镁合金热力复合处理工艺与力学性能研究

发布时间：2023-04-22 05:55

　　镁合金具有低密度、高比强度和轻量化等优点,在航空航天、汽车、电子等领域有广阔的应用前景,然而其强度低、耐磨性差等缺点严重限制了在工业中的应用。本文通过数值模拟与实验探究相结合的方法,研究了AZ31镁合金固溶时效与激光冲击复合强化、均匀化退火与激光冲击复合强化两种强化工艺,探索了AZ31镁合金微观组织和力学性能变化规律,为扩大镁合金的应用提供理论依据。以ABAQUS有限元软件为平台,采用捆绑约束法将镁合金基体和析出相有效结合,建立基于微观结构的Mg₁₇Al₁₂/Mg三维有限元模型,分析其在激光冲击作用下的力学响应及冲击波的传播规律。结果表明,析出相颗粒阻碍了应力波的传播,细密的颗粒可以储存更多的能量,产生更高的残余压应力,形成更深的应力层;较大的析出相颗粒会产生高的应力集中现象。析出相颗粒的取向对基体的力学响应有显著影响,其中混合取向情况下的残余压应力较高,抵抗变形的能力较强。研究表明,固溶时效与激光冲击复合强化过程中,激光冲击诱导镁合金材料表面发生强烈塑性变形,形成冲击凹坑形貌与模拟结果基本一致;镁合金固溶时效处理后,采用激光冲击强化处理能够...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金的基本概况及应用前景
    1.3 国内外研究现状及发展趋势
    1.4 本课题的研究目的与意义
    1.5 本课题的研究内容
第二章 实验方法
    2.1 引言
    2.2 实验材料及试样制备
    2.3 实验方案
        2.3.1 数值模拟
        2.3.2 固溶时效
        2.3.3 均匀化退火
        2.3.4 激光冲击试验
    2.4 性能检测
第三章 Mg₁₇Al₁₂/Mg的高应变率力学行为的数值模拟分析
    3.1 引言
    3.2 激光冲击理论
    3.3 数值模拟理论
    3.4 有限元模型的建立
        3.4.1 几何模型
        3.4.2 材料本构模型
        3.4.3 载荷施加
        3.4.4 网格划分与边界条件
    3.5 结果与分析
        3.5.1 析出相颗粒在应力波传播中的影响
        3.5.2 析出相颗粒对材料变形的影响。
        3.5.3 析出相颗粒对残余应力的影响
        3.5.4 析出相颗粒对脉冲能量耗散的影响
        3.5.5 析出相颗粒取向的影响
    3.6 本章小结
第四章 固溶时效和激光冲击复合强化镁合金力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 激光冲击实验
        4.2.1 固溶时效处理
        4.2.2 激光冲击
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 表面形貌
        4.3.2 微观形貌
        4.3.3 XRD分析
        4.3.4 显微硬度
        4.3.5 拉伸性能
        4.3.6 断口形貌
    4.4 本章小结
第五章 均匀化退火和激光冲击复合强化镁合金力学性能研究
    5.1 引言
    5.2 工艺参数
        5.2.1 均匀化退火
        5.2.2 激光冲击
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 微观形貌
        5.3.2 XRD分析
        5.3.3 显微硬度
        5.3.4 拉伸性能
        5.3.5 断口形貌
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果



本文编号：3797051