AZ31变形镁合金拉深成形机理研究

发布时间：2022-12-04 12:18

　　在板材塑性成形工艺中,拉深成形工艺是成形薄壁空心零部件的重要成形工艺,因此,对镁合金拉深成形工艺的研究得到了广泛的关注。在真实拉深过程中镁合金薄板处于多向应力,复杂应变路径状态。然而,镁合金板材在多向载荷、复杂应变路径下的变形机制对板材力学性能,成形性能的影响规律尚未明确,成为制约镁合金成形技术发展的瓶颈。本文采用多尺度模拟与实验相结合的方法,分析了AZ31镁合金轧制板材在拉深过程中压边区域至凸模圆角区域的晶粒取向以及各滑移系的开动机制,系统研究镁合金板材拉深过程中滑移和孪生的开动条件、扩展规律,揭示镁合金拉深成形变形机理。主要研究内容及研究结果如下:采用Simufact.forming软件进行圆筒拉深实验有限元模拟,分别模拟不同温度、板材尺寸、压边力对镁合金筒形件成形质量的影响并选取最优参数进行圆筒拉深试验。200°C时,压边力6kN,板材尺寸为Φ100mm,极限拉深比为2.0。结合实验结果与多尺度模拟结果分析了镁合金圆筒件室温拉深成形过程不同区域内合金变形机理:（i）拉深过程中压边区域为两压一拉应力状态,该应力状态下具有基面织构的镁合金板材变形主要开动基面滑移、柱面滑移以及孪生等变... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 变形镁合金塑性成形研究现状
        1.2.1 变形镁合金板材成形国外研究现状
        1.2.2 变形镁合金板材成形国内研究现状
    1.3 镁合金的塑性变形机制
        1.3.1 滑移
        1.3.2 孪生
    1.4 晶体的塑性模拟模型
        1.4.1 Sachs模型
        1.4.2 Taylor模型
        1.4.3 VPSC模型
    1.5 课题的主要研究内容
第2章 实验方法及材料
    2.1 实验方案
    2.2 实验材料
    2.3 实验方法
        2.3.1 拉伸实验
        2.3.2 热处理工艺
        2.3.3 镁合金拉深过程有限元模拟
        2.3.4 圆筒拉深实验
        2.3.5 金相实验
    2.4 电子背散射衍射EBSD实验
        2.4.1 EBSD试样制备及表征
        2.4.2 EBSD数据处理
    2.5 多尺度模拟模型建立
第3章 镁合金圆筒拉深成形过程组织演变规律
    3.1 AZ31镁合金力学性能分析
    3.2 AZ31镁合金板材拉深成形宏观模拟
        3.2.1 拉深过程中受力分析
        3.2.2 温度对成形质量的影响
        3.2.3 坯料尺寸对筒形件成形的影响
        3.2.4 压边力对筒形件成形质量的影响
    3.3 圆筒拉深实验
        3.3.1 成形筒形件微观组织分析
        3.3.2 成形圆筒件的硬度分析
第4章 AZ31镁合金拉深变形机理分析
    4.1 多尺度模型建立及参数确定
    4.2 AZ31镁合金室温圆筒拉深变形机理
        4.2.1 AZ31镁合金圆筒件室温拉深过程组织演变
        4.2.2 AZ31镁合金圆筒件室温拉深过程织构演变
        4.2.3 室温拉深变形过程中各滑移系开动机制
    4.3 AZ31镁合金温热圆筒拉深变形机理
        4.3.1 AZ31镁合金圆筒件温热拉深过程组织演变
        4.3.2 AZ31镁合金圆筒件温热拉深过程织构演变
        4.3.3 温热拉深变形过程中各滑移系开动机制
    4.4 多向应力状态下孪晶变体选择机制
        4.4.1 孪晶变体类型识别及启动分析
        4.4.2 施密特定律
    4.5 AZ31镁合金笔记本外壳拉深成形
        4.5.1 板材力学性能及显微组织
        4.5.2 成形工艺
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于施密特因子计算分析拉伸孪晶对镁合金变形的影响[J]. 张钰婷,宋广胜,郝志菲,刘亚楠,高雪莹.  特种铸造及有色合金. 2017(10)
[2]镁合金板热拉深模具设计及应用[J]. 闫凯民,方刚.  轻合金加工技术. 2017(05)
[3]AZ31镁合金压缩过程中织构对微观变形机制的影响[J]. 宋广胜,陈强强,徐勇,张士宏.  稀有金属材料与工程. 2016(12)
[4]AZ31镁合金变路径压缩的力学性能和孪晶机制[J]. 宋广胜,陈强强,徐勇,张士宏.  中国有色金属学报. 2016(09)
[5]AZ31B镁合金方盒形件的差温拉深成形[J]. 杨柳,官英平,段永川,周美玲.  塑性工程学报. 2016(01)
[6]Deformation Mechanism of AZ31B Magnesium Alloy Under Different Loading Paths[J]. Shuai-Feng Chen,Li Zheng,Shi-Hong Zhang,Hong-Wu Song,Ming Cheng.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(12)
[7]Twinning and detwinning during compression–tension loading measured by quasi in situ electron backscatter diffraction tracing in Mg–3Al–Zn rolled sheet[J]. Li Zheng,Shi-Hong Zhang,Dirk Helm,Hong-Wu Song,Guang-Sheng Song,Neng-Yong Ye.  Rare Metals. 2015(10)
[8]工艺因素对AZ31镁合金板材室温成形性能的影响[J]. 郭睿,胡水平.  材料研究学报. 2013(02)
[9]镁合金板材温热变形机理及温热成形技术[J]. 张士宏,宋广胜,宋鸿武,程明.  机械工程学报. 2012(18)
[10]AZ31镁合金保温杯内筒反挤压成形模拟研究[J]. 钟兵.  热加工工艺. 2012(13)

硕士论文
[1]AZ31镁合金薄板成形性能研究[D]. 金柯.辽宁科技大学 2015



本文编号：3708257