AZ31B镁合金板料热拉深性能研究

通过实验研究了成形温度对AZ31B交叉轧制镁合金板料成形性能的影响。结果表明：随着温度的升高（T≤240℃）,镁合金板料的成形能力提高,在210-240℃时,AZ31B镁合金板料具有很好的拉深成形性能,为最佳成形温度范围。     

AZ31镁合金心形件超塑气胀成形过程数值模拟

在超塑成形条件和超塑成形机理基础上,采用有限元分析软件MSC．MARC对AZ31镁合金薄板心形件,在不同成形温度和应变速率条件下的恒应变速率超塑气胀成形过程进行了数值模拟分析．设计20组模拟参数组合对胀形件的壁厚、危险区域进行分析,得出AZ31镁合金薄板心形件具有最佳成形质量时的温度值、应变速率值以及在此条件下的压力／时间关系（P—t曲线）．同时本文对心形件的胀形过程以及成形特点进行了分析,对AZ31镁合金薄板心形件在胀形过程中．可能出现的缺陷位置做了预测．     

AZ31镁合金板冷拉深变形特点

在室温条件下,对最常用的镁合金AZ31板材在经过不同的退火热处理后进行冷拉深试验研究中,借助有限元数值模拟技术对其拉深变形过程进行分析,探索其冷拉深变形特点及规律,并合理解释在拉深过程中的载荷特点、破裂形态、极限拉深比、各向异性现象、厚度分布规律以及退火工艺条件、模具结构及尺寸对它们的影响规律.     

模具间隙对AZ31B板料成形性能的影响

凸凹模间隙是板料成形过程中的一个重要参数,其设计合理与否将直接影响成形产品的质量及模具寿命等,对镁合金板料而言也是如此。通过多次工艺实验,研究了模具单边间隙对AZ31B交叉轧制镁合金板料成形性能的影响,结果表明：针对0.8 mm厚的AZ31B板料,其最佳单边间隙为1.05-1.10t。     

高应变速率下载荷方向对镁合金力学性能的影响

为了研究高应变速率下AZ31B镁合金动态力学行为各向异性,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对沿挤压方向（ED）、法向（ND）及横向（TD）加工的AZ31B镁合金在应变速率为1.058~2.500s-1范围内进行冲击压缩实验,并采用扫描电镜观察压缩断口形貌.结果表明：高应变速率下AZ31B镁合金沿ED方向和ND方向有明显的应变强化现象,而沿TD方向应力对应变速率不敏感;随应变速率的增加,不同载荷方向屈服强度与最大应力值的差值变化程度有所不同,其中沿ND方向差值变化最大,沿TD方向差值变化最小;通过观察扫描断口形貌发现,在高应变速率下AZ31B镁合金在不同载荷方向下的断裂方式均为解理断裂.     

AZ31B镁合金和6065铝合金动态压缩行为数值模拟

为了研究帽状试样AZ31B镁合金和6065铝合金在动态压缩变形过程中的温度、应力与应变演变规律,采用Johnson-Cook本构方程和累积塑性损伤方程进行了数值模拟,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了AZ31B镁合金和6065铝合金帽状试样的动态变形过程.结果表明,两种合金的裂纹萌生和扩展过程相似,局域化变形带内塑性应变由内向外对称分布.相比于AZ31B镁合金,6065铝合金的塑性应变影响区域更为狭小,其应变和应变率硬化效果更强.6065铝合金的变形温度能够达到其动态再结晶临界点,因而易于绝热剪切带的形成.     

Kinetics of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy during homogenization

The kinetics of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy with different thicknesses during homogenization was analyzed.It is shown that fine grains are first formed at the boundaries of deformed bands in the twin-roll casting slab.The recrystallized grains with no strain are gradually substituted for the deformed microstructure of twin-roll casting AZ31 magnesium alloy.The incubation temperature and time for the recrystallization of a twin-roll casting AZ31 magnesium alloy strip with a thickness of 3 mm are lower and shorter than those of the 6-mm thick strip,respectively.The 3-mm thick twin-roll casting magnesium alloy has finer grains than the 6-mm thick strip.The activation energies of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy slabs with the thickness of 3 and 6 mm are 88 and 69 kJ/mol,respectively.The kinetics curves of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy were obtained.     

AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能研究

利用高频疲劳试验机对AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能进行了试验研究,给出了本实验条件下的S-N曲线,得到循环基数为107的疲劳极限是15.3MPa,并与相同材料光滑试样疲劳性能对比.运用扫描电镜对断口形貌进行了观察,分析了断裂机理.经分析认为:AZ31B挤压镁合金螺纹型缺口试样高周疲劳的断裂过程包括裂纹萌生、裂纹扩展、最终断裂3个阶段,疲劳源主要发生在螺纹根部,为多发性裂纹源;裂纹扩展区微观断口具有典型的解理断口形貌,断裂表现为脆性断裂.     

AZ31+Y+Sr镁合金板超塑成形中空洞演化

针对添加了Y和Sr元素双辊连铸连轧(TRC)AZ31镁合金板材气胀成形过程中空洞形成进行了研究,采用了双辊连铸连轧工艺制备出1 mm厚的AZ31和AZ31+Y+Sr板材,并进行了气胀成形实验.通过宏观测量与金相观察对胀形件进行分析,结果表明:连铸连轧工艺能够有效细化晶粒,在同等温度条件下,添加了Y和Sr元素的AZ31板材其超塑性能比普通双辊连铸连轧AZ31板材有显著提高;胀形件顶部比球面的空洞尺寸大、数量多,空洞的形成经过了形核、长大和聚合三个阶段,最终导致材料的断裂.     

退火处理对单道次轧制镁合金薄板组织的影响

变形镁合金因其优越的性能越来越受到国内外研究者的重视。采用单道次轧制的方法轧制出厚度为0.4 mm的AZ31镁合金薄板。对轧制后的薄板在不同温度、不同保温时间下进行退火处理,分析薄板在不同退火条件下的微观组织变化。结果表明:薄板经退火处理后组织变得更加细小均匀,平均晶粒尺寸为5μm。退火温度和保温时间共同影响着薄板的晶粒度,在320℃退火并保温80 min时平均晶粒度最小,仅有4.02μm。     

Effects of the types of overlap on the mechanical properties of FSSW welded AZ series magnesium alloy joints

The effects of the types of overlap on the mechanical properties of the friction stir spot welding(FSSW) welded AZ series magnesium alloy joints were investigated by microstructural observations,microhardness tests,and tensile tests.The results show that the micro-structure of the stir zone adjacent to the periphery of the rotating pin is mainly composed of the upper sheet.The average distance D between the longitudinal segment of the curved interface and the keyhole periphery,the tensile shear force,and the microhardness of the stir zone of the FSSW welded AZ61 alloy joint are the highest in all samples.During FSSW of AZ31 and AZ61 dissimilar magnesium alloys,the ir-regular deformation of the longitudinal segment of the curved interface appears,while the microhardness of the stir zone is higher when AZ61 alloy is the upper sheet.Moreover,the microhardness of the stir zone increases initially and then decreases sharply in the longitudinal test position.     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

磁场电流对AZ31镁合金组织与性能的影响

为了改善AZ31镁合金的综合性能并提高其利用价值,通过在AZ31镁合金整个凝固过程施加旋转磁场制备镁合金管坯.通过改变磁场电流对磁场与自然凝固条件下获得的AZ31镁合金铸锭的微观组织及力学性能进行了观察与测试,研究了磁场电流对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着磁场电流的增大,合金晶粒逐渐细化,晶粒内部出现较多的孪晶,且β-Mg17Al12相逐渐减少并细化.磁场电流越大,AZ31镁合金的力学性能越好.当磁场电流为150 A时,AZ31镁合金的抗拉强度为194 MPa,屈服强度为98 MPa,伸长率为14. 8%,与自然凝固状态相比分别提高了23. 6%、32. 4%和57. 4%.     

