AZ61鎂合金壓痕-壓平復合形變研究
發(fā)布時間:2022-09-29 18:00
鎂合金具有密度小、比強度高、抗阻尼性能好、電磁屏蔽性能好等優(yōu)點,在航空、航天、汽車制造及3C電子領域得到廣泛應用。然而,鎂合金材料的塑性變形能力差,強度較低等特點,嚴重阻礙了鎂合金的綜合利用。所以開發(fā)高性能鎂合金材料已成為鎂合金領域的重要研究方向。本文采用數(shù)值模擬方法和實驗方法研究了AZ61鎂合金經過壓痕-壓平復合形變后微觀組織演變規(guī)律和力學性能變化規(guī)律,取得了以下研究成果:(1)采用有限元模擬方法對鎂合金板材壓痕-壓平復合形變進行分析,研究表明,隨著壓下量的增加,變形溫度的升高,晶粒組織得到明顯細化,復合形變溫度越低,應力越大,再結晶晶粒尺寸有所增加。(2)對AZ61鎂合金壓痕-壓平復合形變進行實驗研究,實驗結果表明,當變形溫度為360℃,壓下量為5mm時,平均晶粒尺寸為14μm,相比于原始板材晶粒尺寸的37μm,晶粒細化了62%。(3)對復合形變后的AZ61鎂合金板材進行力學性能測試,結果表明,當齒間距為8mm,壓下量為5mm時,抗拉強度達到341MPa,屈服強度為329MPa,伸長率為17.9%,與原始數(shù)據(jù)相比,抗拉強度提高了12%,屈服強度提高了17%,伸長率提高了4%,復合形...
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂及鎂合金
1.2.1 鎂的性質
1.2.2 鎂合金的分類和牌號
1.2.3 鎂合金的應用
1.3 鎂合金塑性變形機理
1.3.1 鎂合金的滑移
1.3.2 鎂合金的孿生
1.3.3 鎂合金的動態(tài)再結晶
1.4 變形鎂合金的織構
1.4.1 鎂合金的板織構
1.4.2 鎂合金的纖維織構
1.4.3 鎂合金的再結晶織構
1.5 本課題的意義和主要研究內容
1.5.1 本課題的研究意義
1.5.2 主要研究內容
第2章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變數(shù)值模擬
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 壓痕-壓平復合形變幾何模型的建立
2.2.2 壓痕-壓平復合形變材料的定義
2.2.3 壓痕-壓平復合形變模擬過程設置
2.3 壓痕-壓平復合形變模擬參數(shù)的設定
2.3.1 變形溫度
2.3.2 模具齒間距
2.3.3 變形程度
2.4 等效溫度場的分析
2.4.1 變形程度對溫度場的影響規(guī)律
2.4.2 模具齒間距對溫度場的影響規(guī)律
2.5 等效應力場的分析
2.5.1 變形溫度對應力場的影響規(guī)律
2.5.2 變形程度對應力場的影響規(guī)律
2.5.3 不同齒距間對應力場的影響規(guī)律
2.6 等效應變場的分析
2.6.1 模具齒間距對應變場的影響規(guī)律
2.6.2 變形溫度對應變場的影響規(guī)律
2.7 晶粒度的模擬及結果
2.7.1 晶粒度模擬的一般設置及步驟
2.7.2 晶粒度的模擬結果與分析
2.8 本章小結
第3章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變實驗研究
3.1 實驗材料成分
3.2 實驗模具
3.3 實驗方案
3.3.1 實驗設備及儀器
3.3.2 實驗過程
3.4 金相試樣的制備
3.4.1 材料的取樣
3.4.2 試樣的制備過程
3.4.3 金相設備
3.4.4 晶粒尺寸測量
3.5 顯微組織的演變規(guī)律研究
3.5.1 變形程度對材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.2 變形溫度對材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.3 齒間距對材料微觀組織的影響規(guī)律
3.6 孿生對塑性變形的貢獻
3.7 本章小結
第4章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變后的力學性能
4.1 引言
4.2 材料力學性能測試及設備
4.2.1 硬度測試
4.2.2 拉伸試驗
4.3 硬度測試結果及分析
4.3.1 不同變形溫度的硬度測試結果分析
4.3.2 不同齒間距對硬度的測試結果分析
4.4 拉伸試驗結果及分析
4.4.1 不同壓下量對板材組織的力學性能影響規(guī)律
4.4.2 不同齒間距對板材組織的力學性能影響規(guī)律
4.5 本章小結
