鎂合金擠壓剪切復(fù)合變形的組織與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)擠壓是比較成熟的工藝，但是晶粒細(xì)化效果不明顯。等徑角擠壓(ECAE)技術(shù)是一種很好的晶粒細(xì)化變形方式，并能有效的提高力學(xué)性能。本課題將傳統(tǒng)擠壓和ECAE變形結(jié)合起來(lái)開(kāi)發(fā)出了新的大變形擠壓技術(shù)擠壓-剪切(Extrusion-Shear)工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)ES)。本文主要研究ES變形過(guò)程中微觀組織演變和變形后的力學(xué)性能以及ES變形工藝。重點(diǎn)討論了ES變形過(guò)程中的晶粒細(xì)化機(jī)制，變形后的室溫力學(xué)性能和ES變形過(guò)程中的擠壓力和應(yīng)力應(yīng)變分布等。

2、　　 文章選取應(yīng)用較廣泛的AZ31鎂合金作為研究對(duì)象。首先采用物理模擬擠壓技術(shù)，通過(guò)對(duì)一套熱模擬擠壓實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，使之能模擬實(shí)際工業(yè)擠壓過(guò)程。采用金相顯微分析(OM)、X射線衍射分析和EBSD等手段，對(duì)擠壓前后的AZ31鎂合金的顯微組織及晶粒尺寸進(jìn)行了對(duì)比，還對(duì)不同擠壓溫度下AZ31鎂合金在ES變形過(guò)程中的顯微組織的演變規(guī)律進(jìn)行了分析；進(jìn)行室溫力學(xué)性能測(cè)試，探討ES成型后AZ31鎂合金的室溫力學(xué)性能；采用有限元軟件對(duì)ES變形工藝進(jìn)

3、行了模擬分析，對(duì)ES變形過(guò)程中應(yīng)力應(yīng)變分布進(jìn)行了初步探討。結(jié)果如下：
　　 物理模擬發(fā)現(xiàn)擠壓兩邊的組織不均勻的問(wèn)題，原因是轉(zhuǎn)角會(huì)引起內(nèi)側(cè)和外側(cè)應(yīng)變速率的差異，必須增加相反方向的轉(zhuǎn)角來(lái)平衡此差異，最終設(shè)計(jì)了可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的大型ES模具。
　　 AZ31鎂合金經(jīng)ES變形后，晶粒明顯細(xì)化。在420℃下ES變形的鎂合金晶粒遠(yuǎn)小于450℃下的晶粒，AZ31鎂合金經(jīng)ES熱變形后，合金的室溫強(qiáng)韌性得到改善。
　　 在420

4、℃下，ES擠壓后{0002}基面織構(gòu)強(qiáng)度下降。并在X和Y軸方向均有偏轉(zhuǎn)，這有利于力學(xué)性能的提高。但是在450℃下，{0002}基面衍射峰強(qiáng)比普通擠壓區(qū)的峰強(qiáng)大很多，說(shuō)明在高溫下，晶粒更容易向基面方向偏轉(zhuǎn)。
　　 ES變形擠壓條紋的形成是由于擠壓變形熱引起的局部滑移能力增強(qiáng)，通過(guò)自適應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)并調(diào)整滑移方向，最終被擠成纖維狀。
　　 利用有限元軟件DEFORM-3D對(duì)ES變形過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變分布等進(jìn)行了有限元模擬，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果