纤维金属层板成形极限测试的新试样设计

在拉深成形过程中,纤维金属层板常见的失效模式主要有起皱、纤维拉伸断裂以及界面分层.受金属拉深成形测试的启发,经研究,当纤维金属层板以纤维拉伸断裂与界面分层失效为主要的失效模式时,可以将纤维应变引入到成形极限图中.但是,由于用于拉深测试的传统金属条状试样形状会干扰纤维金属层板内纤维应变的计算,因此,本研究设计了一种新型切...     

镁合金AZ31阻尼性能的实验研究

采用脉冲响应衰减法研究镁合金AZ31的减振降噪效果.由脉冲激励激发镁合金薄板自由振动,测得镁合金薄板表面的辐射声压,将声压信号进行带通滤波,分离出薄板各个简正振动对应的辐射声压,或分析带宽内几个简正振动产生的复合声压,将该声压信号曲线进行多项式拟合,由拟合曲线的斜率得出镁合金的阻尼损耗因子,并与钢的阻尼性能进行比较.结果表明,镁合金的阻尼损耗因子随频率的增大逐渐减小,在660、1090、1230和1760Hz处存在阻尼峰值,是减振性能最佳的频率.在中低频段,镁合金的阻尼性能约为钢的2、3倍.镁合金构件在使用中必将体现出良好的抗冲击和减振降噪性能.     

基于拉深孔成形技术的杯形件拉深数值模拟

分析了拉深孔成形时的力学机理,并以杯形件为研究对象,进行拉深孔成形有限元模拟,同时分析了拉深后拉深件的危险断面处厚度减薄率和成形极限图（FLD）。分析结果表明,拉深孔排列规律、密度和孔径变化对板料的极限拉深高度有很大影响。     

AZ31B镁合金动态力学行为及变形机制

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的力学行为及变形机制,采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,平均应变速率范围在500~2600s^-1之间,用光学显微镜观察了测试后试样的微观组织变化.结果发现,由于在挤压过程中形成了基面织构,沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶｛1012｝<1120>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低,但在塑性变形的第二阶段,位错滑移参与变形,应变速率硬化效应显著;沿挤压方向拉伸时,压缩孪晶｛1011｝<1120>和非基面滑移是其主要的塑性变形机制,合金屈服强度较高,并表现出轻微的正应变速率效应;由于织构的形成,合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值约为0.32.     

晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.     

AZ31镁合金板热拉深成形工艺研究

对AZ31镁合金板热拉深进行了实验研究，分析了凸凹模圆角半径大小、摩擦与润滑条件对AZ31镁合金板热拉深成形的影响．实验结果表明：合适的凸凹模圆角半径与有利的摩擦润滑条件可以大大减少AZ31镁合金板热拉深成形过程中发生破裂的可能性．有利于其拉深成形的顺利进行。     

Effects of Biaxial Tensile on the Deformation Behavior of DP590 High-strength Steel Sheet under High Strain Rate

The effects of biaxial tensile pre-strain on the forming limit of DP590 high-strength steel under high strain rate were investigated. The stress-strain curves of DP590 steel sheet under the biaxial tensile of different load ratios were obtained. The forming limit diagrams(FLDs) of DP590 steel sheet under biaxial tensile pre-strain and electromagnetic hybrid forming were established. Results showed that the biaxial tensile pre-strain had significant effects on the formability of DP590 steel. The pre-strain in a certain range improved the forming limit of DP590 steel under high rate, and the forming limit increased with the pre-strain. The prestrain in the same direction of high rate increased the forming limit of the final deformation under complex strain paths conditions, but the pre-strain in the vertical direction decreased the minor strain under the high strain rate.