第5章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變后的織構分析
5.1 引言
5.2 EBSD技術的發(fā)展
5.3 鎂合金EBSD試樣的制備
5.4 鎂合金壓痕-壓平復合形變織構的分析
5.4.1 變形溫度對織構的影響
5.4.2 齒間距對織構的影響
5.5 復合形變后板材殘余應力的變化
5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]AZ80鎂合金熱變形本構模型及動態(tài)再結晶行為研究[J]. 陳軍,紀興華,呂昕暉,陳剛. 特種鑄造及有色合金. 2019(10)
[2]Effects of Mg17Al12 second phase particles on twinning-induced recrystallization behavior in Mg–Al–Zn alloys during gradient hot rolling[J]. Zhong-Zheng Jin,Xiu-Ming Cheng,Min Zha,Jian Rong,Hang Zhang,Jin-Guo Wang,Cheng Wang,Zhi-Gang Li,Hui-Yuan Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[3]Simulation of dynamic recrystallization for an Al-Zn-Mg-Cu alloy using cellular automaton[J]. Jie Zhang,Zhihui Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Xiwu Li,Hongwei Yan,Lizhen Yan,Hongwei Liu,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2019(04)
[4]鑄造鎂合金金相組織腐蝕劑的研究[J]. 李慧. 特種鑄造及有色合金. 2019(06)
[5]劇烈塑性變形對AZ31鎂合金微觀組織演化的影響[J]. 徐淑波,張小東,景財年,林曉娟,劉鵬. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[6]AZ31B鎂合金鑄軋板的織構和沖壓性能的分析[J]. 余虹妮. 中國金屬通報. 2018(02)
[7]熱軋過程中壓下量對AZ61鎂合金組織與性能的影響[J]. 王宏巖,梁海成. 沈陽理工大學學報. 2018(01)
[8]鎂合金的性能特點及應用[J]. 唐聯(lián)耀. 南方農機. 2017(24)
[9]ZK60鎂合金低擠壓比棒材的熱壓縮變形行為[J]. 張迪,劉運騰,林濤,周吉學,趙忠魁. 輕金屬. 2017(10)
[10]AZ31鎂合金壓縮孿晶對組織及性能的影響[J]. 張輝,彭金華,張真,鐘志宏,鄭玉春,吳玉程. 金屬熱處理. 2017(03)
博士論文
[1]Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金往復鐓—擠變形組織演變研究[D]. 杜玥.中北大學 2018
[2]孿生變形對AZ系鎂合金析出相的調控機制及性能研究[D]. 王春鵬.重慶大學 2018
[3]Mg-Zn-RE-Zr合金擠壓過程中的微觀組織演變及力學性能研究[D]. 邱鑫.吉林大學 2017
[4]AZ31鎂合金熱軋變形機理與工藝研究[D]. 馬茹.大連理工大學 2017
[5]Mg-Al系壓鑄鎂合金顯微組織對力學性能和腐蝕性能影響的研究[D]. 姜巍.吉林大學 2017
[6]Mg-3Al-3Sn鎂合金微觀組織、拉伸性能與變形機制[D]. 南小龍.吉林大學 2015
[7]AZ31鎂合金的形變孿生行為及孿生機制[D]. 何杰軍.重慶大學 2014
[8]鑄態(tài)AZ80鎂合金多次變形工藝及力學行為研究[D]. 孟模.中北大學 2012
[9]AZ31和AM30鎂合金管材彎曲成形及變形機理研究[D]. 吳文云.上海交通大學 2010
碩士論文
[1]深冷處理對AZ31鎂合金組織及性能的影響研究[D]. 郭超凡.吉林大學 2019
[2]AZ31鎂合金孿生與力學行為的相關性研究[D]. 趙亞茹.山東大學 2019
[3]Nd元素及溶液pH值對鎂合金PEO膜耐蝕性的影響[D]. 郭方慧.哈爾濱工程大學 2018
[4]AZ31鎂合金板材復合形變工藝及組織演變規(guī)律研究[D]. 劉魯銘.沈陽理工大學 2018
[5]AZ31鎂合金室溫多向壓縮過程孿生行為的研究[D]. 崔凱旋.福州大學 2017
