AZ31镁合金板材铸挤成形及其性能优化

发布时间：2022-08-11 15:27

　　镁合金板材在航空航天、轨道交通、电子产品等领域应用前景广阔。但是传统生产工艺下的镁合金板材各向异性强烈,室温下成形性能差,限制了其发展。本文通过电磁搅拌铸坯-热挤压成形管材-压剪展板的系统工艺过程,探索高性能镁合金板材的短流程制备工艺,研究板材成形过程中组织、性能演变规律及变形机理,优化工艺参数,制备出抗拉强度255MPa、伸长率为30%、硬度为60.3HV的AZ31镁合金薄板。首先对不同条件下（自然凝固,电磁搅拌,电磁搅拌-直接固溶）初始铸锭差异进行分析发现:电磁搅拌-直接固溶处理后的组织内第二相固溶到基体内,同时晶粒中存在孪晶和小角度晶界,由于孪晶边界和小角度晶界的强化作用,使材料的强韧性得到了提升。抗拉强度和伸长率可达到200MPa和16.8%。对自然凝固以及电磁搅拌-直接固溶的管坯进行挤压比为25.3,温度为400°C的等温挤压时发现后者的力学性能优于前者,但是挤压后的织构差异不明显。综合观察分析铸态,挤压态的微观组织发现:初始晶粒度较小,动态再结晶的延后效应是造成电磁搅拌-直接固溶的管坯挤压后的力学性能优于自然凝固铸坯挤压管材的主要原因。然后对电磁搅拌-直接固溶的管坯分别进行... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 镁合金的特点及应用
    1.3 镁合金塑性成形理论
        1.3.1 滑移
        1.3.2 孪生
    1.4 镁合金电磁搅拌技术
        1.4.1 电磁搅拌技术的原理
        1.4.2 电磁搅拌在镁合金中的应用
    1.5 镁合金挤压研究进展
    1.6 镁合金板材制备研究进展
    1.7 课题研究的主要内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验材料及方案
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验方案
    2.2 实验设备
    2.3 实验测试方法
        2.3.1 金相组织观察
        2.3.2 显微维氏硬度检测
        2.3.3 拉伸性能检测
        2.3.4 断口扫描分析
        2.3.5 电子背散射衍射EBSD分析
第3章 电磁搅拌-挤压-压剪展板工艺参数的确定及实验过程
    3.1 电磁搅拌铸锭的制备
        3.1.1 电磁搅拌工艺参数的确定
        3.1.2 电磁搅拌实验过程
    3.2 无缝管挤压实验
        3.2.1 无缝管挤压参数的确定
        3.2.2 无缝管挤压的实验过程
    3.3 管材压剪展板实验
        3.3.1 压剪原理
        3.3.2 管材压剪展板模具设计
        3.3.3 管材压剪展板实验参数的确定
        3.3.4 管材压剪展板的实验过程
第4章 AZ31镁合金电磁搅拌-挤压-压剪展板组织性能分析
    4.1 电磁搅拌铸锭的微观组织和力学性能
        4.1.1 电磁搅拌铸锭的微观组织
        4.1.2 电磁搅拌铸锭的力学性能
    4.2 电磁搅拌对AZ31镁合金无缝管挤压前后显微组织与力学性能的影响
        4.2.1 电磁搅拌对AZ31镁合金无缝管挤压前后显微组织的影响
        4.2.2 电磁搅拌对AZ31镁合金无缝管挤压前后力学性能的影响
    4.3 挤压工艺对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响
        4.3.1 挤压温度对AZ31镁合金显微组织的影响
        4.3.2 挤压温度对AZ31镁合金力学性能的影响
        4.3.3 挤压温度对AZ31镁合金室温拉伸断口的影响
        4.3.4 挤压比对AZ31镁合金显微组织的影响
        4.3.5 挤压比对AZ31镁合金力学性能的影响
        4.3.6 挤压比对AZ31镁合金室温拉伸断口的影响
    4.4 管材压剪展板对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响
        4.4.1 管材压剪展板对AZ31镁合金显微组织的影响
        4.4.2 管材压剪展板对AZ31镁合金力学性能的影响
    4.5 退火对反复压剪后AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响
        4.5.1 退火保温时间对压剪后AZ31镁合金显微组织的影响
        4.5.2 退火保温时间对压剪后AZ31镁合金力学性能的影响
        4.5.3 退火温度对压剪后AZ31镁合金显微组织组织的影响
        4.5.4 退火温度对压剪后AZ31镁合金力学性能的影响
第5章 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Texture control by {10-12} twinning to improve the formability of Mg alloys: A review[J]. Bo Song,Qingshan Yang,Tao Zhou,Linjiang Chai,Ning Guo,Tingting Liu,Shengfeng Guo,Renlong Xin.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2019(10)
[2]阻尼镁合金的研究与应用综述[J]. 张士卫.  金属世界. 2019(04)
[3]浅谈医用镁及镁合金的应用特性及其表面改性[J]. 程竑.  口腔材料器械杂志. 2018(04)
[4]镁合金挤压技术的研究进展[J]. 张文毓.  世界制造技术与装备市场. 2018(04)
[5]镁合金板带生产应用分析[J]. 陕倩倩,郭灿.  中国新技术新产品. 2018(15)
[6]电磁搅拌工艺对Mg-Zn-Y-Mn合金显微组织和力学性能的影响[J]. 马彦彬,张金山,张龙龙.  铸造. 2018(07)
[7]Mg-RE挤压合金晶体学织构与力学性能各向异性分析（英文）[J]. 翟艺璇,侯秀丽,袁志钟,张鹏,关庆丰.  稀有金属材料与工程. 2018(05)
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[10]内部电磁搅拌对大规格2219铝合金铸锭组织及性能的影响[J]. 邱阳,张志峰,高明伟,李豹,陈春生.  稀有金属. 2019(02)

博士论文
[1]孪生对AZ31B镁合金板材V型弯曲中性层偏移的影响[D]. 王利飞.重庆大学 2015
[2]AZ31镁合金的形变孪生行为及孪生机制[D]. 何杰军.重庆大学 2014

硕士论文
[1]高性能镁合金薄板短流程制备工艺及组织性能[D]. 孔跃潼.沈阳工业大学 2018
[2]AZ31镁合金板材高应变速率变形行为的研究[D]. 苏继爱.湘潭大学 2017
[3]汽车4032铝合金活塞等温挤压工艺研究及数值模拟[D]. 陈强.河南科技大学 2013
[4]ZK60镁合金等温挤压成形及组织性能变化规律研究[D]. 魏文婷.武汉理工大学 2010



本文编号：3674913