鎂合金薄壁管材特殊擠壓成形技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 鎂合金成形的研究*新進(jìn)展 1
1.3 變形鎂合金晶粒細(xì)化技術(shù) 4
1.4 鎂合金擠壓工藝 6
1.4.1 普通擠壓工藝 6
1.4.2 等徑角擠壓工藝 7
1.4.3 往復(fù)擠壓工藝 10
1.4.4 高壓扭轉(zhuǎn)工藝 10
1.5 傳統(tǒng)鎂合金管材成形技術(shù) 13
1.6 新型變形方法在鎂合金管材中的應(yīng)用 14
1.7 有限元法簡(jiǎn)介 21
1.7.1 DEFORM-3D有限元軟件 21
1.7.2 元胞自動(dòng)機(jī) 22
1.8 小結(jié) 23
第2章 鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程實(shí)驗(yàn)及方法 24
2.1 鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程數(shù)值模擬 24
2.1.1 數(shù)值模擬研究的目的 24
2.1.2 物理模型的建立 24
2.2 鎂合金管材擠壓剪切成形實(shí)驗(yàn) 25
2.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?25
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 25
2.3 金相實(shí)驗(yàn) 26
2.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?26
2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟 26
2.3.3 腐蝕液的配制 26
2.4 晶粒尺寸測(cè)量 26
2.5 硬度試驗(yàn) 27
2.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?27
2.5.2 實(shí)驗(yàn)原理及方法 27
2.6 電子背散射衍射實(shí)驗(yàn) 28
2.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?28
2.6.2 實(shí)驗(yàn)步驟 28
2.7 小結(jié) 28
第3章 AZ31鎂合金管材擠壓剪切成形模具設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬 30
3.1 管材成形方法分析及選擇 30
3.2 模具的設(shè)計(jì) 30
3.2.1 擠壓筒的設(shè)計(jì) 30
3.2.2 擠壓桿的設(shè)計(jì) 32
3.2.3 擠壓針的設(shè)計(jì) 33
3.3 擠壓工藝 33
3.3.1 坯料尺寸的選擇 33
3.3.2 擠壓比的選擇 34
3.4 DEFORM-3D數(shù)值分析 35
3.5 小結(jié) 36
第4章 基于整體模具的擠壓剪切成形管材組織演化及數(shù)值模擬 37
4.1 有限元數(shù)值模擬 38
4.2 擠壓力演變 38
4.2.1 鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程擠壓力變化特點(diǎn) 38
4.2.2 不同溫度下鎂合金管材擠壓剪切成形載荷變化情況 40
4.2.3 不同速度下鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程載荷變化情況 41
4.2.4 摩擦因子對(duì)成形結(jié)果的影響 42
4.3 不同溫度對(duì)等效應(yīng)力的影響 43
4.4 鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程速度場(chǎng)變化 43
4.4.1 鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程不同區(qū)域管坯的流動(dòng)速度 43
4.4.2 不同摩擦因子對(duì)管坯流動(dòng)速度的影響 45
4.4.3 不同擠壓溫度對(duì)管坯流動(dòng)速度的影響 46
4.5 鎂合金管材擠壓剪切成形過(guò)程中的等效應(yīng)變 46
4.6 破壞分析 48
4.7 普通擠壓與擠壓剪切成形實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬 48
