镁合金板材温热成形韧性破裂准则

针对镁合金板材温热成形数值模拟过程中无法精确判断材料损伤破裂失稳的技术难题,建立考虑温度效应的镁合金板材温热成形韧性破裂准则;基于单向拉伸试验和温热成形极限试验,采用试验和数值模拟相结合的研究方法,确定镁合金板材温热成形韧性破裂准则中的材料参数;以建立的考虑温度效应的镁合金板材韧性破裂准则作为判断破裂的标准,对AZ31镁合金板材的温热成形极限进行预测,并且通过温热拉延试验进行试验验证。研究结果表明,考虑温度效应的镁合金板材韧性破裂准则适合镁合金温热成形数值模拟,应用建立的韧性破裂准则成功的预测板材温热破裂方式,揭示板材温热成形韧性破裂机理,预测结果与试验结果体现较好的一致性。     

镁合金板材温热电磁复合成形试验研究

由于节能、环保的需要,轻量化已成为现代结构设计的主流趋势,作为最轻的金属结构材料,镁合金受到强烈的关注.但由于其室温塑性较差,现有产品主要采用压铸法制造.由于镁合金板材在200～400℃时表现出良好的塑性,因此温热成形成为一种很好的方法;电磁成形是一种高能高速率成形工艺(应变速率大于103～10s-1),能显著提高金属板材的成形性能,并且不需要润滑.充分利用温成形与电磁成形的复合优势来提高镁合金板材的成形性能,研究电压、电容、温度等工艺参数对镁合金板材温热电磁胀形高度的影响规律,结果表明:在一定的范围内提高电压或增加电容,胀形高度得到提高;增加电压比增加电容能更有效地提高胀形高度;在相同的放电能量下,成形温度提高时,板材胀形高度先降低(θ＜150℃)然后增加(150℃＜θ＜230℃);随着成形温度增加,极限胀形高度增加,但所需的放电能量增加.     

AZ31B镁合金的数控热渐进成型工艺

采用正交试验方法,对交叉轧制AZ31B镁合金进行数控热渐进成型的工艺试验,考察了AZ31B镁合金板在不同温度和成型工艺参数下的热渐进变形规律。结果表明:最佳成型工艺条件为在250℃时采用0.1 mm的进给量和1 800 mm.min-1的进给速度,此时板材成型极限角可达61°;在热渐进成型工艺条件下板材的厚度变化仍遵循余弦法则。     

AZ31镁合金手机外壳冲压模具的设计与成形工艺

设计了手机外壳冲压模具,研究了镁合金薄板温度、模具温度、拉深速度以及润滑条件对AZ31镁合金手机外壳成形质量的影响。结果表明:镁合金薄板在加热到350～400℃,且凹模的温度不低于薄板温度,较低的凸模温度(50～90℃),较低拉深速度(6mm·s-1)及仅对薄板与凹模和压边圈接触部位润滑的条件下,可以制备出尺寸精度较高的镁合金手机外壳。     

AZ31B镁合金板材旋压成形工艺研究

采用摩擦旋压成形工艺,研究了AZ31B挤压板材供应态试样在不预热的条件下直接进行旋压成形的可行性。结果表明,摩擦升温效应能迅速将坯料温度提高到200～450℃,从而提高镁合金板料的塑性变形能力,可旋压成形出最小直径为31.5mm、高度为9.22mm的镁合金碟形件。实验发现旋压成形的旋轮轴向进给量、旋轮运动轨迹、坯料旋转速度和润滑剂等对镁合金板材的旋压成形有较大的影响。当旋轮采用梳形运动轨迹、轴向进给量为0.22mm、坯料转速ω=900r/min时,采用MoS2钙基脂润滑,可获得较好的旋压成形效果。     

AZ31B镁合金差温成形温度优化

为了获得更利于镁合金差温成形的模具温度与板料温度,采用量子遗传算法(QGA)和支持向量回归机(SVR)相结合的寻优方法用于温度优化。基于镁合金差温成形有限元模型,建立模具各部件、板料的温度与成形件目标区域厚度之间的SVR模型,通过量子遗传算法对建立的近似模型寻优以获得最适合镁合金AZ31B差温成形的温度参数。以NUMISHEET2011中的十字杯形件为研究对象,利用优化后的温度进行差温成形仿真并与试验数据值对比。结果表明,优化后的温度能够使得板料厚度分布更均匀。     

