AZ31B鎂合金鑄軋工藝模擬及其實驗研究.pdf

1、鎂合金板材在航空航天、汽車、3C等領域都有著十分廣泛的應用前景。但由于鎂合金室溫塑性差,傳統(tǒng)的軋制必須在較高溫度下進行,而且軋制工序很長,導致生產(chǎn)周期過長,成品率低,成本高。本論文建立了有限元模型,對AZ31B鎂合金鑄軋過程中的熱力耦合問題進行了有限元模擬,通過實驗確定了合適的AZ31B鎂合金鑄軋和后續(xù)熱處理、軋制工藝條件,并利用透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、金相(OM)、室溫拉伸等實驗方法詳細研究了AZ31B鎂合金鑄軋板材的

2、微觀組織及力學性能。研究結果表明:
　　 通過有限元模型對AZ31B鎂合金鑄軋過程中熔體溫度場和變形場進行計算,計算模擬確定的鑄軋參數(shù)為:澆注溫度680～710℃;鑄軋速度2.5～2.8 m/min;在此模擬基礎上采用相同的鑄軋參數(shù)進行鑄軋實驗,成功制備出了厚度3.8 mm,寬度200 mm的鑄軋AZ31B鎂合金板。不引入外場鑄軋的AZ31B鎂合金板枝晶網(wǎng)胞發(fā)達,二次枝晶間距約20～25μm,板面內(nèi)力學各向異性不明顯,而引入超聲

3、場和電磁場(以下稱為“組合場”)后鑄軋得到的AZ31B鎂合金板微觀組織更加細小均勻,有明顯的半固態(tài)組織,平均晶粒尺寸約為12～18μm,在力學性能上也可得到很大改善:相比不引入外場鑄軋的AZ31B鎂合金板而言,引入組合場鑄軋的AZ31B鎂合金板鑄軋方向抗拉強度可提高13％,與鑄軋方向呈90°方向延伸率提高了70％,引入組合場鑄軋AZ31B鎂合金板的硬度值也提高了26％。超聲場或電磁場單一作用下的鑄軋AZ31B鎂合金板力學性能也有所提高。