镁/铝爆炸复合板轧制工艺及界面行为研究
发布时间：2020-12-25 10:57
镁合金材料具有质轻、比强高、减震性优异和资源丰富等特点,使其应用前景十分广泛。但由于其室温成形困难、耐腐蚀性差,阻碍了其应用范围的扩大。因此考虑在镁合金表面覆铝的方法,制备镁/铝复合板,来改善镁合金的表面性能和使用性能。结合镁合金复合材料制备工艺,采用爆炸焊接+轧制复合制备复合板,先由爆炸焊接制备复合板粗坯,后经轧制复合获得综合性能较好且厚度较薄的镁/铝复合板。本课题通过爆炸焊接+轧制复合制备镁/铝复合板,对复合板的轧制工艺进行研究,确定可获得表面质量高、性能较好的薄板的轧制工艺方案,并对复合板轧后热处理进行探究,在一定程度上为后续的实际生产和板料成形提供技术支持。本文首先通过爆炸焊接工艺,优化爆炸工艺参数,成功制备出厚度约为12mm的AZ31B/6061爆炸复合板,对爆炸复合板进行界面和组织观察。复合板结合界面呈正弦波形,在镁合金侧形成与结合界面呈45°夹角的绝热剪切带,镁合金中心出现大量孪晶组织。显微硬度检测结果显示,由于爆炸载荷作用引起塑性变形硬化,复合板界面显微硬度明显高于两侧组元金属材料。为消除爆炸复合引起的加工硬化,并消除镁合金侧形成的绝热剪切带,轧制前对复合板进行轧前热处...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 金属复合材料的历史与现状
1.2 叠层金属复合材料的制备及其研究现状
1.2.1 叠层金属复合材料的制备工艺
1.2.2 叠层金属复合材料的研究现状
1.3 镁/铝叠层复合板制备方法及研究现状
1.4 课题背景及意义
1.5 本课题研究的主要内容
第二章 轧前热处理工艺对镁/铝爆炸复合板界面组织和性能的影响
2.1 材料制备
2.1.1 试验材料
2.1.2 复合板的爆炸焊接过程
2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.4 轧前热处理对镁/铝爆炸复合板界面组织和性能的影响
2.4.1 热处理温度对镁/铝爆炸复合板界面扩散层厚度的影响
2.4.2 热处理温度对镁/铝爆炸复合板镁侧显微组织的影响
2.4.3 热处理温度对镁/铝爆炸复合板镁侧显微硬度的影响
2.5 本章小结
第三章 镁/铝爆炸复合板首道次热轧工艺
3.1 引言
3.2 首道次热轧工艺的确定
3.3 界面宏观形貌观测及分析
3.4 界面微观组织形貌观测及分析
3.5 力学性能分析
3.6 本章小结
第四章 首道次热轧复合工艺有限元分析
4.1 引言
4.2 有限元软件ABAQUS简介
4.3 镁/铝爆炸复合板轧制有限元模型建立
4.3.1 几何模型的建立
4.3.2 单元网格划分
4.3.3 边界条件和载荷的设定
4.4 轧制工艺条件的设置
4.5 模拟结果与分析
4.6 本章小结
第五章 镁/铝爆炸复合板多道次工艺及轧后热处理
5.1 引言
5.2 多道次轧制工艺方案制定
5.3 轧后热处理工艺方案
5.4 轧后热处理对复合板界面组织的影响
5.4.1 轧后热处理对界面扩散层的影响
5.4.2 轧后热处理对镁侧显微组织的影响
5.5 轧后热处理对复合板力学性能的影响
5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]层状金属复合材料加工技术研究现状[J]. 田广民,李选明,赵永庆,刘彩利,贺林娜,刘啸锋. 中国材料进展. 2013(11)
[2]钛/铝爆炸复合板结合区域的微观组织及力学性能的研究[J]. 夏鸿博,王少刚,贲海峰. 压力容器. 2013(08)
[3]铜-钢爆炸复合板的力学性能及显微组织[J]. 翟伟国,王少刚,罗传孝,丁丰. 焊接. 2013(04)
[4]Mg/Al异种金属焊接的研究现状[J]. 陈影,沈长斌,葛继平. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
[5]异步轧制铜/铝双金属复合板变形行为的研究[J]. 祖国胤,李小兵,丁明明,于九明. 东北大学学报(自然科学版). 2011(05)
[6]铝镁钪合金板材搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能(英文)[J]. 彭勇宜,尹志民,雷学锋,潘清林,何振波. 稀有金属材料与工程. 2011(02)
