AZ31B镁合金铸轧工艺模拟及其实验研究

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1、-．·一■原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：蘸勃越日期：冽垒年上月丛日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时

2、授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：蓖缸勉导师签名中南大学硕上学位论文摘要镁合金板材在航空航天、汽车、3C等领域都有着十分广泛的应用前景。但由于镁合金室温塑性差，传统的轧制必须在较高温度下进行，而且轧制工序很长，导致生产周期过长，成品率低，成本高。本论文建立了有限元模型，对AZ31B镁合金铸轧过程中的热力耦合问题进行了有限元模拟，通过实验确定了合适的AZ31B镁合金铸轧和后续热处理、轧制工艺条件，并利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、金相(OM)、室温拉伸等实验方法详细研究了AZ31B镁合金铸轧板材的微

3、观组织及力学性能。研究结果表明：通过有限元模型对AZ31B镁合金铸轧过程中熔体温度场和变形场进行计算，计算模拟确定的铸轧参数为：浇注温度680"----710℃；铸轧速度2．5～2．8m／min；在此模拟基础上采用相同的铸轧参数进行铸轧实验，成功制备出了厚度3．8mm，宽度200mm的铸轧Az3lB镁合金板。不引入外场铸轧的AZ3IB镁合金板枝晶网胞发达，二次枝晶间距约20"--'25um，板面内力学各向异性不明显，而引入超声场和电磁场(以下称为“组合场”)后铸轧得到的AZ31B镁合金板微观组织更加细小均匀，有明显的半固态组织，平均晶粒尺寸约为12"---'18lam，在力学性能上也可得到

4、很大改善：相比不引入外场铸轧的AZ31B镁合金板而言，引入组合场铸轧的AZ31B镁合金板铸轧方向抗拉强度可提高13％，与铸轧方向呈90。方向延伸率提高了70％，引入组合场铸轧AZ31B镁合金板的硬度值也提高了26％。超声场或电磁场单一作用下的铸轧AZ31B镁合金板力学性能也有所提高。另外，引入组合场铸轧的AZ31B镁合金板在400℃保温4h均匀化处理条件下第二相已完全固溶。均匀化退火后铸轧AZ31B镁合金各方向的的力学性能仍然相差不大。并且引入组合场铸轧AZ31B镁合金板在后续热轧过程中可以获得更好的力学性能。关键词：AZ31B镁合金；铸轧；热轧；有限元模拟●Dissertationfor

5、Master’degreeofCSUAbstractMagnesiumalloyshee绍haveextremelyextensiveapplicationprospectsattheaerospace,automotive,3CandotherjfieldS．However,becauseofthepoorformabilityatroomtemperature,thetraditionalrollingmustbecarriedoutathighertemperature,andtherollingprocessisverycomplex,resu#inthecostisunaccep

6、table．Inthisdissertation,FEMmodelwasestablished，andthermo—mechanicalcouplingproblemsimulationoftwinroll-castingfo厂theAZ31BmagnesiumalloywasdonebYusingfiniteelementmethod．Thetwinroll-casting,heattreating,androllingprocessconditionsofmagnesiumAZ31BsheetswereidentifiedbyexperimenLTransmissionelectron

7、microscopy(TEM)，scanningelectronmicroscopy(SEM)。opticalmicroscopy(o旧．androomtemperaturetensiletests,etalexperimentalmethodswereemployedtoinvestigatethemicrostructure,andmechanicalpropertiesoftheAZ3IBmagnesiumallo