脉冲电流对AZ31B镁合金板料塑性变形行为的影响及其机理研究

发布时间：2022-11-04 23:37

　　近年来,由于镁合金极高的比强度与比刚度、良好的电磁屏蔽性、高的电导及热导率、生物相容性等优良理化特性,逐渐成为用量第三大的金属结构材料,被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等各个行业。然而,大部分该合金为密排六方（HCP）晶体结构,常温下独立滑移系少于5个,故常温塑性较差。随着温度升高,受热激活控制的柱面滑移及锥面滑移相继激活,其塑性变形能力获得极大改善,然而升高温度所导致的热应力及氧化问题极大影响产品精度,故亟需一种新的成形工艺以进一步挖掘镁合金的应用潜力。与此同时,许多学者发现电流能改善金属材料的塑性并降低其流动应力（电塑性效应）,而为了研究、解释该现象,也提出了众多物理假设及数学模型。同时,部分学者直接从工艺出发,研究电流在材料加工中的应用,提出了许多电辅助成形工艺。本文以AZ31B镁合金板料为研究对象,研究了该合金在脉冲电流条件下的变形行为、微观组织演化及相关机理,深化了对电辅助成形工艺原理的认识,并提出了两种新的电辅助工艺。本文的具体研究内容如下:首先,采用脉冲电流对经15%预拉伸应变的AZ31B镁合金板材进行退火处理,研究了脉冲电流对板材中现存位错和微观组织演化的影响。研... 

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 镁合金的变形机制
    1.3 镁合金变形行为及机理的研究进展
    1.4 电流对金属的非焦耳热效应
    1.5 电流在金属加工工艺中的应用
    1.6 本文的研究内容及目的
第2章 AZ31B镁合金电辅助退火研究
    2.1 试验材料
    2.2 电辅助退火试验方法及方案
    2.3 电辅助退火中的微观组织演化
    2.4 电辅助退火中的位错湮灭
    2.5 本章小结
第3章 AZ31B镁合金电辅助单向拉伸试验研究
    3.1 电辅助单拉试验方法及方案
    3.2 电辅助单向拉伸试验研究
    3.3 热变形参数对电辅助塑性变形的影响
    3.4 电辅助单向拉伸的流动应力模型
    3.5 脉冲电流对微观组织演化的影响
    3.6 脉冲电流对位错运动的影响
    3.7 本章小结
第4章 AZ31B镁合金电辅助单向压缩试验研究
    4.1 电辅助单向压缩试验方法及方案
    4.2 脉冲电流对微观组织演化的影响
    4.3 本章小结
第5章 AZ31B镁合金电辅助板料成形工艺研究
    5.1 电辅助冲裁工艺研究
        5.1.1 电辅助冲裁工艺试验设计
        5.1.2 电辅助冲裁试验结果与分析
    5.2 电辅助板料挤压工艺研究
        5.2.1 电辅助板料挤压工艺试验设计
        5.2.2 电辅助板料挤压试验结果与分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间撰写的学术论文及成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Experimental Exploration of Electrical Pulse-Assisted Roller Hemming of AZ31B Magnesium Alloy Sheet[J]. 解焕阳,刘凯,王倩,彭芳,方林强,董湘怀,王建峰.  Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2016(05)
[2]航空航天变形镁合金应具备的性能[J]. 王祝堂.  轻合金加工技术. 2016(01)
[3]镁合金在汽车上的应用及发展前景[J]. 张耀丹.  汽车实用技术. 2015(09)
[4]Influence of Pre-strain on the Mechanical Properties of A6111-T4P Sheet with Bake Hardening[J]. Shan-Shan Li,Jie-Shi Chen,Jun Chen,Cedric Xia,Danielle Zeng.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(06)
[5]镁合金在航空领域应用的研究进展[J]. 赵怿,董刚,赵博.  有色金属工程. 2015(02)
[6]镁合金在车辆结构部件上的应用[J]. 森 久史,蔡千华.  国外铁道车辆. 2014(06)
[7]生物可降解镁合金临床应用研究进展[J]. 王啸虎,阎钧,陈义刚,郑起.  材料导报. 2013(21)
[8]电塑性效应及在塑性成形中的应用新进展[J]. 解焕阳,董湘怀,方林强.  上海交通大学学报. 2012(07)
[9]先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用[J]. 丁文江,付彭怀,彭立明,蒋海燕,王迎新,吴国华,董杰,郭兴伍.  航天器环境工程. 2011(02)
[10]欧盟对航空航天器变形镁合金应用的评估[J]. 王祝堂.  铝加工. 2010(05)

博士论文
[1]镁合金及先进高强钢电脉冲辅助塑性成形性能研究[D]. 解焕阳.上海交通大学 2015
[2]血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金的体外生物相容性及表面改性研究[D]. 刘小丽.北京科技大学 2015
[3]AZ31镁合金塑性变形机制及再结晶行为的研究[D]. 黄洪涛.清华大学 2013



本文编号：3701541