AZ31镁合金板材超塑性气胀成形研究

研究了AZ31镁合金板材不同工艺条件下的气胀成形性能。实验表明，胀形高度随温度的升高而增大，且应变速率敏感指数值均大于0.3。在673K,0．7MPa下胀形25min所得的胀形件胀形高度达23．34mm，高径比为0．67。由金相及SEM电镜观察可知，在胀形件的顶端晶界处聚集了大量空洞。通过动态再结晶，晶粒得到了很大细化。并且随变形程度的增大，晶粒细化更明显。AZ31镁合金板材的超塑性胀形主要由晶界滑移控制，动态再结晶则为重要的辅助机制。     

AZ31镁合金板材超塑性气胀成形研究

研究了AZ31镁合金板材不同工艺条件下的气胀成形性能。实验表明,胀形高度随温度的升高而增大,且应变速率敏感指数值均大于0．3。在673 K,0．7 MPa下胀形25 min所得的胀形件胀形高度达23．34 mm,高径比为0．67。由金相及SEM电镜观察可知,在胀形件的顶端晶界处聚集了大量空洞。通过动态再结晶,晶粒得到了很大细化。并且随变形程度的增大,晶粒细化更明显。AZ31镁合金板材的超塑性胀形主要由晶界滑移控制,动态再结晶则为重要的辅助机制。     

AZ31B镁合金薄板热拉伸显微组织试验研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机、金相显微镜和扫描电镜,研究AZ31B镁合金在不同变形条件下的微观组织和断口形貌特点,并且研究了该合金在不同变形条件下的变形机理。结果表明,AZ31B镁合金在温度200℃以下时,不会发生动态再结晶,其机理主要为晶内变形。当变形温度达到200℃,在较高的应变速率时,原始晶粒仍然存在,且被拉长,此时的变形机理应为晶内变形;而在应变速率较低时,原始晶粒的晶界变为锯齿形,出现了极小的再结晶晶粒。当变形温度达到300℃时,在较高的应变速率下,发生了不充分的再结晶,部分原始晶粒仍然存在,且被拉长;而在应变速率较低时,再结晶充分进行,且晶粒有长大的趋势。在较低的应变速率时,随着温度的升高,断口由无韧窝或者韧窝浅而少的特征,逐渐发展为典型的延性韧窝聚合型断裂的特征,在高温时,甚至发展为沿晶断裂模式;在变形温度为200℃和300℃时,随着应变速率的增大,沿晶断裂形貌消失,韧窝聚合型延性断裂逐渐受到抑制,最后在较高的应变速率时,断口呈现出解理这一晶内断裂的典型特征。     

热拉伸变形对AZ31B镁合金薄板显微组织的影响

利用单向热拉伸实验和金相显微镜研究了AZ31B镁合金薄板热变形过程及其动态再结晶组织变化规律。结果表明,在变形温度为160℃、应变速率为1×10-3s-1时,拉伸变形后得到的显微组织是混合组织。260℃~280℃时形成均匀分布的细小等轴晶粒,其晶粒平均尺寸为5μm左右。在变形温度为320℃~400℃、变形速率为1×10-3s-1~3.3×10-4s-1时,晶粒平均尺寸为10μm~20μm,沿晶界出现氧化现象,且氧化"黑色"斑点发生聚集。     

细晶AZ31薄板超塑气胀成形有限元分析

为研究细晶AZ31镁合金薄板超塑气胀成形的最佳工艺参数，利用有限元软件对超塑胀形过程进行了有限元数值模拟分析。通过选取不同的应变速率敏感性指数和成形压力，来分析应变速率敏感性指数和成形压力对厚度分布均匀性的影响，同时对成形过程中的应变速率变化进行了模拟分析。模拟结果表明．应变速率敏感性指数和成形压力对厚度分布均匀性影响很大；应变速率分布情况良好，在所要求的应变速率范围之内，说明应变速率敏感性指数，压力等参数的设计合理。     