4.7.1 TES擠壓與普通擠壓的擠壓力比較 49
4.7.2 鎂合金管材擠壓剪切成形與普通擠壓管坯應(yīng)力狀態(tài)的比較 49
4.7.3 擠壓剪切與普通擠壓管材的微觀組織 50
4.7.4 擠壓剪切成形與普通擠壓管材的硬度測(cè)試 53
4.7.5 TES擠壓與普通擠壓的EBSD分析 54
4.8 小結(jié) 58
第5章 基于組合模具的擠壓剪切成形管材組織演化及數(shù)值模擬 59
5.1 CA微觀模型 59
5.2 基于組合模具的管材擠壓剪切實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬 61
5.2.1 管材擠壓剪切實(shí)驗(yàn) 62
5.2.2 組合模具數(shù)值模擬及分析 63
5.3 基于擠壓剪切成形過(guò)程中的形核機(jī)制 67
5.4 擠壓剪切過(guò)程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制 68
5.5 CA模擬分析 69
5.6 400℃微觀組織演變及宏微觀數(shù)值分析 74
5.7 小結(jié) 77
第6章 鎂合金管材擠壓-剪切-擴(kuò)徑成形工藝實(shí)驗(yàn)及檢測(cè)實(shí)驗(yàn) 78
6.1 有限元模擬 78
6.1.1 有限元模型的建立 78
6.1.2 模擬方案及模擬參數(shù)的設(shè)定 79
6.2 TESE工藝成形實(shí)驗(yàn) 80
6.2.1 實(shí)驗(yàn)方案 80
6.2.2 實(shí)驗(yàn)材料 81
6.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 81
6.3 力學(xué)性能測(cè)試 82
6.3.1 拉伸實(shí)驗(yàn) 82
6.3.2 硬度實(shí)驗(yàn) 82
6.3.3 拉伸斷口觀察 83
6.4 微觀組織結(jié)構(gòu)測(cè)試 83
6.4.1 金相組織觀察 83
6.4.2 宏觀織構(gòu)測(cè)試 84
6.4.3 電子背散射衍射實(shí)驗(yàn) 84
6.5 小結(jié) 85
第7章 鎂合金管材擠壓-剪切-擴(kuò)徑成形過(guò)程 86
7.1 TESE成形過(guò)程研究 86
7.1.1 TESE成形過(guò)程中的網(wǎng)格變化 86
7.1.2 成形過(guò)程中的載荷變化 86
7.1.3 成形過(guò)程中的溫度場(chǎng)分布 87
7.1.4 成形過(guò)程中的應(yīng)變場(chǎng)分布 88
7.1.5 成形過(guò)程中的速度場(chǎng)分布 89
7.2 成形溫度對(duì)TESE工藝的影響 90
7.2.1 溫度對(duì)成形載荷的影響 90
7.2.2 溫度對(duì)等效應(yīng)力的影響 91
7.3 成形速度對(duì)TESE工藝的影響 92
7.3.1 速度對(duì)成形載荷的影響 92
7.3.2 速度對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響 92
7.4 擴(kuò)徑比對(duì)TESE工藝的影響 94
7.4.1 不同擴(kuò)徑比下的金屬流動(dòng) 94
7.4.2 不同擴(kuò)徑比下的損傷值分布 95
7.5 剪切角對(duì)TESE工藝的影響 95
7.6 摩擦系數(shù)對(duì)TESE工藝的影響 96
7.7 小結(jié) 97
第8章 擠壓-剪切-擴(kuò)徑成形鎂合金薄壁管的顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 98
8.1 不同工藝下成形管材的微觀組織及力學(xué)性能分析 98
8.1.1 顯微組織 98
8.1.2 拉伸性能 99
8.1.3 拉伸斷口特征 100
8.1.4 顯微硬度 101
8.1.5 宏觀織構(gòu) 101
8.1.6 再結(jié)晶分布情況 102
8.1.7 Schmid因子分布 103
8.1.8 微區(qū)晶粒取向 104
8.2 TESE工藝成形過(guò)程中的微觀組織演變分析 105
8.2.1 顯微組織演變 105
8.2.2 硬度分布 106
8.2.3 微區(qū)晶粒取向演變 107
8.2.4 再結(jié)晶分布 109
8.2.5 Schmid因子變化 110
8.2.6 孿晶分布 110
8.3 小結(jié) 112
