AZ31B镁合金薄板轧制边裂机制的研究

发布时间：2017-10-24 15:20

  本文关键词：AZ31B镁合金薄板轧制边裂机制的研究

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【摘要】：轧制是可以大规模低成本生产镁合金板带材的生产方式。在镁合金板带材轧制生产过程中,边裂是最明显和严重的缺陷之一。对于薄带轧制,边裂不仅降低成材率,而且边裂进一步发展容易引起断带,破坏生产过程的连续性。为了研究镁合金板材轧制边裂的产生及扩展,本文通过SEM、金相分析、边裂统计、室温拉伸、预制裂纹轧制实验,系统研究了轧制工艺对镁合金薄板轧制边裂的影响,以及预制边裂在轧制中的扩展。本课题分别在不同轧制温度、不同压下率(总压下率和道次压下率)、不同卷取张力下成功轧制AZ31B镁合金薄板,并研究了这些工艺参数对薄板边裂及组织的影响。对预制不同类型、不同深度、不同角度边裂的镁合金板材进行轧制及室温拉伸实验,测量板材边裂扩展及所能承受的最大张力,讨论了预制裂纹板材在轧制过程中的扩展及力学性能。实验结果表明:(1)轧制温度对镁合金边裂有着显著的影响,随着轧制温度的升高,镁合金边裂程度明显减小。由于轧制温度升高,AZ31B镁合金组织内部孪晶明显减少,力学性能也明显增强。200℃以上轧制时,滑移系可以启动,并且出现再结晶,轧制温度需控制在200℃以上进行镁合金板材轧制。(2)压下率对镁合金边裂的影响分为道次压下率和总下率两个方面。随着道次压下率的减小,剪切变形减小,裂纹程度有所减小,因为镁合金边裂是剪切变形造成的。随着总压下率的增加,裂纹程度有所增加,这是裂纹扩展的结果。但是组织会更加细小和均匀,裂纹扩展的程度会有所减小。(3)卷取装置是镁合金薄板连续轧制必备的装置,并且卷取张力对薄板边裂也有明显的影响,随着卷取张力的增大,裂纹程度和再结晶晶粒都有所增加。(4)对AZ31B镁合金板材预制不同深度和角度的狭缝形和人字形裂纹进行轧制扩展实验,随着裂纹角度越大,裂纹角度减小程度越小,裂纹的深度越大,裂纹越不容易发生扩展。小角度和小深度的裂纹最容易发生扩展。(5)对不同深度和角度的狭缝形和人字形裂纹的AZ31B镁合金板材进行室温拉伸实验,裂纹抗拉强度随着角度的增大而增加,但是增加的幅度有所减小。裂纹的深度越大,板材的抗拉强度越低,并且抗拉强度降低的幅度增大,随着裂纹深度的增加,角度对裂纹抗拉强度影响会降低。
【关键词】：AZ31B镁合金薄板 轧制裂纹 轧制工艺 预制边裂 裂纹扩展
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG339
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 镁合金轧制成型及轧制方式10-16
• 1.2.1 镁合金轧制成型10-12
• 1.2.2 镁合金轧制方式12-16
• 1.3 镁合金轧制工艺16-20
• 1.3.1 轧制温度16-18
• 1.3.2 压下制度18
• 1.3.3 卷曲张力18-20
• 1.4 本课题研究的现状与意义20
• 1.5 本课题研究内容与方案20-23
• 2 轧制工艺对镁合金边裂的影响23-42
• 引言23
• 2.1 实验材料与设备23-24
• 2.1.1 实验原料23-24
• 2.1.2 实验设备24
• 2.2 实验方法与分析24-26
• 2.2.1 实验方法24-25
• 2.2.2 金相组织观察25
• 2.2.3 SEM形貌观察25-26
• 2.3 轧制温度对镁合金边裂及形貌的影响26-32
• 2.3.1 轧制温度对镁合金边裂的影响26-27
• 2.3.2 轧制温度对镁合金边裂形貌的影响27-31
• 2.3.3 轧制温度对镁合金板材力学性能的影响31-32
• 2.4 道次压下率对镁合金边裂及形貌的影响32-35
• 2.4.1 道次压下率对镁合金边裂的影响32-33
• 2.4.2 道次压下率对镁合金形貌的影响33-35
• 2.5 总压下率对镁合金边裂及形貌的影响35-37
• 2.5.1 总压下率对镁合金边裂的影响35-36
• 2.5.2 总压下率对镁合金形貌的影响36-37
• 2.6 卷曲张力对镁合金边裂及形貌的影响37-41
• 2.6.1 卷曲张力的确定37-38
• 2.6.2 卷曲张力对镁合金边裂的影响38-39
• 2.6.3 卷曲张力对镁合金边裂形貌的影响39-41
• 2.7 本章小结41-42
• 3 镁合金板材预制裂纹在轧制中的扩展42-53
• 引言42-43
• 3.1 实验材料与方案43-44
• 3.1.1 实验原料43
• 3.1.2 实验方案与方法43-44
• 3.2 预制裂纹在轧制中扩展44-46
• 3.2.1 狭缝形裂纹在轧制中扩展44-45
• 3.2.2“人”字形裂纹在轧制中扩展45-46
• 3.3 预制裂纹镁合金板材拉伸实验46-50
• 3.3.1 狭缝形裂纹室温拉伸实验46-48
• 3.3.2“人”形裂纹室温拉伸实验48-50
• 3.4 镁板中部和边部组织的比较50-51
• 3.5 裂纹尖端圆弧化处理在轧制中的扩展51-52
• 3.6 本章小结52-53
• 4 结论与展望53-55
• 4.1 结论53-54
• 4.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文58-59
• 致谢59-60
• 作者简介60-61

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本文编号：1089343