论文题目: AZ31镁合金变形细晶再变形强化研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料加工
作者: 王智文
导师: 张治民
关键词: 镁合金,温变形,流变性能,晶粒细化,抗拉强度
文献来源: 中北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 针对镁合金在常温下塑性较差,强度较低的问题,对AZ31镁合金一次变形和二次变形过程,温度、变形速率和变形量对流变应力和变形后常温强度的影响规律进行了研究,并以实际产品中进行了验证,为镁合金变形强化提供了理论依据。首先,应用Gleeble-1500热-力学模拟试验机,对于不同的温度和变形速率下AZ31镁合金流变性能进行了系统的研究,着重分析了变形温度、变形速率和变形量对材料变形抗力的影响,从中找出规律。运用回归方法得出了该材料变形抗力的数学模型,从而为等温挤压成形工艺参数的选择提供了基本依据。在此基础上,研究AZ31镁合金在一次变形和二次变形后的常温抗拉强度的变化规律。结果表明:一次变形以210℃下变形强化效果最明显,这是由于变形后了保留较大的形变强化效果同时获得较细的晶粒。同时,二次变形可以提高AZ31镁合金的强度。在变形温度为240℃,变形程度达到1.79时,强度最高,可以达到390MPa,此时复合强化效果最明显,比镦粗后强度提高了约157MPa,比铸坯均匀化退火后的强度提高了近220 MPa。延伸率也比铸态相比有很大的提高。一次变形和二次变形的变形机理没有本质区别,可以用相同的微观机制加以解释。但是二次变形有镦粗作为预备工序,消除了铸造缺陷,可以选择较低的温度和较高的变形速率来进行。如果工艺控制恰当,二次变形更有利于大幅度提高所成形产品的力学性能,应根据具体情况选择成形方式。最后,进行了实验验证。针对直升机载雷达散热器框架的形状特点和AZ31镁合金二次变形的特点,制定了成形工艺路线:棒料锯切——制板坯——预成形——酸洗清理——整形;选择优化成形工艺参数;并使用石墨+动物油或植物油作为挤压润滑剂。实验结果表明:所制定的工艺和设计的模具合理可行,所成形零件的力学性能、显微组织和尺寸精度均符合要求。为大型板片类零件塑性成形奠定了理论和实践基础。
论文目录:
1 综述
1.1 镁合金的特点及其应用
1.1.1 镁合金的主要特点
1.1.2 镁合金的工艺性及经济性
1.1.3 镁合金的应用
1.2 镁合金的分类
1.3 镁合金面临的主要问题
1.4 国内外研究现状
1.4.1 镁合金的研究现状
1.4.2 AZ31镁合金的研究现状
1.4.3 镁合金晶粒细化技术的研究现状
1.5 本课题的研究背景和意义
1.5.1 课题的研究背景
1.5.2 课题的研究意义
1.6 本课题研究的主要内容
2 镁合金力学行为的研究
2.1 实验方案的制定
2.2 实验数据处理
2.3 实验结果处理
2.3.1 AZ31不同应变速率下的应力-应变曲线
2.3.2 ZK60在不同应变速率下的应力-应变曲线
2.4 实验结果分析
2.4.1 应变速率的影响
2.4.2 变形温度的影响
2.4.3 变形程度的影响
2.4.4 AZ31镁合金与ZK60镁合金变形抗力的比较
2.5 AZ31镁合金流变应力模型的建立
2.6 小结
3 AZ31镁合金温变形强化研究
3.1 实验原料
3.2 实验条件
3.3 实验过程
3.3.1 铸锭的均匀化退火处理
3.3.2 一次变形取样
3.3.3 二次变形取样
3.3.4 压缩模具设计
3.3.5 压缩模具图
3.3.6 实验设备选择
3.3.7 实验温度选择
3.3.8 润滑剂选择
3.3.9 等温压缩实验
3.3.10 力学性能测试
3.4 结果分析与讨论
3.4.1 一次变形
3.4.2 二次变形
3.4.3 再结晶晶粒大小对性能的影响
3.4.4 一次变形与二次变形的比较
3.5 小结
4 某型号雷达散热器成形工艺研究
4.1 零件形状特点介绍
4.2 成形工艺及金属流动分析
4.3 模具结构优化设计
4.4 成形工艺制定
4.5 挤压工艺参数确定
4.6 实验工装确定
4.7 实验过程
4.8 组织性能测试
4.9 小结
5 主要结论
附录一 400℃时AZ31镁合金热模拟真实应力-应变实验数据
附录二 AZ31镁合金一次变形数据纪录表
附录三 AZ31镁合金二次变形后数据纪录表
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致 谢
发布时间: 2005-05-09
参考文献
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