AZ61镁合金薄板轧制过程的数值模拟与实验研究

发布时间：2017-10-16 19:28

  本文关键词：AZ61镁合金薄板轧制过程的数值模拟与实验研究

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【摘要】：镁合金作为实际应用最轻的金属材料，以其较高的比强度和比刚度，优良的阻尼减震和屏蔽电磁波，以及便于回收等诸多优点，被广泛应用于航空航天、电子电器和汽车等领域。变形镁合金板材的生产技术在镁合金生产中占有重要地位，而轧制作为生产镁合金板材的主要方法，亦被广大学者作为主要研究对象。 本文首先AZ61镁合金挤压板材的原始坯料作为研究对象，进行了不同温度下的单向轧制和交叉轧制以及热处理实验，利用金相显微镜、显微硬度等研究手段，分析轧制以及热处理所获取的薄板的组织以及性能。确定了镁合金相同压下量下，在轧制加热温度为350℃，可获取发生动态再结晶且平均晶粒尺寸最小的优质板材。交叉轧制下所获取的板材的平均晶粒尺寸还要低于单向轧制，这也说明改变轧制方向与原来轧制方向的角度，可降低平均晶粒尺寸，获取优质性能镁合金板材。热处理工艺则是以300℃6h所获取板材平均晶粒尺寸最小，性能最为优异。在250℃热处理时，AZ61镁合金板材组织内出现大量的孪晶组织，，而在350℃时，AZ61镁合金迅速发生动态再结晶，且随时间延长晶粒越来越粗大，故而AZ61镁合金退火处理温度不能高于350℃。 其次，通过Deform-3D软件进行了AZ61镁合金轧制过程中工艺参数的数值模拟，对所轧制实验进行了验证以及部分实验的补充。验证了AZ61镁合金交叉轧制所获取的板材要优于单向轧制的板材；模拟轧辊加热状态下，可获取较之室温状态下更好的板材。同时也对轧制过程中的晶粒度变化过程进行了模拟，可将AZ61镁合金轧制过程中不透明的晶粒演变过程直观的呈现在眼前，为分析AZ61板材轧制过程提供理论依据。
【关键词】：AZ61镁合金 轧制 热处理 晶粒度 数值模拟
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 变形镁合金的研究及应用现状11-13
• 1.2.1 变形镁合金研究现状11-12
• 1.2.2 变形镁合金应用现状12-13
• 1.3 镁合金的退火处理与再结晶行为13-15
• 1.3.1 镁合金退火工艺处理13-14
• 1.3.2 镁合金再结晶行为14-15
• 1.4 镁合金板材轧制成形工艺15
• 1.5 板材轧制模拟研究现状15-16
• 1.6 有限元组织模拟的应用16-17
• 1.7 课题研究的目的和意义及主要研究内容17-18
• 第2章 AZ61 薄板轧制实验材料及方法18-26
• 2.1 实验材料18
• 2.2 实验方案18-20
• 2.3 实验设备20-22
• 2.3.1 轧制实验设备20
• 2.3.2 热处理设备及使用20-21
• 2.3.3 辅助设备及使用21-22
• 2.4 实验分析22-24
• 2.4.1 金相试样制备及分析22-23
• 2.4.2 宏观硬度分析23-24
• 2.4.3 晶粒尺寸测量24
• 2.5 有限元数值模拟24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 AZ61 薄板轧制工艺及退火工艺分析26-39
• 3.1 引言26
• 3.2 轧制工艺研究26-32
• 3.2.1 轧制过程及外观分析26-28
• 3.2.2 轧制后微观组织观察28-32
• 3.3 热处理工艺研究32-34
• 3.4 硬度分析34-37
• 3.4.1 轧制对硬度的影响35-36
• 3.4.2 轧制厚度对硬度的影响36
• 3.4.3 热处理对硬度的影响36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 AZ61 薄板轧制数值模拟39-60
• 4.1 引言39
• 4.2 有限元组织模拟理论39-42
• 4.2.1 元胞自动机法的介绍39-41
• 4.2.2 元胞自动机法模拟系统的基本构架41-42
• 4.3 轧制过程有限元数值模拟42-53
• 4.3.1 Deform-3D 基本构成42-43
• 4.3.2 AZ61 镁合金材料数据库的创建43-47
• 4.3.3 轧制模型创建及参数设置47-49
• 4.3.4 轧制模拟结果分析及工艺优化49-53
• 4.4 晶粒度模拟步骤及结果分析53-59
• 4.4.1 晶粒度模拟边界条件设置及一般步骤53-58
• 4.4.2 晶粒度模拟结果分析58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈先华;刘娟;张志华;潘复生;;镁合金热处理的研究现状及发展趋势[J];材料导报;2011年23期

2 范永革,汪凌云,黄光胜,黄光杰;变形镁合金高温变形流变应力分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年02期

3 韩小峰;郭成;邢光汉;张新功;;基于MSC.Superform的圆截面轧扁三维轧制数值模拟[J];锻压技术;2013年01期

4 苏石哲;孙建林;禹峰哲;

本文编号：1044503