AZ31镁合金压弯-轧平复合变形工艺及性能研究

作     者：张玉鹏 

作者单位：沈阳理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁海成

授予年度：2023年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：AZ31镁合金板材 压弯-轧平复合变形 数值模拟 力学性能 织构弱化 

摘      要：镁合金在所有结构材料中密度最小,在交通运输业中应用会大幅度降低运输成本,并且镁合金有较高的回收利用率,因此镁合金的使用有利于环境的保护,被称为“绿色工程材料。但镁合金由于其独特的晶体排布类型,导致其在室温下塑性成形极限较低,这导致其应用范围不及铝、铁等常用金属。因此若拓展镁合金应用领域,首先应解决的问题就是提高镁合金的塑性变形能力。本文通过数值模拟与实验的方法,研究了AZ31镁合金板材在不同工艺下压弯-轧平复合变形的材料流动规律,分析了不同工艺参数对镁合金板材微观组织、力学性能及织构的影响。获得以下结论:(1)对AZ31镁合金板材压弯-轧平复合变形过程进行数值模拟,分析其在复合变形过程中应力场、破坏系数、温度场的变化规律,对模具结构和工艺参数进行了优化。(2)确定工艺参数后,对AZ31镁合金板材进行不同工艺的压弯-轧平复合变形,经不同工艺复合变形之后板材表面无裂纹、褶皱等缺陷。(3)分析了不同工艺下的复合变形对AZ31镁合金板材微观组织的影响,结果表明单道次复合变形晶粒最大细化程度达36.6%,两道次复合变形晶粒最大细化程度达56.8%。(4)对复合变形后的板材进行力学性能测试及织构分析。结果表明:两道次复合变形后的板材抗拉强度最多提高了20.5%,延伸率提高了12.0%;两道次复合变形之后板材在{0001}基面织构最大弱化程度达48.8%。(5)采用元胞自动机法(CA)对镁合金板材压弯-轧平复合变形过程进行微观组织模拟,复合变形后的板材内部发生了动态再结晶,晶粒得到了细化,模拟所得平均晶粒尺寸与实际结果吻合,最大误差为7.34%。