铝镁双金属等温复合挤压工艺及组织性能研究

题名	铝镁双金属等温复合挤压工艺及组织性能研究
作者	向阳芷
导师	乔及森
答辩日期	2016
学位名称	硕士
关键词	Deform-2D 铝镁合金复合挤压结合界面组织性能
摘要	本文基于Deform 2D有限元模拟软件,对1100铝和AZ31B镁合金异种双金属在不同工艺参数条件下的复合挤压成形进行模拟分析,包括零件的变形情况、温度场演变,变形过程中损伤值变化、等效应力应变分布以及行程-载荷关系等,并分析关键工艺参数对复合挤压成形的影响,通过对模拟过程中最大损伤值,挤压成形载荷以及温度分布的研究发现挤压速率和挤压温度对成形影响较大,在1-5mm/s范围内随着挤压速率增大,最大损伤值呈现减小后增大趋势,温升值随着挤压速率增大而显著增大。随着挤压温度升高,最大损伤值则呈减小趋势。而挤压温度越低,坯料在挤压过程中的温度升高值越大,挤压温度和挤压速率对成形载荷的影响不显著。最后基于模拟研究分析结果以最大损伤值以及成形过程中温度分布均匀性为评判指标,确定成形工艺参数为挤压速率2mm/s,挤压温度4 7 0℃。在此工艺参数下对铝镁双金属进行复合挤压实验,得出的铝镁复合挤压棒材外层复合连续,无明显缺陷。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分别对铝镁复合结合界面进行观测分析,结果表明,在铝镁合金接触区域反应并生成了界面层,厚度约为400um。界面层内在靠近AZ31B镁合金基体的一侧生成了新相M g1 7A l1 2,在靠近1100铝基体的一侧生成新相Mg2A l3。电子背散射衍射(EBSD)结果显示,新生成Mg1 7A l1 2相的晶粒尺寸为3-20um,Mg2A l3相的平均晶粒尺寸约为3-10um,复合外层铝基体取向趋于均匀,有明显加工织构,而复合界面结合层区域晶粒取向各异,晶粒尺寸大小也不均匀,说明复合材料界面是扩散反应后形成,晶粒随机生长。新生成相在晶界上有部分再结晶发生。对结合界面进行剪切实验,结合界面剪切强度约为23.4Mpa,对断裂后的两侧分别进行X射线衍射分析和能谱分析,结果发现两侧断裂面都存在相Mg2A l3,说明断裂发生在Mg2A l3相层。同时显微硬度测试结果显示,在界面结合区域附近,AZ31B镁合金的平均硬度约为55HV,1100铝的平均硬度约为30HV,而新生成的Mg1 7A l1 2相层的硬度约为170HV,Mg2A l3相层的平均硬度约为210HV。因此其中Mg2A l3层的硬度是层界面中硬度最高的,且脆性较强的一个区域层。
页数	75
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TG379
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91448
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	向阳芷. 铝镁双金属等温复合挤压工艺及组织性能研究[D],2016.