AZ31鎂合金熱塑性變形行為研究及其數(shù)值模擬.pdf

1、鎂合金因其具有低密度、高比強(qiáng)度和比剛度、高阻尼、電磁屏蔽良好及機(jī)械加工方便等優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ慕饘俨牧?。然?鎂的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方,其較差的室溫成形性能以及較低的屈服強(qiáng)度極大的限制了它的應(yīng)用。為了解決這個難題,本文對AZ31鎂合金熱塑性變形行為進(jìn)行了試驗及其數(shù)值模擬研究,以便為合理制定AZ31鎂合金熱塑性加工工藝參數(shù)提供指導(dǎo),以及為進(jìn)一步系統(tǒng)研究該合金提供基本數(shù)據(jù)。
　　 本文通過成形模擬軟件Deform2D、

2、3D分析了AZ31鎂合金在不同條件下壓縮和擠壓的應(yīng)力場、應(yīng)變場以及溫度場；利用金相分析了AZ31鎂合金熱變形后的組織特征；利用顯微維氏硬度測試儀、電子萬能材料試驗機(jī)和SEM分析了AZ31鎂合金擠壓后的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:
　　 1.AZ31鎂合金壓縮過程中,應(yīng)力和應(yīng)變均隨著壓縮的進(jìn)行逐漸增大,不同試樣間的應(yīng)力隨著應(yīng)變速率的增大、溫度的降低而變大。合金壓縮過程中發(fā)生溫升效應(yīng),溫升隨著應(yīng)變速率的增大、晶粒尺寸的減小而越明顯。

3、r>　　 2.AZ31鎂合金壓縮過程中,試樣心部組織變形程度高于邊緣,心部晶粒被拉長,表現(xiàn)出明顯的方向性。壓縮溫度過高時,組織邊緣易于形成孿晶。
　　 3.AZ31鎂合金擠壓過程中的塑性變形主要集中發(fā)生在擠壓出口處,應(yīng)力隨著擠壓速度增大、溫度降低而變大。AZ31鎂合金擠壓過程中發(fā)生了明顯的溫升效應(yīng),擠壓速度越大,溫升越明顯。隨著擠壓的進(jìn)行,應(yīng)力、應(yīng)變以及溫度分布均是由中心向兩邊逐漸降低。
　　 4.AZ31鎂合金在擠壓

4、過程中發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶,擠壓后晶粒得到了有效的細(xì)化。擠壓速度較低時,擠壓組織呈現(xiàn)被拉長的大晶粒和動態(tài)再結(jié)晶小晶粒共存的混晶組織,隨著擠壓速度的增大,組織混晶組織明顯減少,組織均勻,晶粒細(xì)小。在高速擠壓時,當(dāng)邊緣晶粒尺寸小于20μm時,通常會形成一條粗晶組織。
　　 5.AZ31鎂合金擠壓后力學(xué)性能獲得了改善。材料的硬度、抗拉強(qiáng)度均有不同程度的提高。對合金的拉伸斷口分析發(fā)現(xiàn)斷口分布著許多韌窩,屬于韌性斷裂。
　　 6.與坯