律
2.7 晶粒度的模擬及結(jié)果
2.7.1 晶粒度模擬的一般設(shè)置及步驟
2.7.2 晶粒度的模擬結(jié)果與分析
2.8 本章小結(jié)
第3章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變實(shí)驗(yàn)研究
3.1 實(shí)驗(yàn)材料成分
3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)>?br> 3.3 實(shí)驗(yàn)方案
3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
3.3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
3.4 金相試樣的制備
3.4.1 材料的取樣
3.4.2 試樣的制備過(guò)程
3.4.3 金相設(shè)備
3.4.4 晶粒尺寸測(cè)量
3.5 顯微組織的演變規(guī)律研究
3.5.1 變形程度對(duì)材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.2 變形溫度對(duì)材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.3 齒間距對(duì)材料微觀組織的影響規(guī)律
3.6 孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)
3.7 本章小結(jié)
第4章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變后的力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 材料力學(xué)性能測(cè)試及設(shè)備
4.2.1 硬度測(cè)試
4.2.2 拉伸試驗(yàn)
4.3 硬度測(cè)試結(jié)果及分析
4.3.1 不同變形溫度的硬度測(cè)試結(jié)果分析
4.3.2 不同齒間距對(duì)硬度的測(cè)試結(jié)果分析
4.4 拉伸試驗(yàn)結(jié)果及分析
4.4.1 不同壓下量對(duì)板材組織的力學(xué)性能影響規(guī)律
4.4.2 不同齒間距對(duì)板材組織的力學(xué)性能影響規(guī)律
4.5 本章小結(jié)
第5章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變后的織構(gòu)分析
5.1 引言
5.2 EBSD技術(shù)的發(fā)展
5.3 鎂合金EBSD試樣的制備
5.4 鎂合金壓痕-壓平復(fù)合形變織構(gòu)的分析
5.4.1 變形溫度對(duì)織構(gòu)的影響
5.4.2 齒間距對(duì)織構(gòu)的影響
5.5 復(fù)合形變后板材殘余應(yīng)力的變化
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]AZ80鎂合金熱變形本構(gòu)模型及動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究[J]. 陳軍,紀(jì)興華,呂昕暉,陳剛. 特種鑄造及有色合金. 2019(10)
[2]Effects of Mg17Al12 second phase particles on twinning-induced recrystallization behavior in Mg–Al–Zn alloys during gradient hot rolling[J]. Zhong-Zheng Jin,Xiu-Ming Cheng,Min Zha,Jian Rong,Hang Zhang,Jin-Guo Wang,Cheng Wang,Zhi-Gang Li,Hui-Yuan Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[3]Simulation of dynamic recrystallization for an Al-Zn-Mg-Cu alloy using cellular automaton[J]. Jie Zhang,Zhihui Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Xiwu Li,Hongwei Yan,Lizhen Yan,Hongwei Liu,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2019(04)
[4]鑄造鎂合金金相組織腐蝕劑的研究[J]. 李慧. 特種鑄造及有色合金. 2019(06)
[5]劇烈塑性變形對(duì)AZ31鎂合金微觀組織演化的影響[J]. 徐淑波,張小東,景財(cái)年,林曉娟,劉鵬. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[6]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(guó)金屬通報(bào). 2018(02)
[7]熱軋過(guò)程中壓下量對(duì)AZ61鎂合金組織與性能的影響[J]. 王宏巖,梁海成. 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]鎂合金的性能特點(diǎn)及應(yīng)用[J]. 唐聯(lián)耀. 南方農(nóng)機(jī). 2017(24)
[9]ZK60鎂合金低擠壓比棒材的熱壓縮變形行為[J]. 張迪,劉運(yùn)騰,林濤,周吉學(xué),趙忠魁. 輕金屬. 2017(10)
[10]AZ31鎂合金壓縮孿晶對(duì)組織及性能的影響[J]. 張輝,彭金華,張真,鐘志宏,鄭玉春,吳玉程. 金屬熱處理. 2017(03)
博士論文
[1]Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金往復(fù)鐓—擠變形組織演變研究[D]. 杜玥.中北大學(xué) 2018
[2]孿生變形對(duì)AZ系鎂合金析出相的調(diào)控機(jī)制及性能研究[D]. 王春鵬.重慶大學(xué) 2018
[3]Mg-Zn-RE-Zr合金擠壓過(guò)程中的微觀組織演變及力學(xué)性能研究[D]. 邱鑫.吉林大學(xué) 2017
[4]AZ31鎂合金熱軋變形機(jī)理與工藝研究[D]. 馬茹.大連理工大學(xué) 2017
[5]Mg-Al系壓鑄鎂合金顯微組織對(duì)力學(xué)性能和腐蝕性能影響的研究[D]. 姜巍.吉林大學(xué) 2017
[6]Mg-3Al-3Sn鎂合金微觀組織、拉伸性能與變形機(jī)制[D]. 南小龍.吉林大學(xué) 2015
[7]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
[8]鑄態(tài)AZ80鎂合金多次變形工藝及力學(xué)行為研究[D]. 孟模.中北大學(xué) 2012
[9]AZ31和AM30鎂合金管材彎曲成形及變形機(jī)理研究[D]. 吳文云.上海交通大學(xué) 2010
碩士論文
[1]深冷處理對(duì)AZ31鎂合金組織及性能的影響研究[D]. 郭超凡.吉林大學(xué) 2019
[2]AZ31鎂合金孿生與力學(xué)行為的相關(guān)性研究[D]. 趙亞茹.山東大學(xué) 2019
[3]Nd元素及溶液pH值對(duì)鎂合金PEO膜耐蝕性的影響[D]. 郭方慧.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[4]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(yáng)理工大學(xué) 2018
[5]AZ31鎂合金室溫多向壓縮過(guò)程孿生行為的研究[D]. 崔凱旋.福州大學(xué) 2017
[6]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金組織與力學(xué)性能研究[D]. 王寶.重慶大學(xué) 2017
[7]高應(yīng)變速率下AZ31鎂合金的力學(xué)性能和微觀組織演變[D]. 李澤堯.重慶大學(xué) 2016
[8]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
[9]AZ61鎂合金薄板軋制過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曹宏偉.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[10]AZ31鎂合金薄板軋制及組織性能的研究[D]. 盧楊.遼寧科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3683054
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