[7]金属复合材料生产技术的现状与发展趋势[J]. 刘江. 金属功能材料. 2008(01)
[8]Mg/Al异种材料脉冲TIG焊接头的组织结构[J]. 李亚江,刘鹏,王娟,夏春智. 焊接学报. 2006(09)
[9]层状金属复合板的研究和生产现状[J]. 马志新,胡捷,李德富,李彦利. 稀有金属. 2003(06)
[10]铜/钢双金属板异步轧制复合机理研究[J]. 魏伟,史庆南. 稀有金属. 2001(04)
本文编号：2937517
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 金属复合材料的历史与现状
1.2 叠层金属复合材料的制备及其研究现状
1.2.1 叠层金属复合材料的制备工艺
1.2.2 叠层金属复合材料的研究现状
1.3 镁/铝叠层复合板制备方法及研究现状
1.4 课题背景及意义
1.5 本课题研究的主要内容
第二章 轧前热处理工艺对镁/铝爆炸复合板界面组织和性能的影响
2.1 材料制备
2.1.1 试验材料
2.1.2 复合板的爆炸焊接过程
2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.4 轧前热处理对镁/铝爆炸复合板界面组织和性能的影响
2.4.1 热处理温度对镁/铝爆炸复合板界面扩散层厚度的影响
2.4.2 热处理温度对镁/铝爆炸复合板镁侧显微组织的影响
2.4.3 热处理温度对镁/铝爆炸复合板镁侧显微硬度的影响
2.5 本章小结
第三章 镁/铝爆炸复合板首道次热轧工艺
3.1 引言
3.2 首道次热轧工艺的确定
3.3 界面宏观形貌观测及分析
3.4 界面微观组织形貌观测及分析
3.5 力学性能分析
3.6 本章小结
第四章 首道次热轧复合工艺有限元分析
4.1 引言
4.2 有限元软件ABAQUS简介
4.3 镁/铝爆炸复合板轧制有限元模型建立
4.3.1 几何模型的建立
4.3.2 单元网格划分
4.3.3 边界条件和载荷的设定
4.4 轧制工艺条件的设置
4.5 模拟结果与分析
4.6 本章小结
第五章 镁/铝爆炸复合板多道次工艺及轧后热处理
5.1 引言
5.2 多道次轧制工艺方案制定
5.3 轧后热处理工艺方案
5.4 轧后热处理对复合板界面组织的影响
5.4.1 轧后热处理对界面扩散层的影响
5.4.2 轧后热处理对镁侧显微组织的影响
5.5 轧后热处理对复合板力学性能的影响
5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]层状金属复合材料加工技术研究现状[J]. 田广民,李选明,赵永庆,刘彩利,贺林娜,刘啸锋. 中国材料进展. 2013(11)
[2]钛/铝爆炸复合板结合区域的微观组织及力学性能的研究[J]. 夏鸿博,王少刚,贲海峰. 压力容器. 2013(08)
[3]铜-钢爆炸复合板的力学性能及显微组织[J]. 翟伟国,王少刚,罗传孝,丁丰. 焊接. 2013(04)
[4]Mg/Al异种金属焊接的研究现状[J]. 陈影,沈长斌,葛继平. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
[5]异步轧制铜/铝双金属复合板变形行为的研究[J]. 祖国胤,李小兵,丁明明,于九明. 东北大学学报(自然科学版). 2011(05)
[6]铝镁钪合金板材搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能(英文)[J]. 彭勇宜,尹志民,雷学锋,潘清林,何振波. 稀有金属材料与工程. 2011(02)
[7]金属复合材料生产技术的现状与发展趋势[J]. 刘江. 金属功能材料. 2008(01)
[8]Mg/Al异种材料脉冲TIG焊接头的组织结构[J]. 李亚江,刘鹏,王娟,夏春智. 焊接学报. 2006(09)
[9]层状金属复合板的研究和生产现状[J]. 马志新,胡捷,李德富,李彦利. 稀有金属. 2003(06)
[10]铜/钢双金属板异步轧制复合机理研究[J]. 魏伟,史庆南. 稀有金属. 2001(04)
本文编号：2937517
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