AZ31镁合金热变形微观组织演化与模拟仿真研究

发布时间：2021-12-22 00:16

　　镁及镁合金作为目前工业化应用最轻的金属结构材料,在航空航天、汽车、3C产品、化工和医疗器械等领域具有很好的应用潜力,被冠以“21世纪绿色基础工程材料”的称号。但是由于镁合金属于密排六方晶格,室温塑性差,高温下晶粒容易粗化,导致变形镁合金的应用受到限制,因此研究镁合金在热变形过程的微观组织演化对提高其性能具有重要的研究意义。本文以AZ31镁合金为研究对象,拟建立一种适用于模拟镁合金热变形过程中微观组织演化的有限元模型,通过数值模拟与实验相结合的方法来优化等通道转角挤压工艺（Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP）,改善镁合金的微观组织及力学性能。提出了一种模拟多道次热变形过程中微观组织演变的增量方法,建立了耦合微观组织演变的镁合金热-力有限元模型,模拟了镁合金双道次热镦粗以及ECAP变形过程的微观组织演化。通过设计简单的背压装置,实现更低温度下的ECAP实验,进一步优化ECAP工艺。主要内容如下:（1）针对多道次热变形等非稳态变形问题,建立了包含动态再结晶（DRX）、亚动态再结晶（MDRX）、静态再结晶（SRX）及晶粒长大（Grain Growth）的... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?ＥＣＡＰ模具示意图??１

用ＡＺ３１镁合金，熔炼后经均匀化处理以及热挤压预处理验设备为Ｏｐｔｉｍａ?７３００ＤＶ电感耦合等离子体光谱仪，成分Ｚｎ?含量?１．２６ｗｔ％，其余为?Ｍｇ。??压缩实验??ｌｅｅｂｌｅ３８００型热－力模拟试验机，最大载荷为１００ｋＮ，如图１镁合金小圆柱，试样尺寸为Ｏ?１０?ｍｍＸ１５?ｍｍ，双道次减小摩擦的影响，实验前在小圆柱两个端面各垫一张石墨°Ｃ／ｓ均匀的加热速度将试样加热到３００?°Ｃ，接着保温３试样进行等温压缩，压缩真应变为０．４，道次间隔保温时二道次压缩，压缩至真应变０．８，第二道次压缩结束后立即续长大。??

２．３ＡＺ３１等通道挤压实验??２．３．１实验模具??本文分析所用ＥＣＡＰ模具如图２－３（ａ）所示，采用的模具属于上下分离型，模具由凸模、??凹模、垫板等组成。凹模属于对称结构，利用螺栓紧固。ＥＣＡＰ模具结构简图如图２－３（ｂ）??所示，凹模为Ｌ型通道，内角大小直接影响试样的变形程度。内角越小，产生的塑性应变??越大，但低于９０°时，不仅模具在挤压过程中需要承受很高的压力，影响模具寿命，而且??对压力机的吨位要求更高。内转角越接近９０°，更容易形成等轴晶，并有利于形成大角度??晶界。外圆角的影响相对较小，一般来说，外接圆角越小，产生的应变越大，但如果太小??则会在外侧形成死区，并且材料容易被挤坏。本研宄将模具内角设计成９０°，外圆角约为??３７°，凹模通道直径为１２ｍｍ，根据理论计算此模具每道次产生的应变约为０．９。??ｉ（ｂ｜——ｊ??—￣?ｊ—＾?－?内屮０??ｆ?＾?卿。陰酬??．．?—

【参考文献】：
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本文编号：3545428