az31b镁合金薄板气胀成形及数值模拟

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1、江苏大学硕士学位论文摘要镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、良好的电磁屏蔽性及机械加工方便等优点，日益广泛地应用于汽车、电子、航空航天等领域。由于镁合金的密排六方结构，致使其常温下塑性成形性较差，限制了其应用的发展。因此，有必要研究变形镁合金的热拉伸性能和超塑性性能，超塑性气胀半球体成形及其有限元模拟，为今后镁合金的塑性加工提供必要技术支持。本文首先利用挤压+交叉轧制方式制备出了具有高质量的AZ31B镁合金薄板。热拉伸实验表明：其力学性能：ob为240—263MPa，Oo．2为110—175MPa，6为23—25％，交叉轧制薄板的各向异性得

2、到了改善。拉伸实验证明，在应变速率为6．6x104S-1。6．6×10‘5S。1区间和698K时，AZ31B镁合金薄板的延伸率大于200％，最大延伸率可达321％，流动应力3．12MPa，其应变速率敏感系数m值为0．31加．44，具有良好的超塑性性能；并以此确定胀形时的工艺参数：成形温度和应变速率。通过MSC．MARC软件模拟胀形结果，获得AZ31B镁合金板料模拟胀形时的压力．时间曲线，并以此确定超塑气胀成形实验时的实际压力．时间曲线。超塑性气胀成形试验表明：在应变速率为5x104S4和温度为698K时，镁合金板料超塑性气胀半球体的极限高径比

3、H／R=0．86，最大变薄率为63．25％。在气胀成形过程中，胀形件的厚度随高度的增加而逐渐变薄，其顶端变薄最大，是最容易破裂的位置。通过胀形件断口的SEM照片分析可得，晶界滑移(GBS)是超塑性成形的主要变形机制，位错蠕变和原子扩散是其主要的协调机制。关键词：AZ31B镁合金；交叉轧制；热拉伸；气胀成形；数值模拟江苏大学硕士学位论文AbstractMagnesiumalloysarewidelyusedinautomobile，electron，avigationandspaceflightfieldsandSOonfortheirlowd

4、ensity，highspecificstrength，specificrigidity,excellentelectromagneticshieldingandmechanicalprocessing．However，theapplicationofmagnesiumalloysisrestrictedbytheirpoorformabilityatroomtemperatureduetothehexagonalclosepacked(hop)structure．Soitisnecessarytostudythehotstretchprop

5、ertyandsuperplasticity，thegasbulgingformingofhemispheroidanditsfiniteelementsimulationofmagnesiumalloysforprovidingtechnicalsupportsofplasticprocessing．AZ31BmagnesiumalloysheetswithhighpropertieswerepreparedbyextrudingandCROSSrolling．Theresultsofhottensiletestshowedthatthet

6、ensilestrengthis240-263MPa，yieldstrengthis110-175MPa，specificelongationis23-25％，theanisotropyofmagnesiumalloythinsheetisimprovedbyCROSSrolling．Thestretchexperimentshowsthatat698K,thespecificelongationofAZ31Bmagnesiumalloythinsheetismorethan200％，themaximumspecificelongationc

7、anreach321％whenthestrainratebetween6．6x10．4S．1and6．6x10-5S一．Themagnesiumalloysheetsexhibitfavorablesuperplasticityperformanceandtheflowstressis3-12MPa，thestrainratesensitivitycoefficientisO．31加．44．Andthenconfirmtheprocessingparametersofgasbulgingforming：suchastemperatureand

8、strainrate．Apressure—timecurveofAZ31Bmagnesiumalloysheetwasgoaenthroughthesimulati