AZ61镁合金挤压工艺模拟研究

利用有限元软件对AZ61镁合金挤压工艺进行了研究,通过正交试验设计的方法研究了坯料温度、挤压速度、摩擦条件、模具锥角和模具工作带长度对挤压载荷、等效应力及变形均匀性的影响,根据模拟结果提出最佳的工艺参数,为实验的研究提供了参考.     

AZ31变形镁合金及其挤压工艺的研究现状

本文根据文献资料总结了AZ31变形镁合金的性能特点、高温流变应力方程及其挤压工艺的研究和应用现状，为进一步开展AZ31镁合金挤压工艺的研究，特别是计算机模拟提供了参考依据。     

镁及镁合金挤压模具的设计特点

论述了镁及镁合金挤压工模具的特点及与铝及铝合金挤压工模具的异同,分别介绍了镁及镁合金棒材模、无缝管材模、型材模及平面组合模的设计要点并举例说明,对指导生产实践有一定的价值。     

AZ31变形镁合金性能与组织的研究

对商业化的AZ31B和AZ31D变形镁合金挤压后的型材进行取样,对其拉伸性能、断口形貌和金相组织进行了观察。结果表明：挤压后的镁合金发生了动态再结晶,生成了细小的等轴晶粒,从而提高了材料的强度和塑性加工性能,其中AZ31D镁合金的塑性提高得更大。在此基础上进一步对镁合金的变形机制进行探讨。     

镁合金板材挤压工艺的有限元模拟

采用有限元模拟方法对AZ31B镁合金板材挤压过程中的应力场、应变场和挤压力随工艺参数的变化规律进行研究.所研究的挤压工艺参数包括:挤压温度、挤压比和挤压速度等。结果表明:随着坯料挤压温度的升高,最大等效应变值从17. 6逐渐增大至26. 4;最大等效应力值由133. 2 MPa减小至43. 4 MPa;挤压温度高于350℃后,挤压力变化不大.随着挤压比的增加,挤压力由7. 328 MN增大至8. 808 MN;最大等效应变值先减小后增大;最大等效应力值由87 MPa增加至119 MPa.随着挤压速度的增加,挤压力从2. 14 MN增加至3. 42 MN;最大等效应变值先增大后减小;最大等效应力值由72. 3 MPa逐渐增大至104. 2MPa.     

挤压温度和挤压比对AZ31镁合金组织性能的影响

本文研究了挤压比和挤压温度对AZ31镁合金热挤压材显微组织和力学性能的影响.结果表明,挤压可以显著细化AZ31合金的显微组织,挤压比越大,晶粒尺寸越细小,力学性能得到较大提高;随着挤压温度的升高,晶粒有所长大,抗拉强度基本呈减小趋势,而延伸率则先升后降;挤压比为35、挤压温度为350℃时,可得到细化均匀的合金组织和良好的力学性能.     

AZ31镁合金型材挤压生产工艺的研究

采用卧式挤压机,对AZ31镁合金型材挤压工艺进行了生产跟踪试验研究,确定了AZ31镁合金型材在挤压操作时的最佳挤压筒温度、镁棒温度、模具预热温度和挤压速度。分析了型材产品的力学性能和微观组织结构,结果表明在给定操作工艺下,可得到高强度、细晶粒度、良好塑性和表面光洁的挤压型材。     

热处理对反向挤压AZ80镁合金组织与性能的影响

采用光学和扫描电子显微观察、X射线衍射及拉伸试验研究了反向挤压AZ80镁合金不同热处理状态下的显微组织及性能.结果表明:反向挤压AZ80镁合金热处理后析出的β-Mg17Al12相(β相)在不同热处理状态下形貌不同.经T6热处理后,β相在晶界处呈层片状析出,与挤压态相比,合金的强度稍有降低,但延伸率明显提高;经T5热处理后,β相在晶界处仍呈层片状,而在晶内呈颗粒状,与挤压态相比,合金的强度明显提高,但延伸率降低.     

