镁合金板材单点渐进成形塑性变形微观机理研究

发布时间：2020-03-28 05:41

【摘要】：镁合金是具有质轻、环保突出特点的绿色金属结构材料,其高比强、高比模的轻质高强板材的应用已逐渐成为国内外材料界关注的亮点,也日益成为产业竞争的焦点。随着单点渐进成形技术在板材塑性成形领域的推广,逐渐应用于镁合金成形。然而,目前的研究基本限于宏观上的模拟分析与实验,研究镁合金材料的塑形成性工艺过程。为了真正使成形过程不但能“成形”,也能实现“成性”,以便使成形零件同时满足尺寸精度与性能两方面的要求,从微观角度进行分析。本文运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对镁合金单点渐进成形进行数值模拟,分析各工艺参数温度、工具头半径和进给量对镁合金板材在渐进成形中的应力、减薄率变化的影响规律,并基于数值模拟结果对渐进成形开展相关实验研究。同时运用Marc软件与金相实验,对镁合金单点渐进成形微观组织变化进行分析研究,分析不同参数下镁合金微观组织的变化,探究镁合金单点渐进成形塑性变形微观机理的规律,为制定合理的工艺方案和确定各成形参数提供理依据。研究结果表明:成形温度、工具头尺寸、进给量对镁合金单点渐进成形微观机理有明显的影响。成形温度对镁合金板材的成形性能影响显著,随温度升高,板材晶粒增大,在成形温度为250℃条件下,板材表现出较好的塑性成形性,晶粒发生动态再结晶得到明显细化;工具头半径在5?8mm范围内时,成形件厚度变化均匀,壁厚减薄率小,平均晶粒尺寸有变大趋势,在半径为5mm时,晶粒相对均匀;进给量对成形件的减薄率和晶粒尺寸有影响,进给量在0.2～1.0mm时,最大剪切应力和最大减薄率随进给量的增大呈逐渐增大趋势,减薄率平缓递增,随进给量的增加,平均晶粒尺寸增大,进给量为0.7mm时,镁合金板材的塑性、减薄率、晶粒细化程度最好。
【图文】：

系统结构图,渐进成形,单点,系统结构

金属板材单点渐进成形技术是一种新型数字化柔性制造技术，其采用“分逡逑层制造”思想，对板材进行逐次局部变形代替整体成形，最终将板材成形为所逡逑需的工件如图１－丨所示。与传统的冲压成形技术相比，该成形技术在成形过逡逑程中无需模具或只采用简单模具便可成形任意复杂形状的零件，，具有较强的灵逡逑活性和适应性，特别适用于小批量、多品种或形状复杂的板类件的生产随逡逑着单点渐进成形技术的不断推广和应用，该技术己逐渐应用于镁合金板材成形逡逑领域。逡逑目前的研宄基本限于模拟分析与实验研究，大多是针对镁合金等板材宏观逡逑上的塑形成性，研究镁合金材料的塑形成性丁艺过程和成形的质量。而单点渐逡逑进成形的微观机理涉及的成形材料的晶粒变化、织构变化等尚未进行研宄，通逡逑过研宄微观机理的变化提高板材成形质景亟需解决的一个科学问题。逡逑Ｉ逡逑

范围,镁合金,相对原子量,兵工

绪论逡逑序数为丨２，相对原子质量为２４．３２，电子结构为丨Ｓ２２Ｓ２２Ｐ６３Ｓ２。镁的晶体结构为逡逑密排六方，如图１－２所示。在室温下的晶格常数为：ａ＝０．３２０２ｎｍ，邋ｃ＝０．５１９９ｎｍ，逡逑晶胞的轴比为ｃ／ａ＝１．６２３７。其常见的性质见表１－１。逡逑0Ｋ逡逑图ｉ－２镁的密排六方晶胞结构逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｈｅｘａｇｏｎａｌ邋Ｃｌｏｓｅ邋Ｐａｃｋｅｄ邋（ＨＣＰ）邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑表Ｍ邋镁的常见物理性质Ｍ逡逑Ｔａｂ邋１－１邋Ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ邋ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋ｏｆ邋ｃｏｍｍｏｎ邋ｏｘｉｄａｎｔｓ逡逑性质逦数值逡逑原子序数逦１２逡逑原子价逦２逡逑相对原子量逦２４．３０５逡逑原子体（ｃｍ３／ｇ）逦１４．０逡逑原子直径（Ａ）逦３．２０逡逑室温密（ｇ／ｃｍ３）逦１．７３８逡逑培点密（ｇ／ｃｍ３）逦１．５８４逡逑熔点（。0）逦９２３邋±１逡逑沸点ｆＣ）逦丨３８０±３逡逑电阻率（０邋？邋ｍ）逦４７逡逑热导率（Ｗ／ｍ邋？邋Ｋ）逦１５３．６逡逑１．２．２镁合金的应用逡逑镁合金材料最早是用在航空工业，１９０９年在德国法兰克福国际航空展览会逡逑上首次出现了用镁合金所铸的构件ＩＭ。２０世纪９０年代以来，伴随着相关技术逡逑的发展，镁合金应用和研究的重点开始从宇航和兵工领域迅速扩展到民用产业，逡逑镁合金的市场需求呈稳定增长趋势，其主要工业应用体现在：逡逑（１）汽车工业逡逑镁合金被广泛应用于汽车座椅支架、变速箱壳体、发动机罩盖、框架、车逡逑３逡逑
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.22

【相似文献】