AZ31鎂合金心形件超塑氣脹成形數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、鎂合金是常用金屬材料中最輕的一種，它的密度小，只有鋁合金的2/3，鈦合金的1/3；具有高的比強度、比剛度、尺寸穩(wěn)定性，也具有良好的電磁屏蔽性、導熱性，且易于回收；廣泛應用于航空航天、汽車、通訊、和電子工業(yè)。由于鎂合金的六方晶體結構（HCP），導致鎂合金成形能力較低，室溫下用常規(guī)的塑性成形方法制造一些鎂合金空心殼體零件是比較困難的。因此，研究其在一定條件下是否具有超塑性能，采用超塑氣脹成形，對擴大其實際應用范圍，形成較復雜形狀的鎂合金零件

2、，將有較大的實際意義。 本文用有限元分析軟件MSC.MARC對AZ31鎂合金心形件恒應變速率超塑氣脹成形過程進行了數(shù)值模擬。運用組織超塑性理論，借助于粘塑性/剛粘塑性有限元法，設計了20組模擬實驗，對AZ31鎂合金心形件恒應變速率氣脹成形過程、脹形件壁厚分布以及成形溫度和應變速率對脹形件壁厚分布的影響進行了研究，并找到二者的最優(yōu)組合。 同時對AZ31鎂合金心形件超塑氣脹成形模具進行了設計，結合數(shù)值模擬得到的最優(yōu)化的成形溫

3、度以及脹形加壓規(guī)律，進行了AZ31鎂合金心形件的超塑氣脹成形實驗。得到了脹形試樣的壁厚分布規(guī)律并對其進行了分析，然后與數(shù)值模擬結果進行了對比分析，將數(shù)值模擬建模、工藝參數(shù)處理和實驗條件對心形件超塑氣脹成形模擬和實驗間誤差的影響進行了分析。從而為指導超塑脹形實驗及生產，預測成形缺陷提供了一條有效途徑。 最后對所得脹形件沿對稱截面和角部截面共16個取樣點進形了金相分析，并用直線截距法計算出各點的晶粒尺寸。結果表明：所有取樣點晶粒尺寸