為適應(yīng)新世紀制造業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展,汽車、航空航天及軍工等領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)材料的輕量化、高性能、低能耗等要求不斷提高。鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有比強度、比剛度高等優(yōu)點。ZK61鎂合金屬于高強度鎂合金,晶粒細小、耐熱性強及耐腐蝕性強。鎂合金和帶內(nèi)筋筒形件相結(jié)合可從材料和結(jié)構(gòu)兩方面有效滿足結(jié)構(gòu)件輕量化、高強度的要求。但鎂合金常溫塑性差,帶內(nèi)筋筒形件在塑性成形中存在內(nèi)筋充填成形困難等問題。旋壓成形是逐點連續(xù)塑性變形的成形方法,可有效提高材料塑性,采用熱強旋工藝是克服鎂合金常溫塑性差和實現(xiàn)帶內(nèi)筋筒形件成形的有效途徑。因此對鎂合金帶內(nèi)筋筒形件熱強旋成形工藝進行研究,對于控制缺陷的產(chǎn)生、提高旋壓件成形質(zhì)量具有重要的理論價值和實踐意義。本文提出采用固溶處理方法消除ZK61鎂合金擠壓態(tài)管坯組織不均勻性,研究了固溶參數(shù)對鎂合金組織和力學(xué)性能的影響;基于高溫單向壓縮試驗,構(gòu)建了基于動態(tài)材料模型的固溶態(tài)ZK61鎂合金熱加工圖,分析了鎂合金變形行為和流變失穩(wěn)。為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)管件的輕量化、高強度化,設(shè)計了筋高為4mm、筋寬為4mm、筋數(shù)為12的梯形內(nèi)筋筒形件,并進行了熱強旋成形工藝分析和工裝設(shè)計,提出采用圓度、直線... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鎂合金產(chǎn)品

熱加工圖應(yīng)用現(xiàn)狀1.2.1鎂合金的塑性變形特點鎂合金是當前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料（見圖1-1），其密度為1.8g/cm3左右，相當于鋁合金的2/3、鋼鐵的1/4。材料的強度（剛度）與重量之比稱為比強度（比剛度），是優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的特征之一。作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金可有效實現(xiàn)零部件的輕量化，其比強度和比剛度高于鋼鐵及鋁合金等其他金屬材料，遠高于工程塑料；鎂合金材料可實現(xiàn)百分之百回收利用從而降低成本，具有較大的環(huán)保價值；此外鎂合金具有阻尼減震性好、導(dǎo)熱性好以及電磁屏蔽效果好等優(yōu)點。鎂合金具有密排六方結(jié)構(gòu)（見圖1-2），與鋁合金、鈦合金等相比，其塑性變形能力較差，其常溫下的擠壓、軋制、鍛造及旋壓等塑性加工過程較為困難，一般只能在高溫條件下進行塑性變形加工[15]。目前對鎂合金塑性成形工藝技術(shù)的研究主要有：研究鎂合金伴隨動態(tài)再結(jié)晶過程的熱塑性加工工藝，以及研究改善鎂合金塑性成形能力與力學(xué)性能的方法[16-17]。圖1-1鎂合金產(chǎn)品圖1-2鎂合金六方體晶體結(jié)構(gòu)塑性是金屬材料的重要力學(xué)性能指標之一，決定了結(jié)構(gòu)件材料的塑性加工成形能力以及使用性能[1]。采用塑性加工技術(shù)成形結(jié)構(gòu)件件不僅可有效改善制件晶粒組織、提高制件的精度、表面質(zhì)量和產(chǎn)品綜合性能[18]，還可提高生產(chǎn)效率、降低成本，因而塑性加工成形是鎂合金材料最重要的加工成形方法之一[19]。根據(jù)成形溫度特征進行分類，鎂合金的塑性成形方法可分冷加工、溫加工和熱加工。與其他合金不同，鎂合金在常溫條件下塑性變形能力極差，容易產(chǎn)生裂紋等缺陷，加工難度較大，因此冷加工成形應(yīng)用較少；鎂合金通常需要在加熱條件下塑性加工成形，高溫成形有利于提高鎂合金塑性、降低變

第一章緒論3形抗力[20]，且原子擴散能力加強，熱塑性成形伴隨動態(tài)再結(jié)晶，有利于制件獲得良好的變形組織[21]。鎂合金材料的塑性變形過程主要是通過位錯運動實現(xiàn)的，其主要變形機制是滑移和孿生[5]。鎂合金材料的滑移系越多位錯運動過程中越不容易產(chǎn)生塞積，塑性變形能力越好。密排六方晶格的鎂合金常溫下可用的獨立滑移系數(shù)量有限[22]，僅有基面滑移系啟動（如圖1-3示所示），提供3個獨立滑移系，難以充分滿足Von-Mises準則5個獨立滑移系的要求，極大地限制了鎂合金常溫塑性變形協(xié)調(diào)能力[18]。鎂合金滑移是一種熱激活過程，常溫條件下鎂合金的塑性變形過程需要借助孿生協(xié)調(diào)變形，主要以滑移和孿生為主要變形機制（如圖1-4a）所示），滑移模式主要為基面滑移；隨著變形溫度升高，鎂合金原子活動能力增強，棱柱面和錐面等非基面滑移系的臨界剪切應(yīng)力減小并通過熱激活得到啟動，此時鎂合金變形主要以滑移為主要變形機制（如圖1-4b）所示），鎂合金塑性變形能力大幅度提升。孿生是一個應(yīng)力激活過程，一般在低溫高應(yīng)變速率條件下才出現(xiàn)孿生變形；而鎂合金在高溫變形時，當滑移變形受阻無法順利進行，產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，從而促進孿晶形核，孿生也會成為鎂合金的主要塑性變形機制。圖1-3合金獨立滑移系a）變形溫度300℃b）變形溫度350℃圖1-4鎂合金孿晶組織[1]

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]杯形薄壁內(nèi)齒輪旋壓成形機理及工藝優(yōu)化研究[D]. 孫凌燕.華南理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]Mg-7Gd-5Y-0.6Zn-0.9Zr鎂合金熱變形行為及熱旋組織性能演變[D]. 靳學(xué)澤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3321599