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文檔簡介
1、本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目(資助號(hào):50974038,51034002),研究了Mg-3Sn-Mn合金搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形技術(shù)。設(shè)計(jì)和完善了實(shí)驗(yàn)設(shè)備,優(yōu)化了工藝;分析了搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形過程力能參數(shù);研究了搓動(dòng)剪切作用下Mg-3Sn-Mn合金連續(xù)流變軋制成形過程組織形成機(jī)理;對(duì)搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形制備的Mg-3Sn-Mn合金板材進(jìn)行了二次軋制與熱處理,研究了二次軋制及熱處理后Mg-3Sn
2、-Mn合金板材的組織性能。獲得了以下主要結(jié)果:
(1)提出了搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形基本原理,設(shè)計(jì)了搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形實(shí)驗(yàn)機(jī),建立了Mg-3Sn-Mn合金搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形工藝。
(2)建立了連續(xù)流變軋制成形矩形孔型中單位軋制壓力分布的計(jì)算模型,分析了軋制工藝參數(shù)對(duì)單位軋制壓力分布的影響規(guī)律。連續(xù)流變軋制成形板材厚度越小,寬度越窄,單位軋制壓力峰值和平均單位軋制壓力越大;隨著板材厚度減小
3、,單位軋制壓力峰值向出口移動(dòng);隨著板材寬度減小,單位軋制壓力峰值向入口移動(dòng);隨著工作輥半徑增大,單位軋制壓力峰值和平均軋制壓力增大,峰值向出口偏移。
(3)獲得了工藝參數(shù)對(duì)搓動(dòng)剪切作用下Mg-3Sn-Mn合金連續(xù)流變軋制成形組織的影響規(guī)律,優(yōu)化了工藝參數(shù)。澆注溫度在690℃~730℃范圍內(nèi),隨著澆注溫度降低,制品邊部柱狀晶區(qū)增大,中心等軸晶區(qū)減小,等軸晶區(qū)的初生相α-Mg增多并且逐漸球化;工作輥轉(zhuǎn)速在0.052m·s-1~0.
4、087 m·s-1范圍內(nèi),隨著工作輥轉(zhuǎn)速減小,制品邊部柱狀晶區(qū)減小,中心等軸晶區(qū)增大。澆注溫度為690℃,工作輥轉(zhuǎn)速為0.052m·s-1時(shí),獲得了表面質(zhì)量和內(nèi)部組織較好的Mg-3Sn-Mn合金板材。
(4)分析了搓動(dòng)剪切作用下Mg-3Sn-Mn合金連續(xù)流變軋制成形過程中組織形成機(jī)理。合金熔體首先在輥-靴表面異質(zhì)形核,靠近輥-靴表面的合金冷卻速度較快過冷度較大,利于晶體以枝晶方式長大。在工作輥的剪切攪拌作用下,合金中心的熔體散
5、熱方向不明顯,溶質(zhì)分布均勻,利于晶體直接球形長大。在枝晶臂剪切斷裂機(jī)制和枝晶臂熔斷機(jī)制作用下枝晶逐漸被破碎球化。
(5)通過對(duì)搓動(dòng)剪切作用下連續(xù)流變軋制成形制備的Mg-3Sn-Mn合金板材進(jìn)行二次軋制與熱處理,獲得了性能優(yōu)良Mg-3 Sn-Mn合金板材。對(duì)二次軋制板材進(jìn)行固溶時(shí)效處理,隨時(shí)效時(shí)間延長,第二相由晶界析出逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫?nèi)析出;隨著時(shí)效溫度升高,第二相析出速度增加,晶粒容易粗化。二次軋制后Mg-3Sn-Mn合金板材43
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