本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金軋制箔材微成形尺寸效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來人們對微型化產(chǎn)品的需求不斷增長，微型化技術(shù)不斷發(fā)展。氣壓微脹形是一種非常優(yōu)良的微塑性成形技術(shù)，其成本低，無凸模，適合產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)；氣壓微脹形技術(shù)的研究正逐漸引起人們的關(guān)注。尺寸效應(yīng)現(xiàn)象是微塑性成形不同于宏觀塑性成形的特殊現(xiàn)象，本文通過實驗研究了AZ31鎂合金軋制箔材在室溫微拉伸和氣壓微脹形中的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。 對厚度0.1mm的箔材進(jìn)行了隨爐冷卻和空冷兩種冷卻方式的熱處理實驗，，在實驗中通過改變保溫時間、加熱溫度的方式獲得了晶粒尺寸2.5～10.0μm的鎂合金箔材。 采用Instron3343型電子萬能材料試驗機(jī)用4.17×10~(-4)s~(-1)～4.17×10~(-3)s~(-1)的應(yīng)變速率進(jìn)行了晶粒尺寸1.2～10μm、厚度0.05～0.1mm的AZ31鎂合金軋制箔材的室溫微拉伸實驗，實驗結(jié)果表明微拉伸實驗中材料抗拉強(qiáng)度小于宏觀相同條件下的抗拉強(qiáng)度，存在尺寸效應(yīng)現(xiàn)象；微拉伸實驗中材料的厚度越小、晶粒尺寸越大，材料的強(qiáng)度和延伸率越小，表現(xiàn)為越小越弱的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象，而應(yīng)變速率不表現(xiàn)出尺寸效應(yīng)。通過表面層模型對材料力學(xué)性能中的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋，并從晶粒內(nèi)部與晶界間變形的角度分析了材料延伸率的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。 在380℃下進(jìn)行了不同箔材厚度、零件直徑和晶粒尺寸的AZ31鎂合金半球件的氣壓微脹形實驗，利用激光共聚焦顯微鏡測量脹形件高度并進(jìn)而推導(dǎo)出氣壓微脹形時的流動應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，研究了箔材厚度、零件直徑和晶粒尺寸引起的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)：與宏觀氣壓脹形相比，相同應(yīng)變的氣壓微脹形的流動應(yīng)力增大，表現(xiàn)為愈小愈強(qiáng)的尺寸效應(yīng)。零件直徑越小，流動應(yīng)力越大；箔材厚度越小，流動應(yīng)力越大；材料晶粒尺寸越小，流動應(yīng)力越大，但相同應(yīng)變下應(yīng)力差距逐漸縮小。通過應(yīng)變梯度硬化理論對氣壓微脹形中的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。 利用光學(xué)顯微鏡觀察了AZ31鎂合金軋制箔材氣壓微脹形件的壁厚分布和顯微組織，研究了氣壓微脹形中組織流動的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。實驗顯示：相同高徑比下，氣壓微脹形件的壁厚分布要比宏觀脹形件均勻，存在組織流動的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象；零件直徑越小、箔材厚度越小、原始晶粒尺寸越大，脹形件的壁厚分布越均勻；脹形過程中脹形件頂端減薄速率在一定時間后下降，其他位置減薄速率上升，脹形件壁厚隨脹形進(jìn)行逐漸均勻化。通過應(yīng)變梯度硬化理論和組織演變分析了脹形件組織流動的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：氣脹微成形 尺寸效應(yīng) 拉伸實驗 軋制箔材 AZ31鎂合金
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 微成形概述11-17
• 1.2.1 微成形技術(shù)簡介12
• 1.2.2 微成形工藝分類12-15
• 1.2.3 微成形應(yīng)用前景15
• 1.2.4 國內(nèi)微成形研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 微脹形技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 尺寸效應(yīng)研究綜述18-22
• 1.4.1 尺寸效應(yīng)分類19
• 1.4.2 尺寸效應(yīng)研究進(jìn)展19-21
• 1.4.3 尺寸效應(yīng)理論21-22
• 1.5 選題意義及主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 實驗準(zhǔn)備24-31
• 2.1 引言24
• 2.2 實驗材料24
• 2.3 氣壓脹形實驗設(shè)備及過程24-26
• 2.4 微脹形件尺寸測量設(shè)備26-27
• 2.5 金相實驗27-28
• 2.5.1 試件制備27-28
• 2.5.2 組織觀察28
• 2.6 熱處理實驗28-30
• 2.6.1 熱處理實驗方案28
• 2.6.2 熱處理實驗結(jié)果28-30
• 2.7 氣壓脹形實驗方案30
• 2.8 本章小結(jié)30-31
• 第3章 鎂合金軋制箔材室溫微拉伸強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 微拉伸實驗方案和結(jié)果31-33
• 3.3 微拉伸實驗中的尺寸效應(yīng)33-35
• 3.3.1 箔材厚度變化引起的尺寸效應(yīng)33-34
• 3.3.2 箔材晶粒尺寸引起的尺寸效應(yīng)34-35
• 3.4 尺寸效應(yīng)現(xiàn)象分析35-37
• 3.4.1 壁厚變化引起的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象分析35-36
• 3.4.2 晶粒變化引起的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象分析36-37
• 3.5 應(yīng)變速率對強(qiáng)度和延伸率的影響37
• 3.6 本章小結(jié)37-39
• 第4章 氣壓微脹形流動應(yīng)力尺寸效應(yīng)研究39-48
• 4.1 引言39
• 4.2 氣壓微脹形實驗的測量與計算39-41
• 4.3 凹模直徑的流動應(yīng)力應(yīng)變尺寸效應(yīng)研究41-43
• 4.3.1 凹模直徑變化引起的尺寸效應(yīng)41-42
• 4.3.2 凹模直徑引起的尺寸效應(yīng)分析42-43
• 4.4 箔材厚度引起的流動應(yīng)力尺寸效應(yīng)研究43-45
• 4.4.1 箔材厚度變化的尺寸效應(yīng)43-44
• 4.4.2 箔材厚度變化引起的尺寸效應(yīng)分析44-45
• 4.5 晶粒尺寸的流動應(yīng)力尺寸效應(yīng)研究45-47
• 4.5.1 晶粒尺寸引起的尺寸效應(yīng)45-46
• 4.5.2 晶粒尺寸變化引起的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象分析46-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第5章 氣壓微脹形組織流動尺寸效應(yīng)研究48-64
• 5.1 氣壓微脹形件壁厚分布的尺寸效應(yīng)48-50
• 5.1.1 微脹形件壁厚分布的測量48
• 5.1.2 微脹形件壁厚分布的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象48-50
• 5.2 凹模直徑和箔材厚度對組織流動的影響50-58
• 5.2.1 凹模直徑對組織流動的影響50-56
• 5.2.2 箔材厚度對組織流動的影響56-58
• 5.3 箔材晶粒尺寸對組織流動的影響58-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果71-73
• 致謝73

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