挤压态AZ31B镁合金在超塑变形过程中的微观组织及力学性能研究

通过正向温挤压获得了细晶微观组织的AZ31B镁合金。研究了在310～460℃范围内,应变速率1×10-3～1×100/s下的超塑性流变行为。结果表明,在415℃、1×10-3/s的条件下AZ31B镁合金具有良好的超塑性,最大延伸率可达380%。应变速率敏感指数达到0.47。通过光学显微镜和扫描电镜（SEM）分别观察了AZ31B镁合金在超塑变形过程中的微观组织演变和断口形貌。晶界滑移机制为AZ31B超塑变形的主要机制。     

镁合金散热器型材挤压模具的设计

针对具有大悬臂齿的镁合金散热器型材的特点，设计出了与传统分流模不同的假分流模。这种假分流模的成功设计和应用，为壁厚相差悬殊的实心型材的模具设计提供了新的思路和途径。     

AZ61镁合金焊丝的成形工艺及性能的研究和进展

对AZ61镁合金焊丝的成形工艺及性能的研究结果表明：在有专门的保温装置保证坯料温度始终保持在恒定的温度范围内、采用合理的润滑剂等条件下,采用热挤压法可以得到高质量的镁合金焊丝。从工艺性考虑,热挤压法适宜生产直径在φ2．0以上的焊丝,直径在φ2．0以下的焊丝,可采用热挤压与热拉拔复合工艺生产。     

铝型材宽展挤压过程的数值模拟及模具结构优化

采用刚粘塑性有限元法,在Deform-3D有限元商业软件上成功实现了导流宽展铝型材挤压过程的三维数值模拟,获得了挤压过程中材料的流动规律、应力场、应变场和温度场的分布,以及模具出口处金属流速的分布情况。通过数值模拟发现型材出口流速不均匀,造成端面不齐,对此提出了模具修改方案,通过调节模具工作带的长度,实现了型材挤压出口流速均匀的目的,从而保障了型材的产品质量。模拟结果为模具的优化设计及工艺参数的选取提供了理论依据。     

Experimental and Numerical Study of Electromagnetic Forming of AZ31B Magnesium Alloy Sheet

Wrought magnesium alloys are interesting materials for automotive and aeronautical industries due to their low density in comparison to steel and aluminium alloys, making them ideal candidates when designing a lower weight vehicle. However, due to their hexagonal close‐packed (hcp) crystal structure, magnesium alloys exhibit low formability at room temperature. For that reason, in this study a high velocity forming process, electromagnetic forming (EMF), was used to study the formability of AZ31B magnesium alloy sheet at high strain rates. In the first stage of this work, specimens of AZ31B magnesium alloy sheet have been characterised by uniaxial tensile tests at quasi‐static and dynamic strain rates at room temperature. The influence of the strain rate is outlined and the parameters of Johnson‐Cook constitutive material model were fit to experimental results. In the second stage, sheets of AZ31B magnesium alloy have been biaxially deformed by electromagnetic forming process using different coil and die configurations. Deformation values measured from electromagnetically formed parts are compared to the ones achieved by conventional forming technologies. Finally, numerical study using an alternative method for computing the electromagnetic fields in the EMF process simulation, a combination of Finite Element Method (FEM) for conductor parts and Boundary Element Method (BEM) for insulators, is shown.     

基于数值模拟的AZ31镁合金连续流变成形浇注温度的影响

本文首先通过ANSYS数值模拟软件模拟了不同浇注温度时设备型腔内AZ31镁合金温度的变化,并确定了半固态区在型腔中的位置。然后采用连续流变成形实验设备,在不同浇注温度下进行实验,得到了部分产品。对比实验得到的产品表面质量,确定了最佳的浇注温度范围为730-750℃。同时分析了740℃浇注时型腔中合金的组织演化过程,认为合金浇注进型腔后,在工作辊的剪切搅拌作用下经历了枝晶-玫瑰晶-球状晶的演化过程。