AZ31鎂合金鍛造變形行為的研究及數值模擬.pdf

1、鎂合金因其密度小、比強度和比剛度高、良好的導熱性與導電性而被譽為21世紀理想的工程材料，在航空、航天、汽車和家用電器等行業(yè)已有多年的應用歷史。但是由于鎂合金是密排六方結構，使得鎂合金的室溫塑性較低，所以研究其高溫下的變形行為具有重要意義。目前對于變形鎂合金的研究大多集中于擠壓和軋制這兩種變形方式，而對于鍛造這種在中等應變速率且又是動載荷下的變形行為的研究甚少。本文通過對變形鎂合金AZ31在高溫下進行鐓粗變形來研究其變形行為和組織演變規(guī)律

2、，為鎂合金工藝的制定提供理論指導。
　　 本實驗材料為均勻化后AZ31鎂合金，實驗分為熱壓縮與熱鍛兩部分：第一部分，通過Gleeble-1500熱模擬機對AZ31鎂合金分別在不同溫度(200℃～450℃)不同應變速率(0.01s-1、0.1s-1、1s-1、5s-1)下進行熱壓縮實驗，得到真應力-應變曲線，為后面鎂合金材料模型的建立做準備。第二部分，將試樣在不同溫度(200℃～450℃)下鐓粗變形30％；在350℃下對試樣進行不

3、同鐓粗量(5％～40％)的變形。在金相顯微鏡下觀察其微觀組織，測量再結晶晶粒尺寸和體積分數，測試變形量為30％鍛件的力學性能和顯微硬度，并對斷口進行掃描分析。最后結合透射電鏡觀察對AZ31鎂合金熱鍛過程中的變形機制進行了初步探討。此外，還采用DEFORM軟件對熱鍛過程進行了有限元模擬分析。
　　 研究發(fā)現，AZ31鎂合金熱鍛過程中，隨著鍛造溫度升高，孿晶數量減少，再結晶分數增加；在相同變形溫度下，只有當變形量超過某一臨界應變時，

4、才會發(fā)生再結晶，繼續(xù)增大變形量，再結晶形核點增多、體積分數增加。鍛件的抗壓強度隨溫度升高先增加再降低，在350℃時達到最大值317Mpa。鍛件的斷口形貌以解理斷裂為主，具有明顯的脆性鍛煉特征。AZ31鎂合金在中低溫鍛造時產生大量孿晶，變形機制以孿生動態(tài)再結晶為主，并伴隨有動態(tài)回復現象和亞晶的出現；在高溫鍛造時，AZ31鎂合金發(fā)生了明顯的動態(tài)再結晶，再結晶組織較均勻，形成的新晶粒內有一定程度的應變，變形機制為連續(xù)動態(tài)再結晶。