板条挤压ZK60镁合金组织和性能的研究

发布时间：2017-09-26 17:02

  本文关键词：板条挤压ZK60镁合金组织和性能的研究

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【摘要】：镁合金具有高的比强度，良好的加工性能和可回收性，是一种潜在的结构材料，这些优良性能使得镁合金对运输行业、汽车和航空行业都有很强的吸引力，然而镁合金由于自身的密排六方结构，致使延展性、高温性能和抗蠕变性能差，使得镁合金的应用并不如预期的广泛。研究表明，镁合金室温下的力学性能可以通过塑性变形技术得到有效地提高，现有的塑性变形技术强化效果明显且较常用的技术主要集中于挤压变形，然而现有的挤压成型件的形状多集中于棒材。 本课题以挤压成形技术为基础，改变了挤压成型件的形状，设计了板条挤压模具，该模具综合了挤压变形和轧制变形的特点，变形后得到的板条，既拥有挤压件的性能，也拥有轧制件的性能，使得变形后的试样拥有更良好的性能，这也是本文的创新点。 在330℃，350℃，370℃和390℃下对ZK60镁合金进行板条挤压数值模拟和实验研究，从模拟和实验结果揭示板条挤压变形对ZK60镁合金组织和性能的影响。 采用DEFORM-3D进行有限元模拟，模拟结果显示板条挤压变形过程中速度场、温度场以及有效应变场的变化，可以解释晶粒演变和力学性能变化情况，结果显示370℃模拟温度最适合该挤压模具和材料，且有效应变平均值最大。 板条挤压实验完成后，通过光学显微镜观察合金的组织，结果显示板条挤压变形后合金晶粒明显细化，且随挤压温度的升高，晶粒大小先减小后增大，在370℃时达到最小值。通过单向拉伸试验获得ZK60镁合金板条挤压后的力学性能，结果显示随挤压温度的升高，各项性能均有所提高，在370℃挤压变形温度时，ZK60镁合金综合性能最好。 依据模拟和实验的结果分析，，揭示了板条挤压变形过程中挤压温度对组织和力学性能的影响。
【关键词】：ZK60镁合金 板条挤压 数值模拟 微观组织 力学性能
【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】：TG379;TG146.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 镁及镁合金概述10-12
• 1.1.1 镁及镁合金特点10
• 1.1.2 镁合金的分类10-11
• 1.1.3 变形镁合金11-12
• 1.2 镁合金的塑性变形12-15
• 1.2.1 镁合金塑性成形方法12-14
• 1.2.2 镁合金挤压变形的优点14
• 1.2.3 镁合金塑性变形研究现状14-15
• 1.3 镁合金挤压数值模拟15-16
• 1.3.1 数值模拟简介15
• 1.3.2 挤压数值模拟研究现状15-16
• 1.4 本课题的研究目的及研究内容16-18
• 第2章 实验过程及研究方法18-25
• 2.1 实验材料18
• 2.2 实验模具18-19
• 2.3 挤压参数的确定19-20
• 2.3.1 挤压温度的确定19-20
• 2.3.2 挤压速度的确定20
• 2.4 均匀化处理实验20-22
• 2.5 分析测试方法22-24
• 2.5.1 显微组织测试22-23
• 2.5.2 力学性能测试23
• 2.5.3 硬度测试23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 ZK60 板条挤压有限元数值模拟25-41
• 3.1 有限元模型的建立25-32
• 3.2 关键参数的处理32-33
• 3.3 模拟结果分析33-40
• 3.3.1 温度场分析33-35
• 3.3.2 速度场分析35-36
• 3.3.3 应变场分析36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 镁合金板条挤压试验研究41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 板条挤压实验结果41-42
• 4.3 挤压件显微组织分析42-44
• 4.3.1 铸态显微组织42
• 4.3.2 不同温度板条挤压的 ZK60 镁合金的显微组织42-44
• 4.4 挤压件的力学性能分析44-47
• 4.5 断口分析47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 结论49-50
• 参考文献50-54
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文54-55
• 致谢55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：924662