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异步轧制AZ31镁合金板材的微观组织及力学性能研究

作　者: 孙瑞
导　师: 王忠堂
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: AZ31镁合金 异步轧制 织构 力学性能 数值模拟
分类号: TG339
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


采用异步轧制技术生产镁合金板材不仅具有能耗低、产品精度高等优点，还可以改善镁合金板材的塑性成形性能。本文通过数值模拟和实验分析的方法，对AZ31镁合金板材异步轧制工艺、变形过程中的组织变化、成形板材力学性能等开展了研究。主要内容如下：（1）采用有限元软件MSC.MARC对AZ31镁合金板材异步轧制过程进行了数值模拟，分析了异步轧制工艺参数对轧制力、等效应力、等效应变、板材位移的影响规律。得到了较为合理的摩擦系数和异步比用于绘制模拟极图，即摩擦系数0.3、异步比1：1.44。（2）利用MATLAB软件绘制了工艺参数为摩擦系数0.3，异步比为1.44条件下，不同压下量的异步轧制板材极图，分析了板材基面织构的变化趋势，即随着变形量的增加，板材基面织构先减弱后增强。（3）进行了AZ31镁合金异步轧制实验，运用X射线衍射技术，绘制了不同压下量的真实异步轧制板材极图，并与模拟极图进行了对比，得到了相似的织构变化趋势。（4）探讨了总压下量、异步比、轧制温度等工艺对AZ31镁合金异步轧制板材微观组织的影响。分析了在不同压下量下普通轧制与异步轧制镁合金板材的金相组织、XRD极图，综合金相和极图解释了板材基面织构强度随压下量变化的原因。（5）探讨了总压下量、异步比、轧制温度等工艺对AZ31镁合金板材的拉伸力学性能的影响。镁合金轧制板材在不同方向的压缩应力—应变曲线具有较明显的差异，本文根据轧制板材微观组织及镁合金变形机制分析了镁合金轧制板材压缩力学性能各向异性的成因。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章 绪论  12-25
  1.1 研究背景  12
  1.2 镁及镁合金的性质  12-13
  1.3 镁及镁合金的应用  13-17
  1.4 镁合金塑性变形研究  17-20
    1.4.1 镁合金塑性变形理论  17-19
    1.4.2 镁合金塑性加工技术  19-20
  1.5 镁合金塑性成形微观组织理论与研究进展  20-22
    1.5.1 镁合金动态再结晶  20-21
    1.5.2 镁合金的织构  21-22
  1.6 有限元模拟在轧制方面的研究进展  22-23
    1.6.1 有限元的基本思想  22
    1.6.2 有限元法的应用和发展  22-23
  1.7 本课题研究目的与意义  23-25
第2章 AZ31 镁合金板材异步轧制数值模拟  25-49
  2.1 模拟工具介绍  25-27
  2.2 模拟流程  27-28
  2.3 轧制板材有限元模型的建立  28-31
    2.3.1 几何模型的建立  28
    2.3.2 前处理的设定  28-31
  2.4 工艺参数的选择  31-43
    2.4.1 摩擦系数对异步轧制的影响  31-37
    2.4.2 异步比对异步轧制的影响  37-43
  2.5 极图的绘制  43-48
    2.5.1 数据采集  43-45
    2.5.2 极图绘制及织构演化分析  45-48
  2.6 本章小结  48-49
第3章 AZ31 镁合金板材异步轧制实验研究  49-58
  3.1 引言  49
  3.2 异步轧制试验过程  49-53
    3.2.1 异步轧制板材的制备  49-50
    3.2.2 异步轧制试验设备  50-51
    3.2.3 异步轧制实验步骤  51-53
  3.3 镁合金金相制备  53-55
  3.4 力学性能及 XRD 试验过程  55-58
第4章 异步轧制 AZ31 镁合金板材的微观组织研究  58-71
  4.1 引言  58
  4.2 实验结果与模拟结果的比较  58
  4.3 压下量对微观组织的影响  58-64
    4.3.1 压下量对微观组织的影响  58-62
    4.3.2 压下量对织构的影响  62-64
  4.4 异步比对微观组织的影响  64-68
  4.5 轧制温度对微观组织的影响  68-70
  4.6 本章小结  70-71
第5章 异步轧制 AZ31 镁合金板材力学性能研究  71-85
  5.1 引言  71
  5.2 异步轧制板材拉伸力学性能  71-76
    5.2.1 压下量对异步轧制板材拉伸力学性能的影响  71-73
    5.2.2 异步比对异步轧制板材拉伸力学性能的影响  73-75
    5.2.3 轧制温度对异步轧制板材拉伸力学性能的影响  75-76
  5.3 异步轧制板材压缩力学性能  76-83
    5.3.1 不同压缩方向板材压缩力学性能曲线的差异  76-80
    5.3.2 压下量对板材压缩力学性能的影响  80-83
  5.4 本章小结  83-85
结论  85-87
参考文献  87-91
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  91-92
致谢  92-93

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 轧制 > 有色金属轧制
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