鎂合金擠壓剪切復合變形的組織與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)擠壓是比較成熟的工藝，但是晶粒細化效果不明顯。等徑角擠壓(ECAE)技術是一種很好的晶粒細化變形方式，并能有效的提高力學性能。本課題將傳統(tǒng)擠壓和ECAE變形結合起來開發(fā)出了新的大變形擠壓技術擠壓-剪切(Extrusion-Shear)工藝(簡稱ES)。本文主要研究ES變形過程中微觀組織演變和變形后的力學性能以及ES變形工藝。重點討論了ES變形過程中的晶粒細化機制，變形后的室溫力學性能和ES變形過程中的擠壓力和應力應變分布等。

2、　　 文章選取應用較廣泛的AZ31鎂合金作為研究對象。首先采用物理模擬擠壓技術，通過對一套熱模擬擠壓實驗裝置進行改進，使之能模擬實際工業(yè)擠壓過程。采用金相顯微分析(OM)、X射線衍射分析和EBSD等手段，對擠壓前后的AZ31鎂合金的顯微組織及晶粒尺寸進行了對比，還對不同擠壓溫度下AZ31鎂合金在ES變形過程中的顯微組織的演變規(guī)律進行了分析；進行室溫力學性能測試，探討ES成型后AZ31鎂合金的室溫力學性能；采用有限元軟件對ES變形工藝進

3、行了模擬分析，對ES變形過程中應力應變分布進行了初步探討。結果如下：
　　 物理模擬發(fā)現(xiàn)擠壓兩邊的組織不均勻的問題，原因是轉角會引起內(nèi)側和外側應變速率的差異，必須增加相反方向的轉角來平衡此差異，最終設計了可以應用于工業(yè)生產(chǎn)的大型ES模具。
　　 AZ31鎂合金經(jīng)ES變形后，晶粒明顯細化。在420℃下ES變形的鎂合金晶粒遠小于450℃下的晶粒，AZ31鎂合金經(jīng)ES熱變形后，合金的室溫強韌性得到改善。
　　 在420

4、℃下，ES擠壓后{0002}基面織構強度下降。并在X和Y軸方向均有偏轉，這有利于力學性能的提高。但是在450℃下，{0002}基面衍射峰強比普通擠壓區(qū)的峰強大很多，說明在高溫下，晶粒更容易向基面方向偏轉。
　　 ES變形擠壓條紋的形成是由于擠壓變形熱引起的局部滑移能力增強，通過自適應轉動并調(diào)整滑移方向，最終被擠成纖維狀。
　　 利用有限元軟件DEFORM-3D對ES變形過程中的應力應變分布等進行了有限元模擬，發(fā)現(xiàn)模擬結果