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连铸AZ31镁合金的体积成形及其微观组织演变模拟

本文研究了连铸AZ31镁合金在不同变形条件下的单向拉伸行为、体积成形实验以及成形过程中的微观组织演变模拟,为镁合金体积成形技术的发展和应用提供了可靠的依据。在300-450℃的温度范围和4.25×10~(-4)s~(-1)~1.0×10~(-2)s~(-1)的应变速率范围内通过单向拉伸试验研究了连铸AZ31镁合金在高温下的塑性及超塑变形行为。计算了不同变形温度下表征晶界滑移难易程度的阀应力的值和不同温度下的变形激活能。通过金相显微镜和扫描电镜观察并分析了超塑变形后试样金相组织和断口特征。结果表明,在300-450℃,应变速率(?)低于1.0×10~(-3)s~(-1)的情况下,连铸AZ31镁合金开始表现出超塑性。在400℃,应变速率(?)为4.25×10~(-4)s~(-1)时,延伸率达到了200%,应变速率敏感性指数m为0.41。用光学显微镜观察了变形前后的拉伸式样的金相组织,结果表明:试样的初始晶粒尺寸约为25μm,在变形之  (本文共101页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

连铸AZ31镁合金成形性能及内齿轮精密成形研究

由于镁合金具有较高的比刚度、比强度和良好的电磁屏蔽性、减振性能及散热性能,因此在航空航天、汽车工业和3C产品领域有着广阔的应用前景。镁合金常温下的塑性变形能力较差,难以通过传统的挤压、冲压成形技术进行大批量生产,这就大大限制了镁合金在结构领域内的应用。但镁合金的塑性随温度的升高而显著改善,这就使镁合金在高温下通过锻压成形和超塑成形来生产所需的零件成为可能。本文的目的是通过对连铸AZ31镁合金在不同变形条件下的单向拉伸和压缩行为、微观组织演变及成形性能的研究,在建立的组织演变模型和应力-应变模型的基础上,对镁合金在典型传动零件-直齿内齿轮精锻成形的过程和内部组织变化进行数值模拟。同时利用自己设计的模具进行实际成形研究,探索在复杂成形过程中镁合金的流动和组织演变规律,确定使镁合金获得良好变形性能的工艺条件,从而为镁合金精密塑性成形技术的发展和应用提供可靠的依据。为此,本文着重进行了以下几个方面的研究:采用某镁合金厂生产的连铸AZ31...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

连铸AZ31镁合金组织均匀化挤压及其微观组织演变模拟

到目前为止,对如何成形出晶粒尺寸均匀、机械性能良好的镁合金加工件的方法还未有论述。传统的加热方式由于加工过程中摩擦热的产生及模具和工件向外界散热的影响,工件加工完成后其内部晶粒尺寸大小不一,这必然对工件的机械性能产生一定影响。如何通过控制模具温度和试件的变形温度来成形机械性能良好的工件是本课题研究的主要特色。解决问题的关键在于计算机模拟与实验的紧密结合,进行多次实验,在实验中进行规律性的总结。本文研究解决的主要内容如下:(1)针对再结晶软化与加工硬化对材料应力应变关系的影响,提出了新的流变应力模型,并依据连铸AZ31镁合金的压缩实验曲线回归得出了更加适用于连铸AZ31镁合金的流变应力模型。(2)采用MSC. SuperForm有限元软件,并利用修正的Yada模型及修正的流变应力模型模拟了连铸AZ31镁合金反向温度场挤压变形过程中不同变形条件下的微观组织演变规律。(3)设计、加工了挤压模具和试件,并根据模拟的相关数据确定了实验方案...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国机械工程》2008年09期
中国机械工程

AZ31镁合金静液挤压试验研究

0引言镁合金常温塑性很差,其塑性加工存在下面几个主要困难[1-3]:镁合金属密排六方晶格,只有一个滑移面共三个滑移系,稀少的滑移系使常温镁合金塑性加工困难;镁合金在加热时表面摩擦因数较大,在进行塑性加工时,其流动摩擦阻力较大,不易加工成形状复杂的零件;镁合金导热性能良好,进行热塑性加工时和模具接触部分容易产生激冷现象而产生龟裂。静液挤压成形工艺是加工塑性较差的工程材料的一种比较理想的工艺方法,它不但能明显地提高挤压产品的成品率和生产率,还能提高其抗拉强度、屈服强度及冲击韧性[4-6]。Swiostek等[7]采用静液挤压工艺对镁合金进行了挤压试验,结果表明无论是晶粒组织还是力学性能,塑性加工后的镁合金试件都具有较理想的结果[8]。笔者立足国内现有试验条件,在低成本的3150kN液压机的基础上,研制出了镁合金静液挤压专用试验装置及配套温度控制系统,主要解决了耐高压模具、镁丝挤压速度控制及挤压过程温度自动控制三个方面的关键技术问题。...  (本文共5页) 阅读全文>>