[6]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金組織與力學性能研究[D]. 王寶.重慶大學 2017
[7]高應變速率下AZ31鎂合金的力學性能和微觀組織演變[D]. 李澤堯.重慶大學 2016
[8]AZ31鎂合金的壓縮變形及再結晶行為研究[D]. 周德智.大連理工大學 2015
[9]AZ61鎂合金薄板軋制過程的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 曹宏偉.哈爾濱理工大學 2015
[10]AZ31鎂合金薄板軋制及組織性能的研究[D]. 盧楊.遼寧科技大學 2014
本文編號:3683054
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂及鎂合金
1.2.1 鎂的性質
1.2.2 鎂合金的分類和牌號
1.2.3 鎂合金的應用
1.3 鎂合金塑性變形機理
1.3.1 鎂合金的滑移
1.3.2 鎂合金的孿生
1.3.3 鎂合金的動態(tài)再結晶
1.4 變形鎂合金的織構
1.4.1 鎂合金的板織構
1.4.2 鎂合金的纖維織構
1.4.3 鎂合金的再結晶織構
1.5 本課題的意義和主要研究內容
1.5.1 本課題的研究意義
1.5.2 主要研究內容
第2章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變數(shù)值模擬
2.1 引言
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 壓痕-壓平復合形變幾何模型的建立
2.2.2 壓痕-壓平復合形變材料的定義
2.2.3 壓痕-壓平復合形變模擬過程設置
2.3 壓痕-壓平復合形變模擬參數(shù)的設定
2.3.1 變形溫度
2.3.2 模具齒間距
2.3.3 變形程度
2.4 等效溫度場的分析
2.4.1 變形程度對溫度場的影響規(guī)律
2.4.2 模具齒間距對溫度場的影響規(guī)律
2.5 等效應力場的分析
2.5.1 變形溫度對應力場的影響規(guī)律
2.5.2 變形程度對應力場的影響規(guī)律
2.5.3 不同齒距間對應力場的影響規(guī)律
2.6 等效應變場的分析
2.6.1 模具齒間距對應變場的影響規(guī)律
2.6.2 變形溫度對應變場的影響規(guī)律
2.7 晶粒度的模擬及結果
2.7.1 晶粒度模擬的一般設置及步驟
2.7.2 晶粒度的模擬結果與分析
2.8 本章小結
第3章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變實驗研究
3.1 實驗材料成分
3.2 實驗模具
3.3 實驗方案
3.3.1 實驗設備及儀器
3.3.2 實驗過程
3.4 金相試樣的制備
3.4.1 材料的取樣
3.4.2 試樣的制備過程
3.4.3 金相設備
3.4.4 晶粒尺寸測量
3.5 顯微組織的演變規(guī)律研究
3.5.1 變形程度對材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.2 變形溫度對材料微觀組織的影響規(guī)律
3.5.3 齒間距對材料微觀組織的影響規(guī)律
3.6 孿生對塑性變形的貢獻
3.7 本章小結
第4章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變后的力學性能
4.1 引言
4.2 材料力學性能測試及設備
4.2.1 硬度測試
4.2.2 拉伸試驗
4.3 硬度測試結果及分析
4.3.1 不同變形溫度的硬度測試結果分析
4.3.2 不同齒間距對硬度的測試結果分析
4.4 拉伸試驗結果及分析
4.4.1 不同壓下量對板材組織的力學性能影響規(guī)律
4.4.2 不同齒間距對板材組織的力學性能影響規(guī)律
4.5 本章小結
第5章 AZ61 鎂合金壓痕-壓平復合形變后的織構分析
5.1 引言
5.2 EBSD技術的發(fā)展
5.3 鎂合金EBSD試樣的制備
5.4 鎂合金壓痕-壓平復合形變織構的分析
5.4.1 變形溫度對織構的影響
5.4.2 齒間距對織構的影響
5.5 復合形變后板材殘余應力的變化
5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]AZ80鎂合金熱變形本構模型及動態(tài)再結晶行為研究[J]. 陳軍,紀興華,呂昕暉,陳剛. 特種鑄造及有色合金. 2019(10)
