论文部分内容阅读
镁合金集众多优良性能于一身使其被称为21世纪最有应用前景的工程材料。镁合金特殊的晶体结构使其在室温条件下塑性变形能力差，而在高温条件下又容易导致晶粒粗大和产品表面氧化，这种缺陷使得镁合金产品大部分只能通过压铸工艺来生产，采用塑性成形工艺的产品极少。通过塑性加工生产的产品相对铸造来说晶粒细小均匀，无气孔、裂纹等缺陷且综合机械性能好。为了研究镁合金在热锻成形过程中的变形特性，本文选取镁合金AZ40为研究对象，利用热压缩实验建立了符合镁合金AZ40的流变应力模型和微观组织演变模型，并将所建立的模型与热-力耦合有限元方法相集成，对镁合金AZ40方形孔轴类零件的热锻成形过程进行数值模拟。分析不同变形条件对镁合金成形的影响，以期为确定和优化复杂零件锻造工艺提供理论依据。在Gleeble-1500热模拟机上对镁合金AZ40进行热压缩实验，根据得到的实验数据推导出应力、应变与Zener-Hollomon参数的关系式，建立符合镁合金AZ40的流变应力模型。通过定量金相实验测出镁合金AZ40在不同变形条件下的晶粒尺寸，根据测得的数据推导出再结晶晶粒尺寸与动态再结晶百分数与Zener-Hollomon参数的关系式；通过硬度测试试验测出镁合金AZ40在不同变形条件下的维氏硬度，根据测得的数据推导出硬度与再结晶晶粒尺寸的关系，从而建立符合镁合金AZ40的微观组织演变模型和硬度模型。利用DEFORM-3D有限元软件这一平台，将建立的镁合金AZ40的流变应力模型与微观组织演变模型通过编程软件Absoft fortran编译成能够植入到DEFORM-3D有限元软件的功能模块，即对有限元软件作二次开发。基于完成开发的DEFORM-3D有限元软件，对镁合金AZ40方形孔轴类零件的热锻成形进行三维热-力耦合有限元数值模拟，分析它在成形过程中等效应力-应变、温度、动态再结晶百分数、再结晶晶粒尺寸的变化以及不同变形条件对其锻后微观组织的影响。