第9章 工藝參數(shù)對(duì)擠壓-剪切-擴(kuò)徑成形的影響 113
9.1 剪切角對(duì)TESE工藝成形性的影響 113
9.1.1 不同剪切角下成形管材的微觀組織 113
9.1.2 不同剪切角下的拉伸性能 114
9.1.3 不同剪切角下的硬度分布 114
9.1.4 不同剪切角下的拉伸斷口 115
9.1.5 不同剪切角下的極圖分析 116
9.1.6 不同剪切角下的Schmid因子變化 117
9.2 溫度對(duì)TESE工藝成形性的影響 118
9.2.1 不同溫度下成形管材微區(qū)取向演變 118
9.2.2 不同溫度下成形管材Schmid因子變化 120
9.2.3 不同溫度下成形管材再結(jié)晶分布 121
9.2.4 不同溫度下成形管材硬度分布 122
9.3 小結(jié) 123
第10章 鎂合金管材擠壓-剪切-彎*成形實(shí)驗(yàn) 124
10.1 數(shù)值模擬 125
10.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?125
10.1.2 材料模型 125
10.2 TESB工藝擠壓實(shí)驗(yàn) 126
10.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?126
10.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 126
10.3 金相實(shí)驗(yàn) 128
10.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?128
10.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟 128
10.4 EBSD實(shí)驗(yàn) 129
10.5 小結(jié) 130
第11章 鎂合金薄壁管材擠壓-剪切-彎*成形工藝及模具設(shè)計(jì) 131
11.1 管材TESB成形工藝 131
11.1.1 TESB成形工藝介紹 131
11.1.2 CVCES擠壓鎂合金成形工藝介紹 133
11.2 模具設(shè)計(jì) 134
11.2.1 凹模的設(shè)計(jì) 134
11.2.2 擠壓桿的設(shè)計(jì) 135
11.2.3 擠壓針的設(shè)計(jì) 136
11.3 管材擠壓工藝流程 137
11.4 坯料尺寸的選擇 137
11.5 擠壓比的選擇 138
11.6 小結(jié) 138
第12章 管材擠壓-連續(xù)剪切彎*成形過(guò)程數(shù)值模擬及組織演變 140
12.1 有限元模型的建立 140
12.2 TESB擠壓工藝有限元模擬結(jié)果分析 141
12.2.1 TESB變形過(guò)程中的溫度場(chǎng)變化 141
12.2.2 TESB變形過(guò)程中溫度對(duì)載荷的影響 142
12.2.3 溫度對(duì)等效應(yīng)力的影響 143
12.2.4 擠壓速度對(duì)溫度場(chǎng)的影響 144
12.2.5 摩擦因子對(duì)溫度場(chǎng)的影響 146
12.2.6 摩擦因子對(duì)等效應(yīng)力的影響 146
12.2.7 TESB擠壓變形過(guò)程等效應(yīng)變分布 147
12.3 微觀組織演變 148
12.4 EBSD分析 150
12.4.1 極圖 150
12.4.2 Schmid因子 151
12.4.3 孿晶分布 152
12.4.4 再結(jié)晶現(xiàn)象 153
12.5 顯微硬度測(cè)試 155
12.6 小結(jié) 156
第13章 鎂合金管材連續(xù)擠壓-變通道剪切過(guò)程數(shù)值模擬及組織演變 157
13.1 有限元模型的建立 157
13.2 CVCES擠壓工藝有限元模擬結(jié)果分析 158
13.2.1 等效應(yīng)力分布特點(diǎn) 158
13.2.2 CVCES變形過(guò)程中溫度對(duì)載荷的影響 159
13.2.3 CVCES擠壓變形過(guò)程等效應(yīng)變分布 159
13.3 微觀組織演變 160
13.4 EBSD分析 161
13.4.1 極圖 162
13.4.2 Schmid因子 162
13.4.3 孿晶分布 162
13.4.4 再結(jié)晶現(xiàn)象 164
13.5 顯微硬度測(cè)試 167
13.6 小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 169