[2]Effects of Mg17Al12 second phase particles on twinning-induced recrystallization behavior in Mg–Al–Zn alloys during gradient hot rolling[J]. Zhong-Zheng Jin,Xiu-Ming Cheng,Min Zha,Jian Rong,Hang Zhang,Jin-Guo Wang,Cheng Wang,Zhi-Gang Li,Hui-Yuan Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[3]Simulation of dynamic recrystallization for an Al-Zn-Mg-Cu alloy using cellular automaton[J]. Jie Zhang,Zhihui Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Xiwu Li,Hongwei Yan,Lizhen Yan,Hongwei Liu,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2019(04)
[4]鑄造鎂合金金相組織腐蝕劑的研究[J]. 李慧. 特種鑄造及有色合金. 2019(06)
[5]劇烈塑性變形對AZ31鎂合金微觀組織演化的影響[J]. 徐淑波,張小東,景財年,林曉娟,劉鵬. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[6]AZ31B鎂合金鑄軋板的織構和沖壓性能的分析[J]. 余虹妮. 中國金屬通報. 2018(02)
[7]熱軋過程中壓下量對AZ61鎂合金組織與性能的影響[J]. 王宏巖,梁海成. 沈陽理工大學學報. 2018(01)
[8]鎂合金的性能特點及應用[J]. 唐聯(lián)耀. 南方農機. 2017(24)
[9]ZK60鎂合金低擠壓比棒材的熱壓縮變形行為[J]. 張迪,劉運騰,林濤,周吉學,趙忠魁. 輕金屬. 2017(10)
[10]AZ31鎂合金壓縮孿晶對組織及性能的影響[J]. 張輝,彭金華,張真,鐘志宏,鄭玉春,吳玉程. 金屬熱處理. 2017(03)
博士論文
[1]Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金往復鐓—擠變形組織演變研究[D]. 杜玥.中北大學 2018
[2]孿生變形對AZ系鎂合金析出相的調控機制及性能研究[D]. 王春鵬.重慶大學 2018
[3]Mg-Zn-RE-Zr合金擠壓過程中的微觀組織演變及力學性能研究[D]. 邱鑫.吉林大學 2017
[4]AZ31鎂合金熱軋變形機理與工藝研究[D]. 馬茹.大連理工大學 2017
[5]Mg-Al系壓鑄鎂合金顯微組織對力學性能和腐蝕性能影響的研究[D]. 姜巍.吉林大學 2017
[6]Mg-3Al-3Sn鎂合金微觀組織、拉伸性能與變形機制[D]. 南小龍.吉林大學 2015
[7]AZ31鎂合金的形變孿生行為及孿生機制[D]. 何杰軍.重慶大學 2014
[8]鑄態(tài)AZ80鎂合金多次變形工藝及力學行為研究[D]. 孟模.中北大學 2012
[9]AZ31和AM30鎂合金管材彎曲成形及變形機理研究[D]. 吳文云.上海交通大學 2010
碩士論文
[1]深冷處理對AZ31鎂合金組織及性能的影響研究[D]. 郭超凡.吉林大學 2019
[2]AZ31鎂合金孿生與力學行為的相關性研究[D]. 趙亞茹.山東大學 2019
[3]Nd元素及溶液pH值對鎂合金PEO膜耐蝕性的影響[D]. 郭方慧.哈爾濱工程大學 2018
[4]AZ31鎂合金板材復合形變工藝及組織演變規(guī)律研究[D]. 劉魯銘.沈陽理工大學 2018
[5]AZ31鎂合金室溫多向壓縮過程孿生行為的研究[D]. 崔凱旋.福州大學 2017
[6]Mg-6.8Li-3Al-xCa合金組織與力學性能研究[D]. 王寶.重慶大學 2017
[7]高應變速率下AZ31鎂合金的力學性能和微觀組織演變[D]. 李澤堯.重慶大學 2016
[8]AZ31鎂合金的壓縮變形及再結晶行為研究[D]. 周德智.大連理工大學 2015
[9]AZ61鎂合金薄板軋制過程的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 曹宏偉.哈爾濱理工大學 2015
[10]AZ31鎂合金薄板軋制及組織性能的研究[D]. 盧楊.遼寧科技大學 2014
本文編號:3683054
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