建立半固态AZ61镁合金的本构关系及触变挤压成形

摘要

半固态金属成形方法作为21世纪最具有发展前途的近净成形技术之一。它与传统液态铸造相比：成形温度低，延长模具寿命，改善生产条件和环境，提高组织致密性和成品的机械性能；与传统固态塑性加工相比，变形抗力低，降低能耗和成本，对于复杂的零件，可一次成形，提高生产率。 本文采用SIMA法制备半固态AZ61镁合金，利用Gleeble-1500热模拟试验机分别对半固态镁合金AZ61和常规铸态试样在不同变形温度、应变速率下进行单向压缩试验。研究表明：半固态AZ61镁合金在高固相率下进行触变压缩时，变形抗力主要为克服颗粒滑动及颗粒塑性变形，变形机制以颗粒滑动及颗粒塑性变形为主。在触变压缩变形时，在相同应变速率条件下，随着变形温度的提高，变形抗力显著减少；在相同变形温度下，随着应变速率的升高，真实应力的峰值愈大。半固态变形抗力明显低于常规铸态时的变形抗力。 应用多元非线性回归方法建立半固态AZ61合金的本构关系：σ=exp(25-11560/T)·εZ0.026·εZ-0.09·(1-βfL)7.655，为AZ61半固态镁合金加工过程的数值模拟和热力参数的合理制订与控制提供了基础。通过数理统计软件SPSS进行回归系数与统计检验指标的计算，得到的回归方程具有显著意义。而且多元非线性回归计算曲线和实验曲线拟合良好。 设计并制造触变挤压模具，进行了半固态AZ61镁合金触变挤压实验，研究了不同成形工艺参数对变形力的影响。在触变挤压变形时，挤压温度越高，变形力越小；挤压速度越快，变形力越大。 利用DEFORM-3D塑性有限元软件对半固态AZ61触变挤压成形进行了数值模拟。通过对触变挤压成形实验和触变成形过程模拟结果的对比可知，二者拟合的较好，说明本刚—粘塑性本构关系式和触变挤压成形实验的工艺参数对实际应用具有重要的参考价值。 运用半固态金属触变塑性成形上限法，对半固态金属触变挤压过程进行了上限分析。经实验验证，所获计算结果与实验值吻合，可用于指导半固态金属触变挤压工艺实践。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章SIMA法制备半固态AZ61坯料

第三章半固态AZ61压缩变形特性

第四章建立半固态AZ61合金的本构关系

第五章半固态AZ61触变挤压成形

第六章半固态AZ61触变挤压有限元模拟及上限法分析

第七章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的文章

致谢