AZ31镁合金板材轧制数值模拟与实验研究
Numerical Simulation and Experiment Research on Rolling of the AZ31 Magnesium Alloy
镁合金因其具有低密度、高的比强度和比刚度、高阻尼、电磁屏蔽良好及机械加工方便等优点,被誉为21世纪最具发展潜力的金属材料.镁合金板材的性能直接影响镁合金冲压产品的成形性和精度,优质的板材是成形合格冲压产品的前提.该文采用数值模拟技术和实验研究,分析了工艺参数对镁合金板材单向轧制和交叉轧制产品性能的影响规律,取得了以下研究成果:(1)采用数值模拟技术,分析工艺参数对轧制过程中轧制力、厚向位移、横向位移、板材形状的影响,确定了合理的工艺参数:摩擦系数μ为0.3、粗轧时板材轧制的压下量为50%、板材温度为400℃、轧辊温度为150℃~250℃;(2)研究了粗轧过程中轧辊温度与极限压下量的关系和压下量与微观组织的关系.镁合金板材的初始温度为400℃时,轧辊温度从室温提高到180℃,单道次的极限压下量从40%提高到70%.当压下量从25%提高到67%,晶粒度从12μm变为7μm;(3)制备0.5mm厚的AZ31镁合金板材时,粗轧工艺为轧辊温度180℃,板材温度400℃,轧制压下量为50%左右,粗轧到1mm厚后进行精轧成形,精轧板材温度为400℃,单道次压下量为25%.通过热处理后平均晶粒度为5μm,抗拉强度可以达到250MPa,屈服强度可以达到180 MPa,延伸率可以达到20%;(4)分别采用交叉轧制和单向轧制两种方式对粗轧后的板材进行精轧,比较轧制方式对板材性能的影响,相比较单向轧制交叉轧制可以降低板材的各向异性和屈强比.单向轧制板材横向和纵向的延伸率比为0.87,而交叉轧制两个方向的延伸率比为0.89.交叉轧制的室温屈强比为0.46,而单向轧制板材的为0.62;(5)AZ31镁合金轧制板材的最佳热处理工艺是250℃~300℃的温度范围内,保温30min;(6)对于加入稀土的AZ31镁合金板材采用相同的生产工艺,板材在250℃和保温时间为30min的退火热处理后,板材的晶粒尺寸为5μm ~10μm,抗拉强度可以达到611MPa,屈服强度可以达到377MPa.延伸率可以达到15.7%.
- 作者：
- 刘桂荣
- 学位授予单位：
- 沈阳理工大学
- 专业名称：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2008年
- 导师姓名：
- 王忠堂
- 中图分类号：
- TG339
- 关键词：
- AZ31镁合金；板材轧制；数值模拟；实验研究
- magnesium alloy AZ31；rolling；numerical simulation；experiment of research