電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋技術(shù)研究.pdf

1、軋制鎂合金在材料性能上的獨特優(yōu)勢，有著廣闊的應(yīng)用范圍。雖然單一鎂合金軋制技術(shù)也都依托其各自強(qiáng)化機(jī)理各具優(yōu)點，在不需要添加合金元素，獲得細(xì)晶組織和具有能與高合金化合金相媲美的強(qiáng)度。但所存在的問題也是明顯不可忽視的，如軋制板材存在著嚴(yán)重的各向異性、制備工藝還不夠成熟、力學(xué)性能還需要進(jìn)一步的提高等問題?；诖耍疚膭?chuàng)新性的對電塑性加工、異步軋制和累積疊軋技術(shù)協(xié)同作用下的電致誘導(dǎo)異步疊軋關(guān)鍵技術(shù)展開研究，來繼續(xù)探索獲得高性能細(xì)晶材料的新方法，彌

2、補(bǔ)傳統(tǒng)的軋制工藝需要多道次和道次間安排熱處理的缺點，在加大變形量的同時減少了裂紋產(chǎn)生，大大提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
　　本文探究了該電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制條件下的塑性變形理論，分別采用卡爾曼法、奧羅萬法對比分析了電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制過程單位軋制壓力，得到了適用本模型的平均單位軋制壓力公式；分析研究了電致誘導(dǎo)鎂板材異步疊軋復(fù)合軋制過程流變應(yīng)力行為的影響因素，其中包括電參數(shù)、異步比、軋制層數(shù)等，構(gòu)建了該復(fù)合軋制條件下的流

3、變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型。
　　針對多因素影響下的電致誘導(dǎo)鎂板材異步累積疊軋過程進(jìn)行了試驗設(shè)計，將復(fù)合軋制有限元模型中電致塑性效應(yīng)的影響分為熱效應(yīng)及電激勵效應(yīng)兩部分，分別通過ANSYS Multiphysics電熱效應(yīng)分析和電致誘導(dǎo)拉伸試驗獲得電流產(chǎn)熱和電激勵條件下的力學(xué)參數(shù)，然后將上述參數(shù)直接引入到LS-DYNA中實現(xiàn)復(fù)合軋制過程溫度場、力學(xué)場、電場的耦合仿真模擬。
　　通過改變軋制過程中的上下軋輥異步比，探究異步比對復(fù)合軋制變形行

4、為的影響。研究表明：由于上下軋輥速度差使板材受到一對切應(yīng)力作用，造成板材晶體傾轉(zhuǎn)，加速了位錯運(yùn)動的發(fā)生，但異步比過大會造成板材滑移，作用效果不再明顯，使軋制過程中流變應(yīng)力隨異步比的增加先減小后增大，軋制溫度隨異步比的增加先增加后減小，在異步比為1.15時流變應(yīng)力最小。
　　通過改變軋制過程中的脈沖電流、脈沖頻率，探究電參數(shù)對復(fù)合軋制變形行為的影響。結(jié)果表明：電參數(shù)的影響一方面是通過熱效應(yīng)作用，另一方面通過電激勵作用，均對軋制過程流

5、變應(yīng)力起到減弱效果。流變應(yīng)力隨著脈沖電流的增加逐漸減??；隨脈沖頻率的增加先減小后增大，在脈沖電流245A脈沖頻率275Hz時取得較小值。脈沖頻率過高時（400Hz）其對板材的電激勵作用不再明顯，僅僅是以熱效應(yīng)的方式影響流變應(yīng)力。
　　通過改變軋制過程中的軋制層數(shù)，探究軋制層數(shù)對復(fù)合軋制變形行為的影響。結(jié)果表明：累積疊軋通過板材疊層軋制提高塑性變形量，使板材在短時間內(nèi)產(chǎn)生較多熱量，板材溫升加快，弱化了變形抗力，流變應(yīng)力減小。但其不如

6、異步比、電參數(shù)影響顯著。
　　基于復(fù)合仿真實驗結(jié)果，采用 R統(tǒng)計軟件，通過多元線性回歸分析，構(gòu)建了該電致誘導(dǎo)鎂板材異步累積疊軋模型下的流變狀態(tài)數(shù)學(xué)模型；考慮到電致誘導(dǎo)下鎂板材異步累積疊軋與拉伸試驗遵從相似的金屬塑性變形理論，本研究開展了電致誘導(dǎo)鎂板材拉伸試驗，驗證了復(fù)合軋制下的仿真實驗結(jié)果，并采用 Matlab軟件將該復(fù)合軋制數(shù)學(xué)模型圖形化顯示，并與電致誘導(dǎo)下的拉伸試驗結(jié)果對比評價數(shù)學(xué)模型的擬合性，結(jié)果表明該數(shù)學(xué)模型能夠較好的反映