锻造用镁合金锻压试验和成型机理研究

摘要

本文研究了Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热变形行为。通过热压缩实验、本构关系和热加工图的研究，对镁合金锻造工艺进行了优化，通过门槛应力分析镁合金的变形机理。
　　结果表明：流变应力的大小随着应变速率的增加而增大，随着温度的升高而减小；在变形的初始阶段流变应力随应变增加而增大，当增大至一定值后趋于平稳，表现出动态回复和再结晶的特征。
　　经过计算，得出了两种材料高温热压缩的热变形激活能 Q分别为158.144 kJ/mol和132.8 KJ/m，并确定了该材料本构方程。在此基础上，通过将功率耗散图与流变失稳图叠加得到了应变为0.5和0.7时的热加工图，利用热加工图确定了Mg-4Sn-1.5Pb镁合金热变形的优化工艺参数：温度范围为350-390℃，应变速率范围为0.001-0.1 s-1，Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热变形的优化工艺参数：400℃/0.01s-1，材料的变形机制为位错攀移机制。
　　对铸态Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金锻造变形后的显微组织观察发现，材料中基本组织为孪晶、动态再结晶以及孪晶和动态再结晶的混合组织，变形速率、变形温度以及应变量对组织的演化规律有重要影响。
　　锻造后镁合金中形成了(0002)基面垂直于锻造方向的织构。分析表明，温度、变形量、以及Pb元素的加入并没有改变材料的织构类型，但对织构的强度有一定影响。

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第1章绪论

1.1镁合金概述

1.2镁合金锻造

1.3镁合金织构

1.4本课题研究的目的和意义

1.5本课题的研究目标与内容

第2章 试验材料与试验方法

2.1试验方案

2.2试验材料

2.3试验方法

第3章 Mg-4Sn-1.5Pb和Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热压缩变形流变应力

3.1 Mg-4Sn-1.5Pb和Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的高温压缩变形参数

3.2合金的流变特征

3.3 Mg-4Sn-1.5Pb镁合金的本构方程

3.4Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的本构方程

3.5 Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金高温变形机理

3.6小结

第4章Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金热加工图的构建

4.1引言

4.2热加工图理论

4.3Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的热加工图

4.4 结论

第5章 锻造工艺对组织和性能的影响

5.1 引言

5.2 Mg-4Sn-1.5Pb及Mg-4Sn-2.5Pb镁合金的铸态显微组织

5.3锻造后合金的宏观形貌及显微组织

5.4 结论

第6章 锻造对材料力学性能的影响

6.1引言

6.2变形参数对机械性能的影响

6.3 Mg-4Sn-2.5Pb室温断口形貌分析

6.4结论

第7章镁合金锻造过程中的晶粒取向演变

7.1锻造过程中的晶粒取向演变

7.2镁合金锻造过程中织构演变

7.3结论

结论

参考文献

致谢

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