锻造用镁合金锻压试验和成型机理研究

发布时间：2017-08-19 21:24

  本文关键词：锻造用镁合金锻压试验和成型机理研究

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【摘要】：本文研究了Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热变形行为。通过热压缩实验、本构关系和热加工图的研究,对镁合金锻造工艺进行了优化,通过门槛应力分析镁合金的变形机理。结果表明:流变应力的大小随着应变速率的增加而增大,随着温度的升高而减小;在变形的初始阶段流变应力随应变增加而增大,当增大至一定值后趋于平稳,表现出动态回复和再结晶的特征。经过计算,得出了两种材料高温热压缩的热变形激活能Q分别为158.144k J/mol和132.8 KJ/m,并确定了该材料本构方程。在此基础上,通过将功率耗散图与流变失稳图叠加得到了应变为0.5和0.7时的热加工图,利用热加工图确定了Mg-4Sn-1.5Pb镁合金热变形的优化工艺参数:温度范围为350-390℃,应变速率范围为0.001-0.1 s-1,Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热变形的优化工艺参数:400℃/0.01s-1,材料的变形机制为位错攀移机制。对铸态Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金锻造变形后的显微组织观察发现,材料中基本组织为孪晶、动态再结晶以及孪晶和动态再结晶的混合组织,变形速率、变形温度以及应变量对组织的演化规律有重要影响。锻造后镁合金中形成了(0002)基面垂直于锻造方向的织构。分析表明,温度、变形量、以及Pb元素的加入并没有改变材料的织构类型,但对织构的强度有一定影响。
【关键词】：镁合金 锻造 织构 热加工图
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG319
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 镁合金概述9-13
• 1.1.1 镁及其镁合金基本性质9-11
• 1.1.2 镁及镁合金的应用前景11
• 1.1.3 常用变形镁合金的分类11-13
• 1.2 镁合金锻造13-20
• 1.2.1 影响锻造成型的主要因素14
• 1.2.2 镁合金锻造工艺分类14-15
• 1.2.3 锻造过程中典型的变形特点15-16
• 1.2.4 镁合金锻造国内外研究现状16-20
• 1.3 镁合金织构20-21
• 1.4 本课题研究的目的和意义21-22
• 1.5 本课题的研究目标与内容22-24
• 1.5.1 研究目标22
• 1.5.2 研究内容22-24
• 第2章 试验材料与试验方法24-31
• 2.1 试验方案24
• 2.2 试验材料24-25
• 2.3 试验方法25-31
• 2.3.1 制备材料25
• 2.3.2 材料热处理25
• 2.3.3 热压缩试验25-26
• 2.3.4 锻造模具设计26-28
• 2.3.5 锻造试验28-29
• 2.3.6 拉伸测试29
• 2.3.7 硬度测量29
• 2.3.8 显微组织结构观察29-30
• 2.3.9 X射线（XRD）织构测量30-31
• 第3章 Mg-4Sn-1.5Pb和Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热压缩变形流变应力31-51
• 3.1 Mg-4Sn-1.5Pb和Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的高温压缩变形参数31-32
• 3.2 合金的流变特征32-33
• 3.3 Mg-4Sn-1.5Pb镁合金的本构方程33-44
• 3.3.1 Mg-4Sn-1.5Pb幂指数形式本构方程的计算34-37
• 3.3.2 Mg-4Sn-1.5Pb指数形式本构方程的计算37-41
• 3.3.3 Mg-4Sn-1.5Pb双曲线函数形式本构方程的计算41-44
• 3.4 Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的本构方程44-46
• 3.5 Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金高温变形机理46-50
• 3.6 小结50-51
• 第4章 Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热加工图的构建51-57
• 4.1 引言51
• 4.2 热加工图理论51-52
• 4.3 Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的热加工图52-56
• 4.3.1 Mg-4Sn-1.5Pb镁合金的热加工图52-54
• 4.3.2 Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的热加工图54
• 4.3.3 可加工区及失稳区显微组织分析54-56
• 4.4 结论56-57
• 第5章 锻造工艺对组织和性能的影响57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的铸态显微组织57-58
• 5.3 锻造后合金的宏观形貌及显微组织58-65
• 5.3.1 行程载荷曲线58-59
• 5.3.2 锻造后合金的宏观形貌59-60
• 5.3.3 锻造温度对合金显微组织的影响60-61
• 5.3.4 变形量对合金显微组织的影响61-62
• 5.3.5 锻造对合金第二相粒子分布的影响62-64
• 5.3.6 合金元素分布64-65
• 5.4 结论65-67
• 第6章 锻造对材料力学性能的影响67-73
• 6.1 引言67
• 6.2 变形参数对机械性能的影响67-71
• 6.3 Mg-4Sn-2.5Pb室温断口形貌分析71-72
• 6.4 结论72-73
• 第7章 镁合金锻造过程中的晶粒取向演变73-81
• 7.1 锻造过程中的晶粒取向演变73-74
• 7.2 镁合金锻造过程中织构演变74-80
• 7.3 结论80-81
• 结论81-84
• 参考文献84-89
• 致谢89-90
• 作者简介90

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本文编号：703064