鎂合金板料成形性能及計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，鎂合金的研究和應(yīng)用已受到美、德、澳、日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的高度重視，加大了對(duì)鎂合金開發(fā)和應(yīng)用研究的投入，并且相繼出臺(tái)了一些大規(guī)模的鎂研究計(jì)劃。目前已經(jīng)開發(fā)的鎂合金有百余種，主要有Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-Zr和Mg-RE等5個(gè)合金系。近年來(lái)，鎂合金在汽車領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、通信領(lǐng)域以及國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。 鎂合金由于其常溫下塑性成形性能差，因此在鎂合金加工技術(shù)方面受到了一定限制。目前，鎂合金加工技術(shù)有鎂

2、合金鑄造技術(shù)、鎂合金塑性加工技術(shù)和超塑性成形技術(shù)。雖然傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)工藝比較成熟，新興壓鑄技術(shù)也改善了傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)的弊端，但是由于壓鑄技術(shù)自身的特點(diǎn)，在某些方面無(wú)法與塑性成形技術(shù)相比。如對(duì)于薄壁鎂合金部件的成形，采用壓鑄方法會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的廢料，而且達(dá)不到要求的強(qiáng)度和塑性，表面出現(xiàn)裂紋、軸線縮松和內(nèi)部裂紋等缺陷。而鎂合金板料塑性成形產(chǎn)品由于其性能的優(yōu)異性使鎂合金板料塑性成形工藝的研究備受重視，鎂合金板料塑性成形的研究無(wú)疑將是塑性成形領(lǐng)域的又一

3、大熱點(diǎn)。 本文針對(duì)隸屬于Mg-Al-Zn系的MB2鎂合金板料和隸屬于Mg-Mn-RE系的MB8鎂合金板料，進(jìn)行了大量的加熱塑性成形實(shí)驗(yàn)，得出相關(guān)數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線，研究了這兩種牌號(hào)鎂合金板料塑性成形性能與成形溫度、速度和潤(rùn)滑條件之間的關(guān)系；通過(guò)觀察塑性成形后的金相組織，研究成形工藝參數(shù)對(duì)板料金相組織的影響；并對(duì)MB8鎂合金進(jìn)行了高溫力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)，研究了溫度、速度與力學(xué)性能的關(guān)系。 主要研究?jī)?nèi)容包括：研究了MB2鎂合金板料成形

4、性能與工藝參數(shù)(成形溫度、成形速度和潤(rùn)滑劑)之間的關(guān)系，獲得了在不同工藝參數(shù)下板料成形性能的規(guī)律，得到了MB2鎂合金板材的最佳成形工藝參數(shù)，根據(jù)有關(guān)公式計(jì)算得到了該成形工藝參數(shù)下的極限拉深比。最后，通過(guò)金相顯微鏡觀察了拉深成形以后其組織的變化，分析了金相組織結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)之間的關(guān)系。 首次研究了MB8鎂合金的成形性能與工藝參數(shù)之間的關(guān)系，探索了鎂合金與成形溫度、成形速度和潤(rùn)滑條件之間的關(guān)系，得到了MB8鎂合金板材的最佳成形工藝參

5、數(shù)，以及該工藝參數(shù)下的極限拉深比。通過(guò)電子顯微鏡觀察了塑性成形之后的組織結(jié)構(gòu)變化。 將MB2與MB8兩種鎂合金的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，得出了鎂合金板料的Ce元素，在合理的含量比例下，能夠有效改善鎂合金板料的塑性成形性能的結(jié)論首次研究了MB8鎂合金板料在高溫下的力學(xué)性能，得到了在不同溫度與不同應(yīng)變速率下材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從而得出了其抗拉性能和延伸性能隨溫度與應(yīng)變速率的變化規(guī)律。 自行設(shè)計(jì)并制造了研究鎂合金板料成形性能的實(shí)驗(yàn)用模