检索结果-南通市图书馆

作者：焦明扬太原科技大学

学位级别：硕士

边裂是镁合金轧制板材较显著的缺陷,因其垂直深度直接决定了后续精整工艺的切边量及最终板材的成品率,成为评价轧制板材成形性的重要指标。本文以铸轧态AZ31镁合金为研究对象,通过将等温恒速热压缩物理模拟、轧制试验、有限元分析以及... 详细信息

边裂是镁合金轧制板材较显著的缺陷,因其垂直深度直接决定了后续精整工艺的切边量及最终板材的成品率,成为评价轧制板材成形性的重要指标。本文以铸轧态AZ31镁合金为研究对象,通过将等温恒速热压缩物理模拟、轧制试验、有限元分析以及残余应力测试相结合,从镁合金变形损伤行为角度出发,开展了不同轧制条件下边裂行为的预判研究,并提出了基于张应力轧制的边裂调控方法。基于热压缩物理模拟实验结果,分析了铸轧态AZ31镁合金应力与应变、应变速率和温度之间的数学关系,提出了一种唯象本构模型,通过将其与基于应变效应型的Arrhenius模型以及基于HCP金属热激活的位错机制的Zerilli-Armstrong（ZA）模型进行对比,利用拟合优度和相对失稳区的误差大小验证了模型的预测能力。结果表明,修正后的Arrhenius模型只有在小应变区（ε＜0.4）具有一定的预测能力。ZA模型和唯象本构模型能够很好地描述镁合金在不同变形条件下的流变行为,而唯象本构模型具有合理的材料常数数量和较高的预测精度。采用轧制试验与有限元模拟相结合的方法,分析了不同变形条件下轧板边部裂纹的宏观形貌和横向开裂深度。结果表明,边部裂纹的断裂方式以纵向（RD-ND）45°交叉剪切开裂为主,随着轧制温度的降低和压下率的增加,沿TD方向的裂纹深度增加。利用有限元模拟进一步表征了轧制变形区横向等效应力分布,横向温度分布,以及基于Freudenthal准则的损伤分布特征,结合轧制试验结果,获得了断裂临界损伤值。由于沿TD方向镁板温度的升高以及等效应力的降低,基于Freudenthal准则横向开裂损伤值从边部到内部近似呈线性下降,且与Zener-Hollomon参数（ln Z）有明显的线性关系,通过将断裂临界损伤值及Zener-Hollomon参数引入Freudenthal准则,对其进行了重构,并提出了适用于适用于镁合金轧制时的边裂行为预判准则。通过残余应力测试试验结果分析了残余应力沿横向的分布规律及其应力方向与边部开裂趋势的关系。低温轧制时镁合金板材由于塑性较差,残余应力横向分布差异性较大,且在轧制时边部金属受到较大的拉应力作用,致使边部金属更容易发生开裂现象。随着温度升高,残余应力横向分布更加均匀,而压下率的改变对残余应力的大小变化作用不大。通过轧制过程中施加张力改变边部金属应力分布状态,降低金属横向应力分布差异,调控残余应力,进而有效改善边裂缺陷。模拟结果表明镁板在250℃下采用3MPa左右的小张应力进行轧制时损伤值及裂纹深度最小,而在350℃下宜使用12MPa左右的大张应力轧制,从而有效降低开裂损伤值,在一定程度上避免边裂纹缺陷的发生。

关键词： AZ31镁合金边裂行为本构模型 Freudenthal准则边裂预判残余应力张应力轧制边裂调控

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铸态、轧制态和挤压态Mg-3Al-1Zn薄板边裂行为的比较(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：沈秋燕张上一刘强宋江凤向冬霞蒋斌潘复生重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆大学材料科学与工程学院重庆大学先进铸造技术国家重点实验室重庆先进轻金属研究院

边裂是镁合金板材在轧制过程中出现最严重的问题之一，它限制了镁合金板材的应用。本文系统地研究和比较了铸态(AC)、轧制态(AR)和挤压态(AE)不同初始AZ31合金板材在轧制温度250℃，单道次压下率50%的在线加热轧制工艺下的边裂行为。结... 详细信息

边裂是镁合金板材在轧制过程中出现最严重的问题之一，它限制了镁合金板材的应用。本文系统地研究和比较了铸态(AC)、轧制态(AR)和挤压态(AE)不同初始AZ31合金板材在轧制温度250℃，单道次压下率50%的在线加热轧制工艺下的边裂行为。结果表明，AC和AR板材经在线加热轧制后均表现出严重的边裂行为。其中，AR板材在轧制面(RD-TD)和纵截面(RD-ND)上表现出最严重的边裂行为，这是由于其强烈的基面织构和含有剪切带的极不均匀的微观组织所致。而AE轧制板材没有出现明显的边裂，这主要与轧制过程中织构倾斜和动态再结晶较多有关。此外，研究还发现AC轧制板材的微裂纹主要产生于局部细晶区和发生再结晶的孪晶内部，AR轧制板材的微裂纹主要在剪切带内部扩展。同时，对AC和AR轧制板材的微裂纹萌生机理进行了探讨。

关键词： AZ31板材边裂行为初始态织构微观组织

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