5052-AZ31-5052包鋁鎂軋板脹形行為的研究.pdf

1、包鋁鎂軋板是一種兼具鎂合金和鋁合金優(yōu)良性能的新型材料，將這種材料用于機(jī)械設(shè)備、汽車車身、航空航天設(shè)備等方面的生產(chǎn)，保證耐蝕性和減震性的前提下將有效減輕自重以節(jié)約能源資源，應(yīng)用和發(fā)展前景廣闊，對(duì)未來(lái)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有一定的指引作用。為了使得包鋁鎂軋板能廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，必須深入研究其基本力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、成形性能等各方面，形成完善的研究體系。本課題從宏觀實(shí)驗(yàn)、微觀分析、數(shù)值模擬三個(gè)角度研究5052/AZ31/5052包鋁鎂軋板的成形性

2、能，旨在探究脹形過(guò)程對(duì)包鋁鎂軋板結(jié)合性能的影響。
　　通過(guò)170℃、200℃和230℃下單向熱拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了包鋁鎂軋板的基本力學(xué)性能?？估瓘?qiáng)度、屈服強(qiáng)度和應(yīng)變硬化系數(shù)隨溫度的升高逐漸降低，延伸率和厚向異性系數(shù)的平均值則逐漸增大。230℃時(shí)，厚向異性系數(shù)平均值達(dá)到最大值0.87，而各方向厚向異性系數(shù)平均差值為最小值0.11，各向異性程度最低。
　　測(cè)定170℃和230℃下脹形件的減薄率并分析其厚度分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)230℃下處于

3、雙向等拉應(yīng)變狀態(tài)的脹形件具有最大減薄率48.8％，且該實(shí)驗(yàn)條件下三個(gè)方向試樣的減薄率曲線變化趨勢(shì)最為接近，各方向的減薄程度大致相同。
　　通過(guò)對(duì)包鋁鎂軋板不同實(shí)驗(yàn)條件下的斷口和界面進(jìn)行SEM分析（配備EDS），得出如下結(jié)論:230℃時(shí)脹形件斷口呈現(xiàn)出比170℃時(shí)較為明顯的韌性斷裂特征。脹形過(guò)程消除界面組織缺陷的同時(shí)增加了機(jī)械咬合面積，使得鎂合金基體與鋁合金基體間的結(jié)合更加緊密，有利于提高界面結(jié)合強(qiáng)度。230℃雙向等拉應(yīng)變狀態(tài)的板料

4、脹形后，Mg原子分布較均勻，擴(kuò)散深度達(dá)到最大值48.57μm，Al原子分布也趨于均勻，但其擴(kuò)散深度變化不明顯，且在該實(shí)驗(yàn)條件下反應(yīng)擴(kuò)散層與板料的協(xié)調(diào)變形能力較好。
　　采用DYNAFORM軟件模擬包鋁鎂軋板在170℃和230℃下的脹形過(guò)程，通過(guò)對(duì)比模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的差異，發(fā)現(xiàn):模擬的極限脹形高度和減薄率整體小于實(shí)驗(yàn)所得的值，但差值不超過(guò)10％，且不同應(yīng)變狀態(tài)下脹形件高度的變化規(guī)律一致。
　　通過(guò)以上的研究分析，說(shuō)明230℃