AZ31镁合金板单向拉伸应变硬化指数的试验测定

在阐述拉伸应变硬化指数（n值）的物理意义和应用价值的基础上，推导了用线性回归法借助单向拉伸变形试验记录的工程应力与工程应变数据计算 n值的表达式，并对2种不同轧制成形的AZ31镁合金板材的 n值进行了试验测定计算。试验结果表明：交叉轧制的AZ31镁合金板材的 n值在3个方向上相近，均在0.22～0.24之间。     

AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变

研究了热处理对AZ31镁合金轧制板材显微组织、室温力学性能和成形性能的影响。热处理温度在300～350℃范围时,显微组织观察表明,热处理后孪晶消失、组织逐渐趋于均匀化、平均晶粒尺寸变小;力学性能和胀形性能测试结果表明,板材的屈服强度明显降低、抗拉强度略有下降、屈强比降低、伸长率提高,杯突值提高。在350℃、15 min空冷处理后,AZ31镁合金板材的综合性能最好。     

AZ31B镁合金板热成形温度优化及合理温度下成形件的组织与性能

研究了温度对AZ31 B镁合金板显微组织与拉伸性能的影响,分析了不同温度热成形件的成形质量,确定了合理的热成形温度并研究了该温度下热成形件的显微组织与拉伸性能.结果表明:200℃热处理后AZ31B镁合金板能较好地保持细小等轴晶组织,随温度升高,晶粒明显粗化;随温度升高,合金的强度下降而塑性提高,200℃时即可具有良好的...     

AZ31B镁合金手机外壳拉深模具设计

以AZ31B镁合金手机外壳的拉深模具设计和实际生产为例,对AZ31B镁合金的拉深成形过程进行研究。实际生产表明,选取合适的模具结构和参数可以改善AZ31B镁合金板材的拉深成形性能;在拉深成形时,通过对坯料温度和模具温度等主要影响因素的控制,可有效地消除AZ31B镁合金在拉深过程中的拉裂缺陷。     

AZ31镁合金热轧制工艺及数值模拟研究

针对AZ31镁合金平板的轧制过程进行试验研究,通过控制温度及不同道次的压下率等工艺条件,最终将36mm厚的镁合金铸锭,压制成厚度为1mm的板材.同时运用MSC.Marc软件,采用显式弹塑性有限元法对AZ31镁合金平板的轧制过程进行热-机耦合三维数值模拟.对轧件在轧制过程的金属流动、温度、应力及应变分布等特点进行分析,并与实际试验结果进行对比,验证了模拟结果的准确性.     

AZ61镁合金加工图及其在轧制成形中的应用

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对AZ61镁合金在变形温度250~400℃、应变速率0.001~10 s-1条件下进行热压缩试验,研究了合金的热压缩变形行为,得到了其加工图,并将得到的最佳变形工艺成功应用于轧制成形。结果表明:合金在变形温度250~400℃、应变速率10 s-1的变形条件下具有较高的能量耗散效率,该工艺参数范围为合金的最佳变形工艺;在该工艺参数范围内进行轧制变形可获得组织均匀、力学性能优异的镁合金板材,其平均晶粒尺寸在3~10μm之间,抗拉强度和伸长率则分别在292.9~329.7 MPa和21.4%~27.5%之间。     

耦合温度和应变率的铝合金板成形极限预测方法

为了提高铝合金板成形能力,一些先进成形工艺已经被开发。温成形是实现铝合金高成形能力和高成形精度的一种有效方法。温度和成形速度是影响铝合金板温成形工艺的重要参数,对其成形性能影响十分显著。提出一种综合考虑温度和应变率影响的铝合金板成形极限预测方法。采用响应面法建立铝合金板应变硬化指数n、应变率敏感度指数m与成形温度、应变率条件之间的力学性能函数关系;基于M-K理论,并结合Logan-Hosford屈服函数,推导出耦合温度和应变率的铝合金板成形极限图计算模型。模型检验表明力学性能响应面方程具有较高精度。成形极限的计算结果与已有的试验值对比表明,二者吻合较好,这证实耦合温度和应变率的铝板成形极限预测方法是正确和可靠的。     

