Mg-6Gd-5Y-0.3Zr稀土镁合金高温粘塑性本构建模及热挤压组织演变
发布时间：2021-07-03 01:20
镁合金作为目前常用结构材料中最轻的金属,在地球上的储量也丰富。目前镁合金在汽车,航天航空,以及3C行业都有着巨大的应用前景。但镁合金的工程应用范围依然十分有限。主要是因为其强度较低,塑性成形性能较差,抗蠕变性能较差,抗腐蚀性能较差等性能上的缺点,限制了其在工程上的应用。富稀土镁合金不仅具有相对良好的综合性能,具有很好的应用潜力。本文以Mg-6Gd-5Y-0.3Zr稀土镁合金为主要研究材料,研究了其热处理过程中材料的组织及性能的演变。通过Gleeble-1500D热模拟实验机分析了镁合金在不同变形条件下的应力-应变曲线及微观组织形貌。基于位错理论建立了耦合多个微观组织内变量的统一粘塑性本构模型。使用ABAQUS模拟不同温度下镁合金的挤压工艺。结果表明:铸态的Mg-6Gd-5Y-0.3Zr稀土镁合金主要由α-Mg基体,Mg5（Gd,Y）共晶相以及富稀土相组成。在固溶过程中,Mg5（Gd,Y）共晶相不断溶解进Mg基体中,同时也有稀土原子聚集在一起形成小的第二相粒子。经过固溶处理后的镁合金,室温抗拉强度与高温抗拉强度皆略有提升,室温及高温延伸率较铸态...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金应用目前高性能镁合金的开发取得了显著进步，其中富稀土镁合金不仅具有很
图 1-2 热变形过程示意图[53]表明[54-56]，镁合金的变形机制与温度有很着变形条件不同而发生变化。镁合金在低形机制为基面滑移和产生协调变形的孪晶形核机制，大量孪晶的形成导致孪晶附近镁合金在中温区(200～300℃)发生变形时时发生，非基面的刃型位错使交滑移、攀处形成小角度晶界，小角度晶界进一步吸金在高温区(300℃以上)发生变形时，同和攀移，晶界凸起成为最主要的形核机制变形行为研究现状工工艺中，金属材料在变形过程中的应变因此，理解金属材料在热加工过程中的变相当重要的。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3 挤压实验本文采用不同的挤压温度对 Mg-6Gd-5Y-0.3Zr 稀土镁合金进行挤压实验。线切割将铸锭切割成直径为 70mm，高为 35mm 的挤压坯料，坯料为固溶织均匀的材料。采用挤压比为 9:1 的挤压模具对坯料进行挤压实验，模具意图及实体图如图 2-1 所示，模具凹模为分瓣模，便于取出挤压棒料，清具。采用 16000KN 液压机进行正挤压实验，将石墨乳刷在模具内表面及坯面，以减少坯料与模具间的摩擦，同时在坯料与压头间放置石墨片，以保料顺利挤出。具体的挤压工艺参数为：温度：350℃，400℃；挤压速度：m/s，下压量为 24mm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]形变温度对42CrMo钢塑性成形与动态再结晶的影响[J]. 蔺永诚,陈明松,钟掘. 材料热处理学报. 2009(01)
[2]AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件研究[J]. 黄光杰,钱宝华,汪凌云,J.J.Jonas. 稀有金属材料与工程. 2007(12)
[3]钕对AZ91镁合金腐蚀性能的影响[J]. 刘生发,王慧源,徐萍. 铸造. 2006(03)
[4]AZ31镁合金高温热压缩变形特性[J]. 郭强,严红革,陈振华,张辉. 中国有色金属学报. 2005(06)
[5]AZ91镁合金表面稀土转化膜的制备及耐蚀性能研究[J]. 许越,陈湘,吕祖舜,李英杰. 中国稀土学报. 2005(01)
[6]镁合金织构与各向异性[J]. 陈振华,夏伟军,程永奇,傅定发. 中国有色金属学报. 2005(01)
[7]稀土在铝、镁合金中的应用[J]. 郭旭涛,李培杰,熊玉华,刘树勋,曾大本. 材料工程. 2004(08)
[8]钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响[J]. 张诗昌,魏伯康,林汉同,王立士. 中国有色金属学报. 2001(S2)
[9]Effects of RE on microstructure and properties of AZ91 magnesium alloy[J]. 王渠东,吕宜振,曾小勤,丁文江,朱燕萍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2000(02)
