AZ31B鎂合金板材溫熱塑性變形機制與成形極限的實驗與理論研究.pdf

1、鎂合金作為目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強度/比剛度高、導熱性好、阻尼減振、電磁屏蔽、易回收等優(yōu)點，在航空航天、汽車、電子通信、國防等領域有巨大的應用潛力。鎂合金板材成形技術(shù)可以獲得綜合力學性能優(yōu)良的零件，但目前尚未得到廣泛應用，一方面由于鎂合金常溫塑性差且變形機制復雜，另一方面鎂合金板材塑性變形理論還處于起步階段，遠未完善。通過實驗與模擬方法研究鎂合金板材成形中變形行為和微觀機制及其相互關系，具有重要的理論價值和一定的實際意義。

2、>　　本文選用AZ31B鎂合金板材作為研究對象，圍繞溫熱條件下鎂合金板材變形開展了較為系統(tǒng)的實驗和晶體塑性模擬，分析了變形機制的演化規(guī)律及其對板材性能的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.溫熱條件下AZ31B板材單軸加載實驗研究
　　在100~300℃下對AZ31B板材開展了系統(tǒng)的單向拉伸、壓縮實驗，分析了溫度、應變率、加載模式等變形條件對AZ31B板材力學性能及各向異性演化的影響；通過金相觀察、X射線衍射(XRD)及電子背散

3、射衍射(EBSD)等表征方法，分析了鎂合金板材變形過程中微觀組織及織構(gòu)取向的演化；在AZ31B板材溫熱變形中，首次發(fā)現(xiàn)厚向異性指數(shù)(r值)異常演化規(guī)律與板條狀微觀組織的形成，并分析了此類現(xiàn)象的產(chǎn)生條件。
　　2.基于多晶體塑性模型的AZ31B板材微觀變形機制演化分析
　　采用多晶體粘塑性自洽模型(Visco-Plastic Self-Consistent，VPSC模型)對 AZ31B板材在100~200℃和0~0.2應變時單

4、軸加載實驗進行模擬，定量分析了不同滑移模式及孿晶等變形機制的演化規(guī)律；系統(tǒng)分析了不同變形機制對晶粒取向演化的影響，結(jié)合變形機制開動率分析了鎂合金板材宏觀性能與織構(gòu)演化規(guī)律；加載模式?jīng)Q定了變形中的主導變形機制，而不同變形機制的開動率演化受溫度及應變顯著影響，在200℃沿軋制方向壓縮時，柱面滑移與基面滑移開動率隨加載模式不同的演化導致了r值的異常。
　　3.AZ31B板材多晶體塑性-動態(tài)再結(jié)晶建模與分析
　　耦合動態(tài)

5、再結(jié)晶和多晶體塑性理論，引入基于位錯密度演化的硬化方程，建立了一種多晶體塑性-動態(tài)再結(jié)晶計算模型(VPSC-DRX模型)；實現(xiàn)了宏觀應力應變、微觀變形機制、織構(gòu)演化與動態(tài)再結(jié)晶成核、長大過程的集成模擬；基于VPSC-DRX模型，分析了AZ31B板材變形中的動態(tài)再結(jié)晶行為，動態(tài)再結(jié)晶對AZ31B板材變形機制的影響隨加載模式而不同，盡管不會改變主導變形機制類型，卻顯著改變其開動率，并且會降低織構(gòu)強度；在200℃沿軋制方向壓縮時，基面滑