AZ61镁合金薄板轧制过程的数值模拟与实验研究

摘要

镁合金作为实际应用最轻的金属材料，以其较高的比强度和比刚度，优良的阻尼减震和屏蔽电磁波，以及便于回收等诸多优点，被广泛应用于航空航天、电子电器和汽车等领域。变形镁合金板材的生产技术在镁合金生产中占有重要地位，而轧制作为生产镁合金板材的主要方法，亦被广大学者作为主要研究对象。
　　本文首先 AZ61镁合金挤压板材的原始坯料作为研究对象，进行了不同温度下的单向轧制和交叉轧制以及热处理实验，利用金相显微镜、显微硬度等研究手段，分析轧制以及热处理所获取的薄板的组织以及性能。确定了镁合金相同压下量下，在轧制加热温度为350℃，可获取发生动态再结晶且平均晶粒尺寸最小的优质板材。交叉轧制下所获取的板材的平均晶粒尺寸还要低于单向轧制，这也说明改变轧制方向与原来轧制方向的角度，可降低平均晶粒尺寸，获取优质性能镁合金板材。热处理工艺则是以300℃×6 h所获取板材平均晶粒尺寸最小，性能最为优异。在250℃热处理时，AZ61镁合金板材组织内出现大量的孪晶组织，而在350℃时，AZ61镁合金迅速发生动态再结晶，且随时间延长晶粒越来越粗大，故而 AZ61镁合金退火处理温度不能高于350℃。
　　其次，通过Deform-3D软件进行了AZ61镁合金轧制过程中工艺参数的数值模拟，对所轧制实验进行了验证以及部分实验的补充。验证了AZ61镁合金交叉轧制所获取的板材要优于单向轧制的板材；模拟轧辊加热状态下，可获取较之室温状态下更好的板材。同时也对轧制过程中的晶粒度变化过程进行了模拟，可将AZ61镁合金轧制过程中不透明的晶粒演变过程直观的呈现在眼前，为分析AZ61板材轧制过程提供理论依据。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2变形镁合金的研究及应用现状

1.3镁合金的退火处理与再结晶行为

1.4镁合金板材轧制成形工艺

1.5板材轧制模拟研究现状

1.6有限元组织模拟的应用

1.7课题研究的目的和意义及主要研究内容

第2章 AZ61薄板轧制实验材料及方法

2.1实验材料

2.2实验方案

2.3实验设备

2.4实验分析

2.5有限元数值模拟

2.6本章小结

第3章 AZ61薄板轧制工艺及退火工艺分析

3.1引言

3.2轧制工艺研究

3.3热处理工艺研究

3.4硬度分析

3.5本章小结

第4章 AZ61薄板轧制数值模拟

4.1引言

4.2有限元组织模拟理论

4.3轧制过程有限元数值模拟

4.4晶粒度模拟步骤及结果分析

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