| 【中文题名】 | 建立半固态AZ61镁合金的本构关系及触变挤压成形 |
| 【英文题名】 | Establishment of the Constitutive Relationship for Semi-solid AZ61 and Thixo-extrusion Forming |
| 【学科专业】 | 材料加工工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-13 |
| 【中关键词】 | 半固态,AZ61镁合金,本构关系,触变挤压,数值模拟, |
| 【英关键词】 | semi-solid,AZ61 magnesium alloy,constitutive relationship,thixo-extrusion,numerical simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属压力加工>挤压>挤压工艺> |
| 【论文摘要】 | 半固态金属成形方法作为21世纪最具有发展前途的近净成形技术之一。它与传统液态铸造相比：成形温度低，延长模具寿命，改善生产条件和环境，提高组织致密性和成品的机械性能；与传统固态塑性加工相比，变形抗力低，降低能耗和成本，对于复杂的零件，可一次成形，提高生产率。
本文采用SIMA法制备半固态AZ61镁合金，利用Gleeble-1500热模拟试验机分别对半固态镁合金AZ61和常规铸态试样在不同变形温度、应变速率下进行单向压缩试验。研究表明：半固态AZ61镁合金在高固相率下进行触变压缩时，变形抗力主要为克服颗粒滑动及颗粒塑性变形，变形机制以颗粒滑动及颗粒塑性变形为主。在触变压缩变形时，在相同应变速率条件下，随着变形温度的提高，变形抗力显著减少：在相同变形温度下，随着应变速率的升高，真实应力的峰值愈大。半固态变形抗力明显低于常规铸态时的变形抗力。
应用多元非线性回归方法建立半固态AZ61合金的本构关系：σ=exp(25-11560／T)·(?)_Z~(0.026)·ε_Z~(-0.09)·(1-βf_L)~(7.655)，为AZ61半固态镁合金加工过程的数值模拟和热力参数的合理制订与控制提... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-10 |
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第一章 绪论 |
10-23 |
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1.1 引言 |
10-11 |
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1.2 半固态金属成形技术原理与特点 |
11-12 |
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1.3 半固态金属坯料制备工艺 |
12-16 |
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1.3.1 机械搅拌法 |
12-13 |
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1.3.2 电磁搅拌法 |
13-14 |
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1.3.3 应变诱发熔化激活技术(SIMA) |
14-15 |
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1.3.4 喷射成形法 |
15 |
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1.3.5 液相线铸造法 |
15 |
|
1.3.6 其它方法 |
15-16 |
|
1.4 半固态金属加工工艺 |
16-18 |
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1.5 半固态加工的研究现状及发展趋势 |
18-20 |
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1.6 本课题的目的，意义及内容 |
20-23 |
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1.6.1 本课题的目的，意义 |
20-21 |
|
1.6.2 本课题的主要研究内容 |
21-23 |
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第二章 SIMA法制备半固态AZ61坯料 |
23-32 |
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2.1 实验材料 |
23 |
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2.2 半固态AZ61坯料的制备方法 |
23-24 |
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2.3 应变诱发熔化激活法(SIMA)制坯的研究 |
24-25 |
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2.4 实验方法 |
25-26 |
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2.4.1 实验材料及预变形工艺 |
25 |
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2.4.2 实验装置 |
25-26 |
|
2.4.3 等温热处理方法 |
26 |
|
2.5 实验结果与讨论 |
26-30 |
|
2.5.1 AZ61的铸态组织与鐓粗变形后组织 |
26-27 |
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2.5.2 预变形量对半固态AZ61组织的影响 |
27-28 |
|
2.5.3 等温温度对半固态AZ61组织的影响 |
28 |
|
2.5.4 保温时间对半固态AZ61组织的影响 |
28-29 |
|
2.5.5 半固态AZ61固相率、液相率与温度的关系 |
29-30 |
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2.6 半固态AZ61非枝晶组织形成机理 |
30 |
|
2.7 本章小结 |
30-32 |
|
第三章 半固态AZ61压缩变形特性 |
32-41 |
|
3.1 引言 |
32 |
|
3.2 实验 |
32-34 |
|
3.2.1 实验材料 |
32-33 |
|
3.2.2 实验设备与方法 |
33-34 |
|
3.3 结果与讨论 |
34-38 |
|
3.3.1 AZ61镁合金压缩前后的组织变化 |
35-37 |
|
3.3.2 单向触变压缩实验的真实应力-真实应变关系 |
37-38 |
|
3.4 半固态变形机制 |
38-40 |
|
3.5 本章小结 |
40-41 |
|
第四章 建立半固态AZ61合金的本构关系 |
41-57 |
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4.1 半固态金属的本构关系 |
41-43 |
|
4.2 数据统计软件SPSS概况 |
43-45 |
|
4.3 多元线性回归分析 |
45-51 |
|
4.3.1 统计学上的定义和计算公式 |
46-51 |
|
4.4 半固态AZ61本构关系的建立 |
51-52 |
|
4.4.1 刚-粘塑性本构模型的设立 |
51-52 |
|
4.4.2 刚-粘塑性本构模型的推导 |
52 |
|
4.5 SPSS的运行结果 |
52-55 |
|
4.6 试验结果分析 |
55-56 |
|
4.7 本章小结 |
56-57 |
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第五章 半固态AZ61触变挤压成形 |
57-66 |
|
5.1 引言 |
57 |
|
5.2 实验 |
57-59 |
|
5.2.1 实验材料 |
58 |
|
5.2.2 实验设备与方法 |
58-59 |
|
5.3 半固态触变挤压成形的工艺参数 |
59-61 |
|
5.4 实验结果与讨论 |
61-64 |
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5.4.1 半固态触变挤压和常规挤压的行程曲线 |
61-63 |
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5.4.2 半固态触变挤压和常规挤压试样外观图 |
63-64 |
|
5.5 本章小结 |
64-66 |
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第六章 半固态AZ61触变挤压有限元模拟及上限法分析 |
66-78 |
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6.1 计算机模拟软件DEFORM-3D简介 |
66-70 |
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6.2 半固态AZ61触变挤压数值模拟 |
70-73 |
|
6.2.1 成形过程中的金属流动速度场 |
71 |
|
6.2.2 成形过程中的等效应变场 |
71-72 |
|
6.2.3 成形过程等效应力场 |
72 |
|
6.2.4 变形力的模拟计算与实验验证 |
72-73 |
|
6.3 半固态AZ61触变塑性成形上限法 |
73-77 |
|
6.3.1 基本假设 |
74 |
|
6.3.2 基本理论 |
74-77 |
|
6.3.3 试验结果分析 |
77 |
|
6.4 结论 |
77-78 |
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第七章 结论 |
78-80 |
|
参考文献 |
80-86 |
|
攻读硕士学位期间发表的文章 |
86-87 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.71841 |
