AZ31鎂合金心形件超塑氣脹成形數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鎂合金是常用金屬材料中最輕的一種，它的密度小，只有鋁合金的2/3，鈦合金的1/3；具有高的比強(qiáng)度、比剛度、尺寸穩(wěn)定性，也具有良好的電磁屏蔽性、導(dǎo)熱性，且易于回收；廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、通訊、和電子工業(yè)。由于鎂合金的六方晶體結(jié)構(gòu)（HCP），導(dǎo)致鎂合金成形能力較低，室溫下用常規(guī)的塑性成形方法制造一些鎂合金空心殼體零件是比較困難的。因此，研究其在一定條件下是否具有超塑性能，采用超塑氣脹成形，對(duì)擴(kuò)大其實(shí)際應(yīng)用范圍，形成較復(fù)雜形狀的鎂合金零件

2、，將有較大的實(shí)際意義。 本文用有限元分析軟件MSC.MARC對(duì)AZ31鎂合金心形件恒應(yīng)變速率超塑氣脹成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。運(yùn)用組織超塑性理論，借助于粘塑性/剛粘塑性有限元法，設(shè)計(jì)了20組模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)AZ31鎂合金心形件恒應(yīng)變速率氣脹成形過(guò)程、脹形件壁厚分布以及成形溫度和應(yīng)變速率對(duì)脹形件壁厚分布的影響進(jìn)行了研究，并找到二者的最優(yōu)組合。 同時(shí)對(duì)AZ31鎂合金心形件超塑氣脹成形模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，結(jié)合數(shù)值模擬得到的最優(yōu)化的成形溫

3、度以及脹形加壓規(guī)律，進(jìn)行了AZ31鎂合金心形件的超塑氣脹成形實(shí)驗(yàn)。得到了脹形試樣的壁厚分布規(guī)律并對(duì)其進(jìn)行了分析，然后與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，將數(shù)值模擬建模、工藝參數(shù)處理和實(shí)驗(yàn)條件對(duì)心形件超塑氣脹成形模擬和實(shí)驗(yàn)間誤差的影響進(jìn)行了分析。從而為指導(dǎo)超塑脹形實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)，預(yù)測(cè)成形缺陷提供了一條有效途徑。 最后對(duì)所得脹形件沿對(duì)稱(chēng)截面和角部截面共16個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)形了金相分析，并用直線截距法計(jì)算出各點(diǎn)的晶粒尺寸。結(jié)果表明：所有取樣點(diǎn)晶粒尺寸