本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金板材的限制性模壓工藝研究

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【摘要】：鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有廣闊的應(yīng)用前景,對高性能變形鎂合金的研究是目前材料研究領(lǐng)域的熱點。鎂合金由于晶體的密排六方結(jié)構(gòu)以及基面織構(gòu)所引起的各向異性,其塑性加工性能較差。通過在材料內(nèi)部累積產(chǎn)生大的塑性變形來細(xì)化晶粒是提高多晶金屬材料塑性成形性能的重要途徑。限制性模壓工藝(Constrained Groove Pressing, CGP)作為一種適用板材的大塑性變形工藝,具有設(shè)備要求低、剪切應(yīng)變量大等優(yōu)勢。目前CGP工藝主要應(yīng)用在常溫下塑性成形性能較好的材料上,對鎂合金這種常溫塑性成形性能較差的材料的CGP工藝研究較少。因此系統(tǒng)的研究鎂合金的CGP工藝具有重要的理論意義與應(yīng)用價值。本文以AZ31鎂合金為實驗材料,使用DEFORM建立AZ31鎂合金板材CGP工藝的剛塑性有限元模型,對AZ31鎂合金CGP變形的過程進(jìn)行了研究。詳細(xì)分析了變形過程中材料的流動規(guī)律和應(yīng)變場分布,研究了CGP變形道次、模具齒傾角和模具齒寬等工藝參數(shù)對變形過程的影響,分析了變形過程中變形載荷的特點。根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果設(shè)計了用于AZ31鎂合金CGP變形的實驗?zāi)＞?并進(jìn)行了實驗研究。通過金相觀察和XRD測試研究了CGP變形過程中晶粒組織和晶粒取向的演化規(guī)律。對CGP變形板材試樣進(jìn)行熱拉伸試驗,分析CGP工藝對板材熱拉伸性能的影響。研究了實驗過程中的變形溫度、變形速率以及模壓方式對鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律。采用CGP變形工藝在鎂合金板材內(nèi)部獲得了超細(xì)晶組織。對CGP變形鎂合金的退火工藝進(jìn)行了初步的研究。研究了退火溫度對不同道次CGP變形板材微觀組織和力學(xué)性能的影響。研究了退火過程中微觀組織形態(tài)和晶粒取向的變化并分析了其變化機(jī)理。研究了退火工藝對CGP變形板材熱拉伸性能的影響規(guī)律,分析了工藝參數(shù)和微觀組織形態(tài)對熱拉伸過程中變形機(jī)理的影響。
【關(guān)鍵詞】：AZ31鎂合金 限制性模壓 微觀結(jié)構(gòu) 力學(xué)性能 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要11-12
• Abstract12-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 引言14
• 1.2 變形鎂合金的性質(zhì)及特點14-16
• 1.2.1 鎂合金塑性變形機(jī)理14-15
• 1.2.2 變形鎂合金的板織構(gòu)15-16
• 1.2.3 鎂合金的超塑性與動態(tài)再結(jié)晶16
• 1.3 常見的劇烈塑性變形(SPD)工藝16-20
• 1.3.1 等徑角擠壓16-17
• 1.3.2 連續(xù)剪切變形工藝17-18
• 1.3.3 連續(xù)限制板帶剪切工藝18
• 1.3.4 累積疊軋工藝18-19
• 1.3.5 等徑角軋制19
• 1.3.6 反復(fù)彎曲工藝19-20
• 1.4 限制性模壓變形工藝20-23
• 1.4.1 CGP工藝的工藝原理20-21
• 1.4.2 CGP工藝的理論分析21-22
• 1.4.3 CGP工藝的研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容23-26
• 第二章 實驗方案26-38
• 2.1 實驗材料26
• 2.2 實驗設(shè)備26-27
• 2.3 CGP模具設(shè)計27-31
• 2.3.1 設(shè)計要求27-28
• 2.3.2 設(shè)計過程28-30
• 2.3.3 設(shè)計結(jié)果30-31
• 2.4 CGP實驗方案31-33
• 2.4.1 CGP實驗操作31-32
• 2.4.2 CGP工藝研究方案32-33
• 2.4.3 退火處理33
• 2.5 金相組織觀察33-34
• 2.6 晶粒取向分析34-35
• 2.6.1 XRD測試設(shè)備34
• 2.6.2 XRD測試晶粒取向的方法34-35
• 2.7 力學(xué)性能測試35-36
• 2.7.1 熱拉伸實驗35
• 2.7.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線35-36
• 2.8 本章小結(jié)36-38
• 第三章 AZ31鎂合金板材CGP工藝的有限元數(shù)值模擬38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 有限元法簡介38-39
• 3.2.1 有限元法分類38
• 3.2.2 DEFROM軟件介紹38-39
• 3.3 有限元模型的建立39-41
• 3.3.1 幾何模型39-40
• 3.3.2 材料模型40-41
• 3.4 單道次CGP變形的特點41-46
• 3.4.1 模壓變形過程分析41-44
• 3.4.2 應(yīng)變場的分布44-46
• 3.5 工藝參數(shù)對CGP變形的影響46-51
• 3.5.1 CGP模壓道次46-49
• 3.5.2 模具齒傾角49-50
• 3.5.3 模具齒寬50-51
• 3.6 CGP模具的載荷分析51-53
• 3.7 本章小結(jié)53-56
• 第四章 AZ31鎂合金板材CGP工藝的實驗研究56-76
• 4.1 引言56
• 4.2 試樣形貌與成形載荷56-58
• 4.3 CGP變形AZ31鎂合金板材的微觀組織58-63
• 4.3.1 金相組織58-60
• 4.3.2 XRD分析60-63
• 4.4 CGP變形AZ31鎂合金板材的力學(xué)性能63-66
• 4.4.1 拉伸試樣形貌63-64
• 4.4.2 拉伸性能分析64-66
• 4.5 工藝條件對AZ31鎂合金CGP板材的影響66-73
• 4.5.1 溫度的影響66-69
• 4.5.2 變形速率的影響69-71
• 4.5.3 模壓方式的影響71-73
• 4.6 本章小結(jié)73-76
• 第五章 CGP工藝制備的AZ31鎂合金板材退火工藝研究76-84
• 5.1 引言76
• 5.2 退火對CGP變形AZ31鎂合金板材微觀組織的影響76-80
• 5.2.1 模壓道次的影響76-77
• 5.2.2 退火溫度的影響77-79
• 5.2.3 XRD分析79-80
• 5.3 退火對CGP變形AZ31鎂合金板材力學(xué)性能的影響80-82
• 5.3.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線80-81
• 5.3.2 熱拉伸性能81-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第六章 結(jié)論及展望84-86
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 致謝92-93
• 附件93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳永泉;楊開懷;彭開萍;陳文哲;;模壓變形法的研究現(xiàn)狀[J];熱加工工藝;2010年01期

2 王益志;鎂合金開發(fā)中的某些新思路[J];特種鑄造及有色合金;2001年S1期

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本文編號：817144