论文部分内容阅读
镁合金是目前最轻的金属结构材料之一，在许多领域都已经取得了应用。但是由于室温下塑性变形能力较差，屈服强度低等缺点的限制，镁合金的应用仍不能和钢铁和铝合金等传统金属材料相比。相比传统铸态镁合金，变形镁合金拥有更好的性能。挤压成形是加工变形镁合金的一种重要手段。本文采用了一种新型的变通道转角挤压（CCAE）方式，通过有限元分析软件Deform-3D对Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr合金进行了变通道转角挤压的数值模拟，分析了不同挤压温度、挤压速度以及挤压比下材料的CCAE变形行为及等效应力、等效应变等变化，并且采用自行设计的实验模具，对挤压温度为200℃-400℃，挤压比为2.25，挤压速度为0.8mm/s下的Mg-6Zn-1.2Y-0.6Zr合金进行了CCAE实验验证，对得到的产品进行了微观组织以及力学性能等方面的分析和研究。取得了如下结果：1.在挤压转角处和变通道处，网格得到了细化。挤压温度升高，网格变大；挤压比变大，网格变小；挤压速度变大，网格变小。2．影响挤压产品性能的因素主要有挤压温度、挤压速度和挤压比。挤压温度越高，挤压力越小；挤压温度越低，挤压力越大；挤压比越大，挤压力就越大。挤压力大，变形更为激烈，晶粒细化效果更好，等效应变分布也更为均匀。3. CCAE变形在挤压温度250℃下得到的产品平均晶粒尺寸可以达到5μm左右，晶粒尺寸细小并且分布比较均匀。晶粒尺寸随着挤压温度的升高而变大。4.经过CCAE变形后材料的力学性能得到提升。显微硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率都得到显著提高。在250℃下材料抗拉强度达到288MPa，200℃时屈服强度达到210MPa，400℃时延伸率达到17.8。挤压温度升高，材料抗拉强度和屈服强度下降，但是伸长率升高。材料屈服强度和晶粒大小符合典型的Hall-Petch关系。温度较低时（200℃-250℃）拉伸断口属于韧性断裂和脆性断裂混合型断裂，温度较高时（350℃-400℃）属于韧性断裂。250℃下挤压产品相对来说综合力学性能最好。