博士论文
[1]21-4N空心气门楔横轧成形与微观组织演变规律研究[D]. 纪宏超.北京科技大学 2017
[2]TA15钛合金板材高温塑性损伤本构建模与成形极限研究[D]. 杨雷.北京科技大学 2016
[3]稀土镁合金组织和性能研究[D]. 徐永东.天津大学 2012
[4]AZ31镁合金挤压成形微观组织演化的试验研究与数值模拟[D]. 黄诗尧.上海交通大学 2010
本文编号：3261568
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金应用目前高性能镁合金的开发取得了显著进步，其中富稀土镁合金不仅具有很
图 1-2 热变形过程示意图[53]表明[54-56]，镁合金的变形机制与温度有很着变形条件不同而发生变化。镁合金在低形机制为基面滑移和产生协调变形的孪晶形核机制，大量孪晶的形成导致孪晶附近镁合金在中温区(200～300℃)发生变形时时发生，非基面的刃型位错使交滑移、攀处形成小角度晶界，小角度晶界进一步吸金在高温区(300℃以上)发生变形时，同和攀移，晶界凸起成为最主要的形核机制变形行为研究现状工工艺中，金属材料在变形过程中的应变因此，理解金属材料在热加工过程中的变相当重要的。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文3 挤压实验本文采用不同的挤压温度对 Mg-6Gd-5Y-0.3Zr 稀土镁合金进行挤压实验。线切割将铸锭切割成直径为 70mm，高为 35mm 的挤压坯料，坯料为固溶织均匀的材料。采用挤压比为 9:1 的挤压模具对坯料进行挤压实验，模具意图及实体图如图 2-1 所示，模具凹模为分瓣模，便于取出挤压棒料，清具。采用 16000KN 液压机进行正挤压实验，将石墨乳刷在模具内表面及坯面，以减少坯料与模具间的摩擦，同时在坯料与压头间放置石墨片，以保料顺利挤出。具体的挤压工艺参数为：温度：350℃，400℃；挤压速度：m/s，下压量为 24mm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]形变温度对42CrMo钢塑性成形与动态再结晶的影响[J]. 蔺永诚,陈明松,钟掘. 材料热处理学报. 2009(01)
[2]AZ31镁合金初始动态再结晶的临界条件研究[J]. 黄光杰,钱宝华,汪凌云,J.J.Jonas. 稀有金属材料与工程. 2007(12)
[3]钕对AZ91镁合金腐蚀性能的影响[J]. 刘生发,王慧源,徐萍. 铸造. 2006(03)
[4]AZ31镁合金高温热压缩变形特性[J]. 郭强,严红革,陈振华,张辉. 中国有色金属学报. 2005(06)
[5]AZ91镁合金表面稀土转化膜的制备及耐蚀性能研究[J]. 许越,陈湘,吕祖舜,李英杰. 中国稀土学报. 2005(01)
[6]镁合金织构与各向异性[J]. 陈振华,夏伟军,程永奇,傅定发. 中国有色金属学报. 2005(01)
[7]稀土在铝、镁合金中的应用[J]. 郭旭涛,李培杰,熊玉华,刘树勋,曾大本. 材料工程. 2004(08)
[8]钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响[J]. 张诗昌,魏伯康,林汉同,王立士. 中国有色金属学报. 2001(S2)
[9]Effects of RE on microstructure and properties of AZ91 magnesium alloy[J]. 王渠东,吕宜振,曾小勤,丁文江,朱燕萍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2000(02)
博士论文
[1]21-4N空心气门楔横轧成形与微观组织演变规律研究[D]. 纪宏超.北京科技大学 2017
[2]TA15钛合金板材高温塑性损伤本构建模与成形极限研究[D]. 杨雷.北京科技大学 2016
[3]稀土镁合金组织和性能研究[D]. 徐永东.天津大学 2012
[4]AZ31镁合金挤压成形微观组织演化的试验研究与数值模拟[D]. 黄诗尧.上海交通大学 2010
本文编号：3261568
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