本文關(guān)鍵詞：AZ80多向擠壓的熱模擬及其組織性能影響研究

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【摘要】：多向擠壓作為一種可以有效提升材料綜合性能的劇烈塑性變形工藝,擁有很高的工業(yè)化應(yīng)用價值。本文以鑄態(tài)AZA80鎂合金為研究對象,利用Deform-3D數(shù)值模擬軟件對其單向擠壓變形過程進行了有限元分析,確定了后續(xù)多向擠壓過程的工藝參考,對鑄態(tài)鎂合金采用了均勻化處理工藝以消除坯料的鑄造缺陷,通過對均勻態(tài)AZ80鎂合金進行多向擠壓處理,有效地細化了晶粒,大幅提高了鎂合金力學性能,并研究制定了AZ80鎂合金最優(yōu)的多向擠壓工藝參數(shù)。通過建立AZ80鎂合金的有限元模型并導(dǎo)入Deform-3D軟件中,研究其單向擠壓過程中行程載荷曲線、等效速度場、等效應(yīng)力場和等效應(yīng)變場的變化規(guī)律,比較了擠壓溫度、應(yīng)變量、擠壓速率和潤滑條件對鎂合金單向擠壓過程的影響,根據(jù)模擬結(jié)果確定對330-390℃、0.3-0.7道次應(yīng)變量下進行多向擠壓實驗,擠壓力參考值在400KN內(nèi),擠壓速度應(yīng)小于5mm/s。對鑄態(tài)AZ80鎂合金進行了均勻化處理以消除鑄造缺陷,鑄態(tài)組織主要由a-Mg基體和分布在晶界上的連續(xù)網(wǎng)狀第二相β-Mg17Al12所組成,屬于典型的離異共晶組織,在350-420℃之間對其分別進行8-20h的保溫處理,通過比較組織形貌、XRD和顯微硬度,確定了最佳的均勻化處理工藝為：380℃下保溫20小時,脆性第二相基本溶入到基體中,枝晶偏析現(xiàn)象得到消除,平均晶粒尺度為104.2μm。最后在不同溫度和道次應(yīng)變量下對均勻態(tài)AZ80鎂合金進行恒溫多向擠壓變形實驗,利用不斷旋轉(zhuǎn)變化的加載軸而向組織內(nèi)引入交錯的變形帶,從而劇烈細化晶粒,提高鎂合金的塑韌性,比較了不同擠壓溫度和道次應(yīng)變量對鎂合金多向擠壓變形的影響,在溫度和變形程度較低時,主要晶粒細化機制為孿生切割機制,在溫度和變形程度較大時,主要晶粒細化機制為連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶,隨著道次應(yīng)變量的不斷增加,晶粒細化的效率逐漸提高,擠壓溫度的提升會降低合金的變形抗力,但也會造成晶粒的異常長大,通過對比不同的多向擠壓工藝發(fā)現(xiàn),最佳的工藝參數(shù)為在390℃下恒溫多向擠壓4道次,此時的組織為均勻細小的等軸晶,平均晶粒尺寸為6.6μmm,再結(jié)晶晶粒所占比例達到92%,抗拉強度、屈服強度、斷后延伸率和顯微硬度分別是304.6MPa、214.3MPa、10.75%和83.6。
【關(guān)鍵詞】：AZ80鎂合金 有限元模擬 多向擠壓 顯微組織 力學性能
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG376;TG146.22
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 前言10
• 1.2 鎂合金概述10-13
• 1.2.1 鎂合金的發(fā)展10-11
• 1.2.2 鎂的合金化及分類11-12
• 1.2.3 鎂合金的性能及應(yīng)用12-13
• 1.3 動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象13-15
• 1.4 多向擠壓技術(shù)15-19
• 1.4.1 原理和特點16-17
• 1.4.2 多向擠壓的影響因素17-18
• 1.4.3 多向擠壓的研究進展與展望18-19
• 1.5 本文研究意義和主要內(nèi)容19-21
• 2 試驗材料與試驗方法21-25
• 2.1 引言21
• 2.2 試驗材料與流程21-22
• 2.2.1 試驗材料21-22
• 2.2.2 試驗流程22
• 2.3 試驗方法22-25
• 2.3.1 多向擠壓22-23
• 2.3.2 顯微組織觀察23
• 2.3.3 X射線衍射分析23-24
• 2.3.4 室溫拉伸試驗24
• 2.3.5 斷口掃描24
• 2.3.6 硬度測試24-25
• 3 AZ80擠壓變形的有限元模擬25-41
• 3.1 有限元分析的基本理論25-27
• 3.1.1 有限元理論的發(fā)展25
• 3.1.2 剛塑性有限元基本理論25-27
• 3.2 Deform-3D有限元模擬軟件27-29
• 3.2.1 Deform-3D軟件概述27-28
• 3.2.2 有限元模型建立28-29
• 3.3 擠壓變形模擬結(jié)果分析29-40
• 3.3.1 AZ80單向擠壓變形過程29-34
• 3.3.2 變形參數(shù)對變形的影響34-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 鑄態(tài)AZ80鎂合金均勻化處理工藝研究41-48
• 4.1 鑄態(tài)AZ80鎂合金組織分析41-42
• 4.2 均勻化處理對組織的影響42-44
• 4.3 X射線衍射分析44-46
• 4.4 硬度分析46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 恒溫多向擠壓AZ80鎂合金的組織與性能48-64
• 5.1 AZ80在330℃下恒溫多向擠壓的組織與性能48-50
• 5.1.1 顯微組織48-49
• 5.1.2 力學性能49-50
• 5.2 AZ80在360℃下恒溫多向擠壓的組織與性能50-56
• 5.2.1 顯微組織51-53
• 5.2.2 力學性能53-56
• 5.3 AZ80在390℃下恒溫多向擠壓的組織與性能56-62
• 5.3.1 顯微組織57-60
• 5.3.2 力學性能60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-70
• 附錄70

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