鋁-鎂包套熱軋復(fù)合的熱模擬研究.pdf

1、鎂合金的耐蝕性差和加工能力差已成為限制鎂合金應(yīng)用的關(guān)鍵問題，鋁鎂包套復(fù)合結(jié)構(gòu)作為一種新型復(fù)合材料，不僅可以提高鎂合金的耐蝕性，又可改善鎂合金的加工成型性能，在化工、汽車等工業(yè)領(lǐng)域具有較大應(yīng)用前景。已有研究表明，包套復(fù)合材料的熱軋復(fù)合過程除受工藝參數(shù)影響外，還受包套尺寸影響，但由于鋁合金和鎂合金二種材料性質(zhì)存在較大差異，包套尺寸不僅會影響鋁鎂包套復(fù)合材料的力學(xué)性能，也會影響套內(nèi)鎂合金的應(yīng)力狀態(tài)和組織演變。本文通過對AA5052/AZ31鋁

2、鎂包套復(fù)合體在不同變形溫度和不同應(yīng)變速率下的壓縮熱模擬實驗，研究了不同包套尺寸對鋁鎂包套復(fù)合體熱模擬力學(xué)行為和組織變化規(guī)律的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn)：隨著應(yīng)變速率的增大，AA5052/AZ31鋁鎂包套復(fù)合體峰值流變應(yīng)力和達(dá)到峰值流變應(yīng)力的峰值應(yīng)變均增加；隨著變形溫度的增加，峰值流變應(yīng)力和達(dá)到峰值流變應(yīng)力的峰值應(yīng)變均減??；隨著 AA5052合金包套厚度的減小，峰值應(yīng)力逐漸降低，而峰值應(yīng)變逐漸增大；當(dāng) AA5052合金包套厚度較小時，流變

3、應(yīng)力曲線會出現(xiàn)應(yīng)力過沖現(xiàn)象，應(yīng)力過沖峰值隨著包套厚度的增加逐漸減小。同時，利用應(yīng)力復(fù)合定律，擬合出套內(nèi)AZ31鎂合金芯體的力學(xué)行為，在此基礎(chǔ)上，利用Johnson-Cook經(jīng)驗?zāi)Ｐ停⒘颂變?nèi)AZ31鎂合金芯體在不同AA5052合金包套厚度約束狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系方程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著 AA5052合金包套厚度的減小，AZ31鎂合金芯體的應(yīng)變速率敏感系數(shù)C和變形溫度敏感系數(shù)m均逐漸減小。
　　利用光學(xué)金相顯微鏡（OM）對熱壓縮后的套內(nèi)A

4、Z31鎂合金芯體縱剖面不同變形區(qū)域的微觀形貌進行了觀察和分析，結(jié)果表明：AZ31鎂合金芯體試樣中心位置呈現(xiàn)極細(xì)的等軸晶形貌，壓縮試樣端面附近呈現(xiàn)較為粗大的晶粒狀態(tài)，鋁鎂復(fù)合界面處組織流動較大；在變形溫度和包套尺寸相同時，大應(yīng)變速率下的再結(jié)晶晶粒尺寸小于小應(yīng)變速率下的再結(jié)晶晶粒尺寸；在變形溫度和應(yīng)變速率相同時，隨著AA5052合金包套厚度的減小，套內(nèi)AZ31鎂合金晶粒動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象更加明顯，擬合出的 AZ31鎂合金流變應(yīng)力相應(yīng)逐漸降低，而