脉冲电流对镁合金边裂的抑制与机理分析
发布时间：2021-05-07 07:00
我国镁合金储量丰富,但由于镁合金本身的密排六方结构以及其室温下非基面滑移不开动的特点,造成镁合金的塑性加工困难,成型后材料出现较多的缺陷和二次加工困难等现象。以镁合金板带材轧制为例,轧制边裂一直是困扰生产的突出问题,采用热轧和温轧工艺虽有所改善,但工艺较为复杂、耗能大、效率低,为适应国家绿色发展思路,迫切需要研究新的轧制工艺。电致塑性效应是在金属变形过程中引入合适的脉冲电流,促使金属变形抗力快速下降,而塑性提升的独特现象。电致塑性加工较传统加工工艺有明显的优势,如能在较低温度下进行加工、提高成型件的力学性能、提高效率、降低能耗,尤其对难变形金属的变形提供了新的加工手段。本文针对镁合金轧制过程中容易出现边部裂纹的现象,引入了高能脉冲电流轧制,提出一种能够有效抑制镁合金室温轧制时出现边裂的轧制新工艺。并通过搭建电塑性轧制实验平台和多工况轧制实验,结合轧制微观形貌和宏观力学测试分析,研究了电脉冲场对镁合金轧制边裂的抑制能力和作用机理。为实现工业应用奠定理论基础和实验依据。本文以温轧态镁合金薄带为对象,开展以下研究工作（1）研究在室温下的轧制变形极限,实验结果表明,在12%压下量情况下轧制后的...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 镁合金研究现状
1.1.1 镁与镁合金的特点
1.1.2 镁合金变形机制
1.1.3 镁合金发展趋势
1.2 电致塑性概论及研究现状
1.2.1 电致塑性效应的理论发展
1.2.2 电致塑性效应的实验应用
1.3 镁合金轧件轧制工艺与边裂现状研究
1.4 课题意义和研究内容
1.4.1 课题来源
1.4.2 研究意义
第2章 电塑性轧制实验方案
2.1 实验材料
2.2 电塑性轧制平台搭建及实验方法
2.2.1 高能脉冲电源及轧制设备
2.2.2 其他实验装置
2.2.3 电塑性轧制安排
2.3 分析方法
2.3.1 金相组织观察
2.3.2 扫描分析
2.3.3 宏观织构测定
2.3.4 力学性能测试
2.4 普通冷轧和电塑性轧制及机理探究实验方案
2.5 本章小结
第3章 电塑性轧制对镁合金边裂影响规律
3.1 实验过程
3.2 实验结果与分析
3.2.1 压下量对冷轧镁合金薄带边裂情况轧制力的影响
3.2.2 脉冲电流参数对镁合金薄带边裂的影响规律
3.2.3 脉冲电流参数对轧制力影响规律
3.2.4 脉冲电流参数对轧件微观组织的影响规律
3.3 本章小结
第4章 电塑性轧制均匀化处理态镁合金组织和力学性能影响规律
4.1 实验过程
4.2 实验结果与分析
4.2.1 压下量对电塑性轧制边裂及轧制力影响
4.2.2 电流强度对不同压下量电塑性轧制微观组织影响
4.2.3 电流强度对不同压下量力学性能的影响
4.3 本章小结
第5章 电塑性轧制对镁合金变形的影响机理探究
5.1 温轧与电塑性轧制实验及结果对比
5.2 脉冲电流对裂纹愈合的影响规律
5.3 脉冲电流对宏观织构的影响
5.4 扫描电镜下电塑性轧制镁合金显微组织变化
5.5 电塑性轧制镁合金边部裂纹的抑制机理
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31镁合金板材轧制边裂深度预判模型[J]. 黄志权,韦建春,马立峰,朱艳春,吴冬祖. 稀有金属材料与工程. 2018(06)
[2]高应变速率下Mg-3Zn-1Y镁合金的各向异性及变形机制[J]. 李旭东,毛萍莉,刘晏宇,刘正,王志,王峰. 金属学报. 2018(04)
[3]脉冲电流对5052铝合金铸轧板材组织的影响[J]. 吕野楠,许光明,丁韧,谭贝,曹富荣. 轻合金加工技术. 2018(01)
[4]镁合金板材大应变轧制工艺探讨[J]. 哈权章,张孝亮. 世界有色金属. 2017(17)
[5]脉冲电流在塑性加工中的应用[J]. 王国峰,李骁,李丹峰,张凯锋. 航空制造技术. 2017(18)
[6]轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王振敏,王立萍. 热加工工艺. 2016(21)
[7]脉冲电流对ZK60镁合金板组织与性能的影响[J]. 靳伟,樊建锋,张华,刘阳,董洪标,许并社. 稀有金属材料与工程. 2016(10)
[8]生物医用镁合金耐蚀性的研究进展[J]. 张璐,崔彤,史旭晨. 腐蚀与防护. 2016(08)
[9]AZ31镁合金板带轧制的边部裂纹特点及其演变[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王立萍,纪汶伯. 轻合金加工技术. 2016(03)
[10]轧制温度对AZ31B镁合金板材边裂和组织的影响[J]. 黄志权,黄庆学,马立峰,林金保. 热加工工艺. 2014(17)
博士论文
[1]不同温度下AM80镁合金的动态力学响应及失效行为[D]. 郭鹏程.湖南大学 2017
[2]AZ31镁合金热轧变形机理与工艺研究[D]. 马茹.大连理工大学 2017
[3]镁合金板材大应变轧制变形行为及对组织性能的影响[D]. 郭非.重庆大学 2017
[4]镁合金薄板在线加热轧制工艺与组织性能研究[D]. 曾斌.重庆大学 2017
[5]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
[6]基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究[D]. 于静.大连理工大学 2014
