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镁合金作为工程应用中最轻的金属结构材料,在航空航天、交通、3C产品等领域有着广泛的应用前景,但镁合金内部会不可避免地存在一些没有闭合的空洞型缺陷,而这些空洞型缺陷可通过塑性变形过程来消除,进而提高以镁合金为材料的零部件的寿命。因此,在塑性成形过程中,消除铸态镁合金内部空洞型缺陷意义重大。本文将物理试验与数值模拟二者相结合,对AZ80镁合金圆柱试样在热镦粗成形过程中内部空洞型缺陷的演化过程进行了研究,得到了关于AZ80镁合金空洞闭合演化规律的一般认识,对镦粗工艺参数的合理设置有一定的参考价值和指导意义。数值模拟采用的是RVE典型体元有限元模型,首先,对处在AZ80镁合金圆柱试样心部位置的单个空洞和多个空洞在下压速度、变形温度、压下率、高径比参数下的热镦粗成形过程进行了数值模拟,研究它们分别对空洞闭合演化规律影响的同时也观察了空洞闭合的过程。然后对不同尺寸、形状的空洞以及模具和坯料间不同摩擦因数在热镦粗变形过程中AZ80镁合金心部空洞闭合效果的影响进行了探讨。其次,对处在AZ80镁合金内部不同位置的空洞以及多空洞彼此之间由于相互作用的影响对的空洞闭合情况进行了数值模拟研究。利用DEFORM11.2-3D分析了空洞周围的等效应力、等效应变、等效应变速率大小和分布特点。最后,通过在圆柱试样内部设置人工空洞,在INSTRON万能拉伸试验机上进行热镦粗变形来进行物理试验,以验证数值模拟可靠性。通过数值模拟和物理试验得到以下研究结果:AZ80镁合金内部空洞型缺陷从镦粗变形初始阶段到实现最终闭合会经历如下变化过程:球形椭球形裂缝细小裂纹闭合;AZ80镁合金内部空洞心部的等效应力、等效应变、等效应变速率三者均为对称均匀分布,且由空洞心部向外沿圆柱试样外侧面方向逐渐减小,存在一定的梯度;高径比和压下率是影响AZ80镁合金中空洞缺陷闭合的主要因素且当高径比为1、压下率接近40%时空洞型缺陷最易实现闭合;下压速度、摩擦因数、变形温度、空洞的初始形状、空洞尺寸对空洞闭合的影响不大;同时,AZ80镁合金内部空洞的初始位置对空洞闭合也有较大的影响。当空洞型缺陷分布在圆柱轴线中心时最容易闭合,当空洞型缺陷分布在圆柱体对称横截面时空洞位置越向圆柱试样侧面靠近,空洞越不易闭合;物理试验的结果与数值模拟相比误差不超过10%,二者基本保持一致。