AZ31镁合金热变形行为与组织性能的研究.pdf

太原科技大学

硕士学位论文

AZ31镁合金热变形行为与组织性能的研究

姓名：秦梅

申请学位级别：硕士

专业：材料学

指导教师：张敏刚;朗鹏

20080601
AZ31镁合金热变形行为与组织性能的研究中文摘要镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定、易回收等优点，在航空航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业有着广泛的应用前景。镁合金具有较好的铸造性能，目前镁合金产品以压铸件居多，但与铸造镁合金相比，变形镁合金晶粒细小，成分偏析低，具有较好的强度和塑性，是性能优良的镁合金，因此，镁合金塑性成形工艺的研究已成为世界镁工业中重要的方向。由于镁合金密排六方的晶体结构，常温下塑性变形能力较差，加工成品率低，限制了其应用。随着温度升高，原子振AZ31镁合金具有良好的延展率和中等强度，是目前商业化应用最普遍的镁合金，适用于挤压、锻造、轧制等塑性成形工艺，本文采用实验和数值模拟技术，借助Gleeble．1500热模拟机和ANSYS有限元分析软件，并利用光学显微镜、扫描电子显微镜等实验手段对AZ31镁合金挤压棒材的热塑性变形行为进行了系统的研究。采用热模拟试验机得到真应力一真应变曲线，研究了变形温度、应变速率、变形量对材料流变应力的影响规律，建立流变应力本构方程。峰值流变应力随变形温度的升高而降低，随着应变速率的升高而升高。在此基础上，应用线形回归方法处理得到该材料的流变应力的数学模型，为计算机模拟提供理论依据。结果表明：等温条件下的流变应力和应变速率之间满足双曲正弦函数，可用温度补偿因子Zener-Hollomon参数来描述其高温塑性变形过程中的流变应力、应变速率和温度的相互关系。采用刚塑性有限元的数值模拟方法，对镁合金挤压棒材挤压过程进行模拟，得到等效应力、等效应变和挤压力分布曲线，该模拟结果表明；在挤压过程中，变径处是最大等效应力的集中区，在此处应力最大，同时应变也是最大。最后进行了镁合金热挤压实验，在挤压温度350℃，挤压速率10mm／s，挤压比9，挤压前、后的棒材室温拉伸性能、延伸率、室温拉伸断口及金相组织的变化，分析得出镁合金的晶粒尺寸和综合力学性能具有相关性，说明晶粒度细小，不但可以提高强度，也可以关键词：变形镁合金；流变应力；热模拟；塑性变形；数值模拟动幅度增大，会激活潜在的滑移面和滑移方向，使变形镁合金塑性性能大大改善。改善塑性。
thermalformingdensity,hi曲technologyMeiQinMinandMgtemperature，andSEM．PhysicsWithMagnesiumgreatlywithTheThermalDeformationBehaviorStructurePropertiesofAZ3magnesiumAlloyGraduateNameDirectedbyGangZhangABSTRACTmetallicmaterialaviation，automotive，computer,andtheirrigidity,gooddampingcapacityconductivity,electromagneticmachinability,gooddimensionalthecompositionplasticity,wroughtthanstructure，thereforedeformationworseroomlower,whichlimitwillimprovedtemperature。ThewassystematicallymicroscopenumericalsimulationcomputerANSYSemployed．areextrusion，foundryat1alloylighteststructuralpresent．Theyhavebeenusedwidelyinelectronicsindustries，dueuniquepropertiessuchlowspecificstrengthheatexcellentshieldeffectivenessstabilityrecyclecharacter,andBecauseofclosegrain，lowsegregationhighhasbetteralloy．ButisHCPcrystalitsplasticprocessedyieldalsocouldbeapplication．plasticitywroughthigherbehaviorpyroplasticAZ3studiedopticaltechniqueGleeble·1500analogsoftwarewereproperties，AZ3a