镁合金板料成形性能及计算机模拟研究

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1、摘要近年来，镁合金的研究和应用已受到美、德、澳、日等发达国家和地区的高度重视，加大了对镁合金开发和应用研究的投入，并且相继出台了一些大规模的镁研究计划。目前已经开发的镁合金有百余种，主要有Mg一～，Mg—zn，Mg—Mn，Mg—zr和Mg--RE等5个合金系。近年来．镁合金在汽车领域、电子领域、通信领域以及国防工业领域的应用日益广泛。镁合金由于其常温下塑性成形性能差，因此在镁合金加工技术方面受到了一定限制。目前，镁合金加工技术有镁合金铸造技术、镁合金塑性加工技术和超塑性成形技术。虽然传统压铸技术工艺比较成熟，新兴压铸技术也改善了传

2、统压铸技术的弊端，但是由于压铸技术自身的特点，在某些方面无法与塑性成形技术相比。如对于薄壁镁合金部件的成形，采用压铸方法会产生过多的废料，而且达不到要求的强度和塑性，表面出现裂纹、轴线缩松和内部裂纹等缺陷。而镁合金板料塑性成形产品由于其性能的优异性使镁合金板料塑性成形工艺的研究备受重视，镁合金板料塑性成形的研究无疑将是塑性成形领域的又一大热点。本文针对隶属于Mg—Al—zn系的MB2镁合金板料和隶属于Mg—Mn—RE系的MB8镁合金板料，进行了大量的加热塑性成形实验，得出相关数据和关系曲线，研究了这两种牌号镁台金板料塑性成形性能与

3、成形温度、速度和润滑条件之间的关系：通过观察塑性成形后的金相组织，研究成形工艺参数对板料金相组织的影响；并对MB8镁合金进行了高温力学拉伸实验，研究了温度、速度与力学性能的关系。主要研究内容包括：研究了MB2镁合金板料成形性能与工艺参数(成形温度、成形速度和润滑剂)之问的关系，获得了在不同工艺参数下板料成形性能的规律，得到了MB2镁合金板材的最佳成形工艺参数，根据有关公式计算得到了该成形工艺参数下的极限拉深比。最后，通过金相显微镜观察了拉深成形以后其组织的变化，分析了金相组织结构与工艺参数之间的关系。首次研究了MB8镁合金的成形性

4、能与工艺参数之间的关系，探索了镁合金与成形温度、成形速度和润滑条件之间的关系，得到了MB8镁合金板材的最佳成形工艺参数，以及该工艺参数下的极限拉深比。通过电子显微镜观察了塑性成形之后的组织结构变化。将MB2与MB8两种镁合金的实验结果对比，得出了镁合金板料的ce元素，在合理的含量比例下，能够有效改善镁合金板料的塑性成形性能的结论镬含金板料成形性能发汁算机模拟研究首次研究了MB8镁合金板料在高温下的力学性能，得到了在不同温度与不同应变速率下材料的应力一应变曲线，从而得出了其抗拉性能和延伸性能随温度与应变速率的变化规律。自行设计并制造

5、了研究镁合金板料成形性能的实验用模具和加热系统。最后，运用数值模拟方法对MB2和MB8镁合金进行了拉深成形模拟，并与实验结果相对比，分析产生误差的原因，以期通过数值模拟来指导实际加工。关键词：变形镁合金；塑性成形性能；组织性能：力学性能；数值模拟ABSTRACTTheresearchandapplicationofmagnesium—alloyhasbeenregardedinUSA，Germany,AustraliaandJapanduringrecentyears．Therearemanyresearchplansanddev

6、otionofmagnesiumR&D．Atpresent，therearemorethan500kindsofmagnesiumalloys，includedMg—AI，Mg—Zn，Mg—Mn，Mg·ZrandMg-REsystem．Withtherapiddevelopmentofautomobileandelectronicindustry,especiallythecommunicationindustry,thisisabigchanceformagnesiumalloy．Becausethedeformperforma

7、nceofmagnesiumalloyisbad，theprocessingtechnologyislimited．ThekindsoftheprocessingtechnologyareMagnesiumCastingTechnology,MagnesiumPlasticDeformingTechnologyandSuper-PlasticFormingTechnology．Buttheintrinsiccharacterofdie-castingtechnology,theplasticdeformtechnologyismo

8、readvantagedForexample，therearetOOmuchflotsam，surfacecrack，axis—loosenandinnercrackifthedie—castingproductisthinwallpart，att