ZK61-Y镁合金轮毂液态模锻-等温锻成形及组织性能研究

发布时间：2023-12-10 07:43

　　镁是自然界分布最广的十大元素之一,镁合金的密度约为1.738g/cm³,仅为铝合金的2/3,钢铁的1/4,比强度和比刚度优于铝合金和钢,是汽车轻量化的理想材料。本论文以一种特种车轮轮毂为应用背景,设计了液态模锻制坯模具,研究不同含量的Y元素对液态模锻坯料微观组织和室温力学性能的影响以及添加不同含量Y元素后基体内的第二相的演变规律。结果表明:当添加1%的Y元素时,液锻坯的室温力学性能最好,延伸率为16.0%,屈服强度为104MPa,抗拉强度为232MPa,断裂方式为准解理断裂;随着Y元素含量的增加,第二相的生成顺序为I相→W相→Z相,液态模锻后生成的I相和Z相有细化晶粒的效果,W相则没有细化晶粒的效果。通过Deform-3D软件对等温锻成形过程进行了模拟,研究了变形温度、加载速度对制件的温度场和应力场的影响。结果表明:随着锻造温度的增加,坯料变形所需压力降低,坯料内部温度明显升高;当变形速率增加时,坯料变形所需外力增加,坯料内部温度呈显著升高趋势。完成了不同温度的等温锻成形实验,研究了变形温度对微观组织、室温力学性能和第二相的影响,探究了液锻坯等温锻的强化机理。结果...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 液态模锻成形工艺
        1.2.1 液态模锻成形工艺分类
        1.2.2 液态模锻成形工艺特点
        1.2.3 液态模锻成形工艺研究进展
    1.3 轮毂材料的发展现状
        1.3.1 钢质轮毂发展现状
        1.3.2 轻合金轮毂发展现状
    1.4 Mg-Zn-Zr-Y系合金研究进展
        1.4.1 Mg-Zn-Zr-Y系合金中主要元素的作用
        1.4.2 Mg-Zn-Zr-Y系合金中的析出相
    1.5 课题主要研究内容
第2章 实验材料及设备介绍
    2.1 引言
    2.2 材料成分性能分析
        2.2.1 原材料成分
        2.2.2 材料金相组织分析
        2.2.3 力学性能测试
        2.2.4 材料微观组织分析
    2.3 成形实验模具及设备
        2.3.1 成形压力机
        2.3.2 熔炼设备
        2.3.3 液态模锻制坯模具
        2.3.4 等温锻成形模具
第3章 稀土镁合金液态模锻制坯及组织性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验参数及实验过程
    3.3 液态模锻对金相组织的影响
    3.4 不同Y元素含量对微观组织的影响
    3.5 不同Y元素含量对室温力学性能的影响
    3.6 本章小结
第4章 液锻坯等温锻成形及组织性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验参数及实验过程
    4.3 液锻坯等温锻成形实验数值模拟
        4.3.1 液锻坯等温锻成形实验材料模型
        4.3.2 液锻坯等温锻成形数值模拟的前处理
        4.3.3 成形温度对等温锻数值模拟结果的影响
        4.3.4 加载速度对等温锻数值模拟结果的影响
    4.4 变形温度对微观组织的影响
    4.5 变形温度对室温力学性能的影响
    4.6 液锻坯等温锻强化机理
        4.6.1 第二相强化
        4.6.2 加工硬化
    4.7 铸造坯对等温锻组织性能的影响
    4.8 本章小结
第5章 热处理对等温锻稀土镁合金组织性能的影响
    5.1 引言
    5.2 热处理方案及参数的确定
    5.3 固溶处理处理对微观组织的影响
    5.4 固溶处理对室温力学性能的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3872076