| 题名 | 铝镁双金属等温挤压成形及界面组织演化与力学性能研究 |
| 作者 | 李晓艳 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 乔及森 |
| 关键词 | 双金属 等温挤压 有限元数值模拟 刚塑性有限元法 织构 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 随着科学技术的发展,结构轻量化设计技术越来越受到重视,有很大的发展前景,其中铝与镁均属于轻质材料,在结构轻量化设计技术及环保问题中倍受青睐。由于镁合金易被腐蚀,极大地限制了其使用范围。铝及铝合金表面能够形成一层致密的氧化物薄膜,使其耐腐蚀性能拥有比较好,故本文采用等温挤压的方式在镁合金外表面包覆一层铝或铝合金,以制备出耐腐性能优异的镁铝复合材料。本文采用Deform-3D有限元模拟软件,利用其刚塑性算法建立了铝镁双金属等温挤压成形模型,研究了AA6060铝合金和AZ31镁合金在等温挤压过程中的金属流动规律、等效塑性应力、等效塑性应变、温度场的分布等,并结合正交试验研究了挤压温度、挤压速度、模角及坯料几何尺寸对成形载荷的影响,最终得到了最佳挤压成形工艺参数。通过有限元模拟计算和实验验证,并结合实际生产情况,得到镁铝双金属等温挤压成形最佳工艺参数组合为:挤压速度n=2mm/s,铝坯料尺寸是Φ10mm×20mm,镁芯尺寸是Φ5mm×19mm,挤压温度T=360℃,挤压模具角度a=90°。对成形质量较好的挤压制品进行微观组织和力学性能分析研究,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）、电子背散射衍射（EBSD）分析技术对铝镁结合界面区进行微观组织和化学成分分析,并通过剪切实验与显微硬度的测试来评价结合区力学性能。结果表明:铝镁双金属等温挤压过程中,铝镁元素通过相互扩散形成镁铝系金属间化合物,铝侧形成偏铝相Al3Mg2,镁侧形成偏镁相Al12Mg17,结合层总厚度约4μm。铝镁合金等温挤压过程中,铝合金与镁合金都发生了再结晶,使得晶粒出现不同程度的长大。铝合金在挤压过程中都有强的黄铜型织构{011}<211>和铜型织构{112}<111>存在。镁合金在挤压过程中有一个很强的且平行于ED平面的织构面（0001）,主要织构为{01-10}<0001>和{-12-10}<0001>。镁铝合金等温挤形成的结合界面所能承受的剪切力各不相同,且失效多是突发性的,基本没有塑性变形阶段;结合界面的最高剪切强度为56.29MPa,最低剪切强度39.88MPa。镁铝合金等温挤压过程中生成的镁铝系金属间化合物,使得结合区的显微硬度明显高于两侧基体的硬度,最高硬度值达到了169.6HV。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 78 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94935]  |
| 专题 | 附属中学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李晓艳. 铝镁双金属等温挤压成形及界面组织演化与力学性能研究[D]. 2019. |
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