AZ91D鎂合金半固態(tài)鑄軋工藝過(guò)程的數(shù)值模擬.pdf

1、鎂合金密度小(1.78～1.91cm3)，大約是鋁的2/3，鋼的1/4。以鎂合金代替鋁合金和鋼可以減輕整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，鎂合金有望在新一代材料中發(fā)揮極其重要的作用。目前，大量鎂合金產(chǎn)品主要通過(guò)鑄造的生產(chǎn)方式獲得，但通過(guò)擠壓、鍛造、軋制等工藝生產(chǎn)出的變形鎂合金產(chǎn)品，比鑄造材料具有更高的強(qiáng)度、更好的延展性、更多樣化的力學(xué)性能，可以滿足更多結(jié)構(gòu)件的需求，變形鎂合金材料具有鑄造材料無(wú)法替代的優(yōu)秀性能。然而，極高的生產(chǎn)成本限制了鎂合金的大量應(yīng)

2、用。其中一種解決方法就是發(fā)展半固態(tài)連續(xù)鑄軋技術(shù)在降低成本的同時(shí)生產(chǎn)高質(zhì)量的鎂合金板帶。
　　在半固態(tài)鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋工藝中，金屬熔池內(nèi)的流動(dòng)行為、軋輥和鑄帶的傳熱現(xiàn)象、最終凝固點(diǎn)的位置的控制等因素都會(huì)影響到連鑄件的質(zhì)量。因此在這個(gè)領(lǐng)域用數(shù)值模擬方法研究工藝參數(shù)變化對(duì)金屬流動(dòng)和凝固特性的影響具有非常重要的意義。
　　本文應(yīng)用剛塑性理論對(duì)鑄軋過(guò)程中AZ91D鎂合金所符合的材料性質(zhì)進(jìn)行了理論解釋，闡述了剛塑性可壓縮材料的屈服條

3、件及流動(dòng)法則，并給出了適用于該材料的變分原理，為數(shù)值模擬提供了必要的理論支持。
　　在鑄軋過(guò)程模擬中，針對(duì)軋件變形時(shí)所具有的幾何非線性和材料非線性，軋輥與軋件間的接觸非線性等問(wèn)題，有效地處理了鑄軋過(guò)程的傳熱邊界條件、摩擦邊界條件和溫度邊界條件，結(jié)合半固態(tài)鑄軋的特點(diǎn)，考慮到溫度和變形兩種不同場(chǎng)量之間存在的很強(qiáng)的相互作用，采用熱力耦合分析法。由于鑄軋過(guò)程的對(duì)稱性，取一半軋件和單個(gè)軋輥進(jìn)行分析，并應(yīng)用Pro/E軟件建立了三維有限元模型。