鎂合金杯形件徑向-反向復(fù)合擠壓成形數(shù)值模擬與微觀組織演化研究.pdf

1、本論文選擇研究較為廣泛的AZ31鎂合金作為研究對象，通過對杯形件徑向-反向復(fù)合擠壓工藝中徑向擠壓過程下不同的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)（雙錐通道、半圓通道、上半錐通道、下半錐通道以及平底通道），產(chǎn)生剪切變形錐形凸臺的高度h(h=1mm、h=2mm、h=3mm)及角度α（α=45°、α=60°）以及不同高徑比的坯料λ（λ=1、λ=2、λ=4）進(jìn)行了有限元模擬并對模擬結(jié)果進(jìn)行分析。確定了上半錐通道的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)以及h=2mm、α=45°、λ=4模具參數(shù)后，進(jìn)行模

2、具設(shè)計、成形載荷計算、成形實驗;系統(tǒng)的對徑向-反向復(fù)合擠壓所得的杯形件的五個典型區(qū)域的微觀組織形貌進(jìn)行分析，得出此工藝在成形過程中的組織演化規(guī)律;對擠壓成形杯形件的抗拉強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能進(jìn)行測定;對杯形件的底部及側(cè)壁部分進(jìn)行了EBSD實驗測試，分析了成形工藝對最終側(cè)壁部分的織構(gòu)弱化效果;針對該成形工藝存在的缺點與不足提出了差速擠壓的新工藝。對于高強(qiáng)韌鎂合金杯形件的生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。研究表明:
　　(1)上半錐通道模具內(nèi)腔結(jié)

3、構(gòu)以及h=2mm，α=45°參數(shù)條件下的最大成形載荷，平均等效應(yīng)變以及最大損傷值適中，變形較為均勻。隨著錐形凸臺高度增加，平均等效應(yīng)變增大，變形逐漸不均勻，成形載荷逐漸增大。高徑比λ=4條件下的成形載荷最小，符合凸模剛度的要求。
　　(2)經(jīng)過徑向-反向復(fù)合擠壓的杯形件側(cè)壁屈服強(qiáng)度與延伸率僅為149.6MPa、17.3％?？估瓘?qiáng)度為285.3MPa，硬度為70.91HB，要比傳統(tǒng)反擠壓成形的杯形件高30％左右。但屈服強(qiáng)度與延伸率都

4、有所下降。在微觀組織中，側(cè)壁部分的微觀組織呈粗細(xì)晶粒交替分布的雙模態(tài)。經(jīng)過轉(zhuǎn)角后，晶粒沒有明顯的擇優(yōu)取向，合金的漫散性增加，明顯的強(qiáng)織構(gòu)消失，織構(gòu)強(qiáng)點消失，均勻分布于晶粒上，合金的織構(gòu)得到弱化。
　　(3)通過模擬所得壓力值為1.48×106KN、上限法計算得壓力值為1.93×106KN、實際成形實驗中的測量壓力值為1.63×106KN。對比三組測量值得出，模擬值要比實測值低，上限法值要高于實測值。模擬值的誤差為8.67％，上限法