成形温度对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金旋转反挤压变形组织和性能的影响

为达到晶粒细化和提高力学性能的目的,采用旋转反挤压变形工艺对高强耐热Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 5Zr合金进行剧烈塑性变形。利用Gleeble-3500热模拟试验机研究了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 5Zr合金杯形件成形过程中成形温度对材料组织和性能的影响规律。结果表明:在变形过程中,合金基面滑移困难,产生了不连续的动态再结晶,随温度的升高,再结晶晶粒长大,在长大的再结晶晶界与原始晶界处产生二次再结晶。变形区域内的晶粒为随机取向,随温度的变化发生旋转,在450℃下晶粒的基面平行于挤压方向,织构强度弱化。变形区域内各区域硬度值相差不大,在轴心附近的硬度值相对较低,且在450℃下硬度值最低。

旋转反挤压稀土镁合金动态再结晶和织构演化

采用Gleeble-3500扭转单元对稀土镁合金进行旋转反挤压,并研究了挤压成形杯形件不同位置的微观组织与织构演化,得到了晶粒细化和力学性能更高的镁合金杯形件。结果表明,在旋转反挤压变形后,合金的晶粒显著细化,内侧LPSO相呈流线形分布,中部产生了扭折带。不同位置取向图中小角度晶界所占的比例都比较少,发生了非连续动态再结晶。变形区域内晶粒为随机取向,沿径向从内到外,合金产生的动态再结晶区域先减小后增大,且内侧的织构强度最小。不同位置的硬度值不同,硬度最大值位于中部,这是动态再结晶织构弱化效应和长程有序相结构强化共同作用的结果。

应变速率对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金旋转反挤压的影响

旋转反挤压是一种将旋转运动和正常反挤压运动相结合的塑性成形新方法,可以实现Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 5Zr镁合金的剧烈塑性变形,改善其组织和性能。以旋转挤压为工艺对象,利用Gleeble-3500热模拟机研究了镁合金杯形件成形过程中应变速率对材料组织和性能的影响规律。结果表明:Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 5Zr镁合金杯形件旋转反挤压过程中,显微硬度分布较为均匀,试样从外部到内部的晶粒逐渐细化,沿旋转方向动态再结晶程度逐渐提高,晶粒尺寸逐渐减小。在周向应变速率ε周从0增大到0. 05 s^(-1)的过程中,动态再结晶晶粒的占比逐渐上升,在ε周为0. 005 s-1时,片状LPSO相的破碎使此时材料的硬度提高,并抑制了动态再结晶晶粒的产生。ε周的继续增加使位错密度增大,促进了动态再结晶。在旋转反挤压进行过程中,随时间的增加成形载荷波动上升,且随着ε周的增加,成形载荷逐渐下降。

变形参数对旋转反挤压大塑性变形金属流动的影响

利用Deform-3D模拟软件对旋转反挤压变形过程中AZ80镁合金的金属流动规律进行研究,探究轴向加载速度和旋转圈数对杯形件成形过程中表面金属流动的影响。论述了杯形件内壁出现流动不均性的形成机理。最后根据研究结果进行了工艺实验对比,在轴向加载速度为0.1 mm/s和旋转4圈时得到了成形良好的零件,验证了有限元模拟和金属流动规律研究结果的准确性。

面向剧烈塑性变形的几种挤压成形技术

为了实现大尺寸块体材料的制备或高性能零构件的成形,近年来开发了面向剧烈塑性变形的挤压成形技术。总结了近年来开发的扩收挤压、循环镦挤、旋转反挤压这3种挤压成形新技术,分别阐述了其基本原理、工艺过程及变形特点,介绍了3种挤压成形新技术在铝、镁合金材料或典型产品上的应用,并提出需进一步解决的问题。研究结果和应用实践均表明,循环镦挤工艺可实现大规格、高质量变形坯料的制备,扩收挤压工艺可应用于底部带中心孔的大型薄壁筒形零件的成形,旋转反挤压工艺可实现杯形构件的高性能短流程成形。