镁合金正挤压-扭转变形的有限元分析

对镁合金正挤压-扭转成形进行了工艺参数的有限元模拟,分析了扭转剪切变形对AZ31镁合金在成形过程中等效应变和挤压力的影响。结果表明:随着挤压温度的降低,挤压速度和摩擦系数的升高,坯料所获得的等效应变显著升高。正挤压-扭转变形可以显著提高坯料变形过程的等效应变,并改善变形的均匀性。经正挤压-扭转变形后,AZ31镁合金的塑性应变高达4.5。工艺参数的有限元分析能为AZ31镁合金正挤压-扭转变形的实际生产提供重要参考。

镁合金的正挤压-扭转变形挤压力分析

计算分析镁合金正挤压-扭转复合变形的挤压力,对正挤压部分与扭转部分分别采用滑移线法和微元法计算变形时所需的挤压分力。并利用有限元模拟仿真获得不同扭转长度条件下的镁合金正挤压-扭转复合变形的挤压力,在此数据的基础上对两个挤压分力与总挤压力进行线性拟合计算,最终得出与实际较为吻合的总挤压力公式。

正挤压-扭转变形镁合金的组织热稳定性

将AZ31镁合金经过FETD工艺后在150~500℃之间进行退火处理,进行微观组织的热稳定性分析,研究晶粒在不同退火温度下的长大行为,计算出不同温度范围段的晶粒长大激活能。结果表明:平均晶粒尺寸随退火温度的增加而增加,晶粒尺寸最大达13.56μm;晶粒长大的激活能随着温度增加,在中温区间(300~400℃)反而减小,在高温区间(400~500℃)激活能达到最大值为86.07 k J/mol。

正挤压-扭转剪切变形对镁合金组织与性能的影响

用光学显微镜、X射线衍射仪以及电子万能试验机,研究了正挤压-扭转剪切变形对AZ31、AZ61和AZ80镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,经正挤压-扭转剪切变形后,镁合金发生了显著的晶粒细化和基面织构弱化,其中:AZ61镁合金发生了充分的动态再结晶,可将晶粒尺寸显著细化至3μm,随挤压温度的升高,晶粒有所长大,基面织构受位错脱钉作用而进一步弱化,AZ31镁合金在挤压温度为250℃时获得优良的力学性能,其压缩率和抗压强度分别高达29.2%和395 MPa。