《塑性工程学报》2006年03期
塑性工程学报

AZ31镁合金二次变形研究

引言镁合金具有密度小,比强度、比刚度高,散热性、屏蔽性好,能回收、无污染、资源丰富等优点。在汽车、摩托车、航空航天、兵器等领域有着广泛的应用前景,成为减重节能、保护环境的首选材料,被誉为“21世纪绿色工程材料”[1~4]。但由于镁合金的室温强度低、塑性差,在很大程度上限制了镁合金的应用。为此,如何提高镁合金的强韧性已成为材料科学研究的热点。如材料合金化、等通道变形强化等,但都将增加合金的成本[5]。有研究者曾对变形镁合金变形组织性能等进行了研究[6~7],但变形温度基本都在300℃以上。本文以AZ31镁合金为对象,结合实际成形工艺,通过对合金铸棒在不同变形参数下进行一次和二次等温压缩变形,对力学性能和组织演变过程进行分析讨论,探索实现镁合金的变形与强韧性相统一的方法与途径。1实验过程原材料选择AZ31合金的铸造棒材,其成分见表1。试样在压缩之前,合金铸件先在420℃保温12h进行均匀化处理。然后分两组,一组直接进行等温压缩实验(...  (本文共4页) 阅读全文>>

天津理工大学
天津理工大学

力学环境对镁合金AZ31降解行为影响的数值模拟和实验研究

近年来镁合金作为人体内固定的植入材料备受关注,但因其化学性质活泼在体内降解速率过快导致与骨愈合周期不相匹配,成为其不能推广应用的原因之一。本文主要研究三点弯曲作用力对镁合金AZ31接骨板降解性能的影响,研究方法采用有限元模拟与体外降解实验相结合的方式,对不同孔形的镁合金接骨板的降解过程进行定量式的研究,并通过有限元模拟结果和体外降解实验结果的对比进而得出一定的结论,以期为镁合金作为接骨材料的应用提供真实有效的理论依据。论文主要研究内容如下:(1)对医用镁合金的国内外研究现状作了阐述,提出课题研究的必要性并为课题的研究提供理论依据;通过对国内外研究现状的分析进一步确定论文的研究方向和研究思路。(2)有限元模拟中设计两种不同孔形的镁合金接骨板模型(模型A和模型B),基于“连续损伤理论”将镁合金腐蚀的两种机制整合到ABAQUS中,分别研究其在20N、40N和60N载荷作用下的降解腐蚀规律,并实时对降解过程的氢气量和质损率进行统计。结果...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

基于剧烈变形的高强度镁合金(AZ31)制备技术与性能

镁合金材料具有质量轻、电磁屏蔽性好等特性,在汽车、电子、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但是镁合金的强度、塑性较低,阻碍了镁合金的应用。本文围绕着如何提高镁合金的强度和塑性,并揭示其形成机理,开展的工作及获得的结果如下:以镁合金(AZ31)为试验对象,探索了固溶-大应变-后续热处理工艺路线制备高强镁合金的可行性,并深入研究了其强化机理。结果表明:固溶-大应变-后续热处理工艺能够成功的制备出高强度高塑性的镁合金,其晶粒尺寸约为1-3gm。固溶-大应变(剧烈压缩)可以大幅度提高镁合金的强度(屈服强度~330MPa),大应变引入的位错对强度的提高起了很大的作用;后续时效处理发挥了时效沉淀强化作用进一步提高镁合金的强度(屈服强度约为-370MPa);而后续再结晶处理则可以使合金在具有固溶态合金强度的同时塑性大幅度提高。显微组织观察显示大应变样品中存在着大量的孪晶。以固溶态粗晶镁合金、固溶-大应变态镁合金、固溶-大应变-时效态镁合金和固...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>