AZ31B镁合金热拉伸流变应力研究

针对不同加工方法制备的AZ31B镁合金薄板,利用热拉伸试验机和金相显微镜对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究。结果表明,变形温度和变形速率对热拉伸时镁合金的流变应力有显著影响,峰值流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。峰值流变应力随板材的厚度增加而发生变化,低温时厚度效应较为明显。退火处理对冷轧板的峰值流变应力影响较小,冷轧板可直接用于热加工成形。峰值流变应力变化规律:挤压板>热轧板>冷轧板。     

AZ31B变形镁合金压力成形

总结了AZ31B变形镁合金挤压、轧制和热冲压拉深的研究工作。AZ31B挤压板材无裂纹、无烧损,其组织呈晶粒细小的等轴晶;用分流挤压铝合金技术可生产挤压比不大于45,厚度不小于1 5mm的非薄壁镁合金管材;交叉轧制的镁合金薄板的A显著提高,Rp0.2和Rm明显下降;单向轧制时,则出现相反的结果。采用机械冲压法成功地热冲压出60mm×60mm×20mm的方形件,无裂纹现象。     

AZ31B镁合金薄板挤压成形模拟分析

镁合金板材挤压工艺参数较难控制,挤压温度与挤压速度的合理匹配是挤压成功与否的关键.以宽度700 mm、厚度4 mm的AZ31B镁合金薄板为研究对象,基于Forge软件和Normalized Crockroft&Latham断裂准则对其挤压过程进行了模拟.结果表明,挤压初期,铸锭上、下部金属逐渐向心部流动,左、右两侧金属流动与挤压速度保持同向;中、后期,±45.方向金属发生分离,一部分与上、下部金属合流后继续向心部流动,另一部分与左、右侧金属合流后向薄板宽度方向扩展.随挤压行程增加,成形薄板加长,局部高温区域由薄板两侧向中间部分转移;初始挤压温度400℃时,若挤压速度超过1 mm·s-1,薄板局部高温区域温度较高,成形质量和使用性能不易保证.采用380 ～ 400℃的初始挤压温度,大约0.2 mm·s-1的挤压速度,既可以显著降低设备成本,又利于保证薄板使用性能.     

挤压成形AZ31镁合金的低温超塑性变形

利用挤压成形工艺在300 ℃下将AZ31镁合金铸锭挤制为细晶板材,将制成的拉伸试样在250 ℃下分别以不同的应变速率进行等应变速率拉伸,研究了试样的超塑性变形性能,采用光学显微镜和扫描电镜分别观察了变形后试样的显微组织和断口形貌。研究结果表明,在250 ℃和2×10^-2 s^-1应变速率下,AZ31镁合金试样的伸长率达到了290%,实现了较低温度和较高应变速率下的超塑性变形,有利于节约能源和提高效率;在250 ℃下以2.5×10^-4 s^-1应变速率进行拉伸变形,试样的伸长率最大,达到了390%,最大伸长率下AZ31镁合金的显微组织显示,变形后试样的晶粒仍保持等轴状,但晶粒尺寸比原始晶粒增大约一倍,试样断口形貌表现为典型的韧窝型穿晶断裂特征。     

LZ91镁锂合金板材的超塑性气胀成形研究

本文利用热拉伸实验、气胀成形实验、金相分析和扫描电镜观察,研究LZ91镁锂合金板材的超塑性、气胀成形性能及其组织结构。结果表明:在热拉伸变形温度为573 K、应变速率为0.001 s-1时,其伸长率可达343.7 %,应变速率敏感指数为0.697,轧制态的LZ91合金板材表现出优良的超塑性;在胀形温度573 K,胀形气压0.06 MPa条件下,板材成形高度为51.14 mm,高径比达1.279,说明该镁锂合金板材具有良好的超塑性成形潜力;在热拉伸变形和超塑性气胀成形过程中,均有动态再结晶现象产生,可有效提高该合金的塑性成形能力;在拉伸断口和胀形件破裂处断口均存在典型的超塑性空洞形貌特征,说明两者的主要变形机制均为晶界滑移,且合金超塑性失效的主要原因是空洞的长大和连接。     