红外热像法预测镁合金的疲劳性能

对AZ31B镁合金板材在室温下的高周疲劳性能进行了研究,用红外成像仪测量了疲劳试验过程中合金表面的温度变化;根据疲劳试验过程中温度-应力关系及试样表面温度分布差异,确定疲劳断裂位置和疲劳极限。结果表明:根据合金表面温度变化可以预测疲劳断裂位置;以此法确定的AZ31B镁合金的疲劳极限为107.5MPa,与常规疲劳试验测得的疲劳极限吻合较好;加载初期镁合金升温到一定温度后又下降至室温左右,在断裂前温度快速升高。     

加载速度对板材压弯成形性能影响的研究

利用有限元分析软件ABAQUS建立了压弯成形过程的三维有限元模型,研究了不同加载速度对板材压弯成形性能的影响。模拟时,在许可范围内分别取了5个不同的加载速度(27、10.8、2.7、1.54、1.06)×102mm/s,分析了它们对成形板材内部应力场、应变场的分布以及板材关键尺寸的影响。结果表明:模拟时,加载速度对几何形状不规则板材应力集中区域的等效应力、应变分布影响较大。成形板材两直边区域夹角则在不同加载速度下产生了小幅度的波动。结合模拟结果以及YF32-400压弯设备,选择1.06×102mm/s作为实际加载速度,由现场实验证明这一选择的合理性。     

AZ31B镁合金正挤压成形工艺研究

研究了AZ31B镁合金正挤压工艺与模具的设计，试验结果表明AZ31B镁合金经400℃-16h均匀化退火后，在挤压温度为250℃～450℃、挤压比为20的工艺条件下，能挤出具有较高表面质量的制品，而且随着锭坯温度的增加，变形抗力峰值减少，较挤压前能获得比较致密的组织和良好的力学性能。     

热拉深工艺对镁合金制品成形性能的影响

对AZ31镁合金笔记本计算机外壳热拉深成形过程中的拉深温度、润滑条件、拉深速率和模具几何尺寸等对其成形性能的影响进行了研究。结果表明：在间隙为1．6mm的拉深模具上，板厚1．4～1．5mm的AZ31镁合金在220～270℃之间，拉深速率≤30mm／min时具有较好的拉深成形性能，得到了最小圆角半径为4mm、毛坯拉深深度达30mm、尺寸精度较高的制件。     

Ti2AlNb合金板材的成形性能研究

本文通过板材不同温度下的本构关系,板材在不同温度下的成形极限,板材在设定温度的不同应变速率条件下的成形性能参数的试验研究,评价Ti_2AlNb合金板材的成形性能,为该材料不同钣金成形方式提供基础数据参考。     

AZ31B镁合金在不同温度下的微动磨损行为

采用球/平面接触方式在自制的试验设备上对AZ31B镁合金进行切向微动磨损试验,研究了AZ31B镁合金在20,100,200,300℃下的微动磨损行为,并分析了其磨损机制和摩擦氧化作用。结果表明:在不同试验温度下,镁合金的微动主要通过滑移来实现;随着试验温度的升高,上升阶段时的摩擦因数增大,摩擦因数到达峰值和稳定阶段所需的循环次数减小;随着试验温度的升高,AZ31B镁合金的磨损体积和摩擦副的总磨损体积均先减小后增大,200℃时,AZ31B镁合金的磨损体积最小;在微动磨损过程中,AZ31B镁合金磨痕表面的摩擦氧化起主导作用;当试验温度低于200℃时,AZ31B镁合金磨痕表面形成了铁的氧化物转移膜,磨损体积随试验温度的升高而减小,但在300℃时,铁的氧化物转移膜被破坏,磨损体积增大。     

AZ91D镁合金管件挤压成形技术研究

采用在5000kN液压机上进行了AZ91D合金管件的挤压成形工艺生产试验研究，研究了挤压温度、模具预热温度、润滑剂、挤压比等工艺参数在镁合金管件挤压过程中的影响并确定了管件挤压合理的工艺参数。试验得出，挤压成形镁合金管件具有较好的力学性能：抗拉强度吼在289．7～308．9MPa之间，屈服强度σ。在276．106-288．795MPa之间，伸长率占在7．5％～10．1％之间。