[7]电致塑性轧制AZ31镁合金的变形机制及其组织和性能研究[D]. 官磊.清华大学 2010
硕士论文
[1]电脉冲辅助AZ31B镁合金板材弯曲成形试验研究[D]. 王磊.山东大学 2017
[2]锆及锆合金的电塑性轧制实验研究[D]. 刘向丽.燕山大学 2012
[3]AZ31镁合金大压下轧制工艺研究[D]. 周鸣.东北大学 2011
[4]AZ31镁合金异步轧制与等径角轧制的研究[D]. 蒋俊锋.湖南大学 2010
[5]冷轧AZ61镁合金的织构演变与力学性能[D]. 肖静.东北大学 2009
本文编号：3172958
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 镁合金研究现状
1.1.1 镁与镁合金的特点
1.1.2 镁合金变形机制
1.1.3 镁合金发展趋势
1.2 电致塑性概论及研究现状
1.2.1 电致塑性效应的理论发展
1.2.2 电致塑性效应的实验应用
1.3 镁合金轧件轧制工艺与边裂现状研究
1.4 课题意义和研究内容
1.4.1 课题来源
1.4.2 研究意义
第2章 电塑性轧制实验方案
2.1 实验材料
2.2 电塑性轧制平台搭建及实验方法
2.2.1 高能脉冲电源及轧制设备
2.2.2 其他实验装置
2.2.3 电塑性轧制安排
2.3 分析方法
2.3.1 金相组织观察
2.3.2 扫描分析
2.3.3 宏观织构测定
2.3.4 力学性能测试
2.4 普通冷轧和电塑性轧制及机理探究实验方案
2.5 本章小结
第3章 电塑性轧制对镁合金边裂影响规律
3.1 实验过程
3.2 实验结果与分析
3.2.1 压下量对冷轧镁合金薄带边裂情况轧制力的影响
3.2.2 脉冲电流参数对镁合金薄带边裂的影响规律
3.2.3 脉冲电流参数对轧制力影响规律
3.2.4 脉冲电流参数对轧件微观组织的影响规律
3.3 本章小结
第4章 电塑性轧制均匀化处理态镁合金组织和力学性能影响规律
4.1 实验过程
4.2 实验结果与分析
4.2.1 压下量对电塑性轧制边裂及轧制力影响
4.2.2 电流强度对不同压下量电塑性轧制微观组织影响
4.2.3 电流强度对不同压下量力学性能的影响
4.3 本章小结
第5章 电塑性轧制对镁合金变形的影响机理探究
5.1 温轧与电塑性轧制实验及结果对比
5.2 脉冲电流对裂纹愈合的影响规律
5.3 脉冲电流对宏观织构的影响
5.4 扫描电镜下电塑性轧制镁合金显微组织变化
5.5 电塑性轧制镁合金边部裂纹的抑制机理
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31镁合金板材轧制边裂深度预判模型[J]. 黄志权,韦建春,马立峰,朱艳春,吴冬祖. 稀有金属材料与工程. 2018(06)
[2]高应变速率下Mg-3Zn-1Y镁合金的各向异性及变形机制[J]. 李旭东,毛萍莉,刘晏宇,刘正,王志,王峰. 金属学报. 2018(04)
[3]脉冲电流对5052铝合金铸轧板材组织的影响[J]. 吕野楠,许光明,丁韧,谭贝,曹富荣. 轻合金加工技术. 2018(01)
[4]镁合金板材大应变轧制工艺探讨[J]. 哈权章,张孝亮. 世界有色金属. 2017(17)
[5]脉冲电流在塑性加工中的应用[J]. 王国峰,李骁,李丹峰,张凯锋. 航空制造技术. 2017(18)
[6]轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王振敏,王立萍. 热加工工艺. 2016(21)
[7]脉冲电流对ZK60镁合金板组织与性能的影响[J]. 靳伟,樊建锋,张华,刘阳,董洪标,许并社. 稀有金属材料与工程. 2016(10)
[8]生物医用镁合金耐蚀性的研究进展[J]. 张璐,崔彤,史旭晨. 腐蚀与防护. 2016(08)
[9]AZ31镁合金板带轧制的边部裂纹特点及其演变[J]. 刘子健,赵红阳,胡小东,王立萍,纪汶伯. 轻合金加工技术. 2016(03)
[10]轧制温度对AZ31B镁合金板材边裂和组织的影响[J]. 黄志权,黄庆学,马立峰,林金保. 热加工工艺. 2014(17)
博士论文
[1]不同温度下AM80镁合金的动态力学响应及失效行为[D]. 郭鹏程.湖南大学 2017
[2]AZ31镁合金热轧变形机理与工艺研究[D]. 马茹.大连理工大学 2017
[3]镁合金板材大应变轧制变形行为及对组织性能的影响[D]. 郭非.重庆大学 2017
[4]镁合金薄板在线加热轧制工艺与组织性能研究[D]. 曾斌.重庆大学 2017
[5]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
[6]基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究[D]. 于静.大连理工大学 2014
[7]电致塑性轧制AZ31镁合金的变形机制及其组织和性能研究[D]. 官磊.清华大学 2010
硕士论文
[1]电脉冲辅助AZ31B镁合金板材弯曲成形试验研究[D]. 王磊.山东大学 2017
[2]锆及锆合金的电塑性轧制实验研究[D]. 刘向丽.燕山大学 2012
[3]AZ31镁合金大压下轧制工艺研究[D]. 周鸣.东北大学 2011
[4]AZ31镁合金异步轧制与等径角轧制的研究[D]. 蒋俊锋.湖南大学 2010
[5]冷轧AZ61镁合金的织构演变与力学性能[D]. 肖静.东北大学 2009
本文编号：3172958
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