電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋技術(shù)研究.pdf

1、軋制鎂合金在材料性能上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有著廣闊的應(yīng)用范圍。雖然單一鎂合金軋制技術(shù)也都依托其各自強(qiáng)化機(jī)理各具優(yōu)點(diǎn)，在不需要添加合金元素，獲得細(xì)晶組織和具有能與高合金化合金相媲美的強(qiáng)度。但所存在的問(wèn)題也是明顯不可忽視的，如軋制板材存在著嚴(yán)重的各向異性、制備工藝還不夠成熟、力學(xué)性能還需要進(jìn)一步的提高等問(wèn)題?；诖?，本文創(chuàng)新性的對(duì)電塑性加工、異步軋制和累積疊軋技術(shù)協(xié)同作用下的電致誘導(dǎo)異步疊軋關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，來(lái)繼續(xù)探索獲得高性能細(xì)晶材料的新方法，彌

2、補(bǔ)傳統(tǒng)的軋制工藝需要多道次和道次間安排熱處理的缺點(diǎn)，在加大變形量的同時(shí)減少了裂紋產(chǎn)生，大大提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
　　本文探究了該電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制條件下的塑性變形理論，分別采用卡爾曼法、奧羅萬(wàn)法對(duì)比分析了電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制過(guò)程單位軋制壓力，得到了適用本模型的平均單位軋制壓力公式；分析研究了電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制過(guò)程流變應(yīng)力行為的影響因素，其中包括電參數(shù)、異步比、軋制層數(shù)等，構(gòu)建了該復(fù)合軋制條件下的流

3、變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型。
　　針對(duì)多因素影響下的電致誘導(dǎo)鎂板材異步累積疊軋過(guò)程進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將復(fù)合軋制有限元模型中電致塑性效應(yīng)的影響分為熱效應(yīng)及電激勵(lì)效應(yīng)兩部分，分別通過(guò)ANSYS Multiphysics電熱效應(yīng)分析和電致誘導(dǎo)拉伸試驗(yàn)獲得電流產(chǎn)熱和電激勵(lì)條件下的力學(xué)參數(shù)，然后將上述參數(shù)直接引入到LS-DYNA中實(shí)現(xiàn)復(fù)合軋制過(guò)程溫度場(chǎng)、力學(xué)場(chǎng)、電場(chǎng)的耦合仿真模擬。
　　通過(guò)改變軋制過(guò)程中的上下軋輥異步比，探究異步比對(duì)復(fù)合軋制變形行

4、為的影響。研究表明：由于上下軋輥速度差使板材受到一對(duì)切應(yīng)力作用，造成板材晶體傾轉(zhuǎn)，加速了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，但異步比過(guò)大會(huì)造成板材滑移，作用效果不再明顯，使軋制過(guò)程中流變應(yīng)力隨異步比的增加先減小后增大，軋制溫度隨異步比的增加先增加后減小，在異步比為1.15時(shí)流變應(yīng)力最小。
　　通過(guò)改變軋制過(guò)程中的脈沖電流、脈沖頻率，探究電參數(shù)對(duì)復(fù)合軋制變形行為的影響。結(jié)果表明：電參數(shù)的影響一方面是通過(guò)熱效應(yīng)作用，另一方面通過(guò)電激勵(lì)作用，均對(duì)軋制過(guò)程流

5、變應(yīng)力起到減弱效果。流變應(yīng)力隨著脈沖電流的增加逐漸減小；隨脈沖頻率的增加先減小后增大，在脈沖電流245A脈沖頻率275Hz時(shí)取得較小值。脈沖頻率過(guò)高時(shí)（400Hz）其對(duì)板材的電激勵(lì)作用不再明顯，僅僅是以熱效應(yīng)的方式影響流變應(yīng)力。
　　通過(guò)改變軋制過(guò)程中的軋制層數(shù)，探究軋制層數(shù)對(duì)復(fù)合軋制變形行為的影響。結(jié)果表明：累積疊軋通過(guò)板材疊層軋制提高塑性變形量，使板材在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較多熱量，板材溫升加快，弱化了變形抗力，流變應(yīng)力減小。但其不如

6、異步比、電參數(shù)影響顯著。
　　基于復(fù)合仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用 R統(tǒng)計(jì)軟件，通過(guò)多元線性回歸分析，構(gòu)建了該電致誘導(dǎo)鎂板材異步累積疊軋模型下的流變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型；考慮到電致誘導(dǎo)下鎂板材異步累積疊軋與拉伸試驗(yàn)遵從相似的金屬塑性變形理論，本研究開(kāi)展了電致誘導(dǎo)鎂板材拉伸試驗(yàn)，驗(yàn)證了復(fù)合軋制下的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并采用 Matlab軟件將該復(fù)合軋制數(shù)學(xué)模型圖形化顯示，并與電致誘導(dǎo)下的拉伸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型的擬合性，結(jié)果表明該數(shù)學(xué)模型能夠較好的反映