镁合金摩托车手把管超塑胀形工艺研究

设计了一套镁合金管材胀形成形装置,对镁合金摩托车手把管的超塑性胀形成形进行了实验研究,并通过实验确定了镁合金管超塑胀形的成形工艺.其主要工艺参数为:成形温度340～370 ℃,胀形初始压力2.0～2.2 MPa,轴向压力1.0～1.5 MPa,随着胀形的进行,胀形压力分阶段逐步加载到10MPa.在此工艺条件下,成形出的管子尺寸精度高,壁厚均匀,无减薄现象.用超塑性胀形技术提高了镁合金的塑性成形能力,并实现了摩托车手把管的精密成形,提高了材料利用率,降低了成本.     

激光冲击成形AZ31镁合金微观结构和性能的研究

采用最大输出激光脉冲能量为12.5 J的Thales Laser激光器对AZ31镁合金交叉轧制薄板进行激光冲击成形(LSF),在此基础上研究和分析了激光冲击表面结构和电化学特性。结果表明:LSF属于厚度减薄机制,失效形式具有韧性断裂和脆性断裂混合特征;LSF内凹面出现了纹理清晰的周期性波纹结构,波纹间距为纳米级,伴随着激光冲击强化效应和微观结构改变,镁合金耐腐蚀性得到提高。     

AZ31镁合金薄板在热态下的成形极限图及其应用

采用板材热成形试验机BCS-50AR及网格应变自动测量系统GMASystem,获得了AZ31镁合金薄板在150～250℃温度范围内的成形极限图(FLD)。分别将实验获得的FLD及软件自带的Keeler’s方程作为利用DYNAFORM模拟时的破裂判据,模拟研究了AZ31镁合金筒形件在150～250℃温度范围内的拉深过程,并将模拟结果与AZ31镁合金的等温拉深实验结果进行了比较。结果表明:FLD作为DYNAFORM模拟时的破裂判据,能更好地预测AZ31镁合金薄板成形过程中的破裂问题。     

Numerical Simulation and Experiment of Cavity Growth During Superplastic Bulging of Magnesium Alloy ZK60

Numerical simulation and experimental studies on cavity growth were carreed out dur-ing the bulging process of saperplastic magnesium Alloy. A three--dimensional rigid-viscoplastic finite element program has been developed and applied to predict the cav-ity radiusand volume fraction of cavity growth. The final prediction on the cavityradius and volume fraction distribution was exhibited as colorful shade pictures. Theexperimental studies wereperformed under similar conditions to the numerical oneand provided for quantitativecomparison. According to the metallography observation,the radius and volume fraction of cavity growth was quantitative achieved by usingProfound--Iron & steel software. The numerical results were in reasonable quantita-tive agreement with the experiment.     

AZ31B镁合金板材超塑性变形与断裂机理研究

研究了工业态热轧AZ31B镁合金板材的超塑性及其变形机制,在应变温度为723K,应变速率为1×10-3s-1的试验条件下,其最大断裂伸长率达到216%,应变速率敏感性指数达0.36。研究结果表明:晶界滑动(GBS)是工业态热轧AZ31B镁合金超塑性的主要变形机制,变形初期有动态再结晶发生,断裂是由晶界处形成的空洞不断长大、连接而引起的。     

AZ31镁合金多次变形工艺及其在汽车轮毂上的应用

研究了AZ31镁合金在一次变形和二次变形后的常温抗拉强度的变化规律。结果表明:一次变形以210℃变形强化效果最明显;二次变形可以提高AZ31镁合金的强度。在变形温度为240℃,变形程度达到1．79时,强度最高,可以达到390 MPa,此时复合强化效果最明显,比镦粗后强度提高了约157 MPa,比铸坯均匀化退火后的强度提高了近220 MPa。