电磁/超声能场对AZ31B镁合金铸轧板组织和性能的影响
镁合金具有密度小，比强度和比刚度高，电磁屏蔽性好和易回收等优势，近年来已应用于汽车、航空航天和军工等各种领域，成为继钢铁、铝、铜之后的重要结构工程材料。由于镁只有一个滑移面，独立的滑移系少，室温塑性差，变形加工困难。用传统的铸锭-热轧-温轧工艺路线制备镁合金板带，能耗高，生产周期长、成材率低、加工成本高，严重的制约了它的应用。针对上述瓶颈难题，目前国内外正在研究用连续铸轧法取代传统的加工路线。本文在连续铸轧过程中施加电磁和超声能场，实现电磁/超声铸轧，期望进一步提高铸轧镁板的性能。 本文通过建立基于ProCAST-CAFE模块的三维数学模型，经有限元模拟仿真，得到了镁合金普通铸轧和电磁/超声能场铸轧的温度场和凝固组织分布规律，发现传统铸轧存在带坯组织中心分层现象。 本文针对仿真过程中的组织中心分层现象，进行了下沉式非对称铸轧实验，研究了电磁/超声能场对铸轧镁板组织性能的影响，解决带坯组织的中心分层缺陷。普通铸轧镁板的枝晶网胞发达，晶粒粗大，平均晶粒尺寸在85～100μm之间;电磁/超声能场铸轧镁板的晶粒得到明显细化，平均晶粒尺寸在25～35μm之间。电磁/超声能场铸轧镁板的抗拉强度σb、屈服强度σ0.2和延伸率平均值分别为253.8MPa、193.1MPa和4.3％，比普通铸轧镁板分别提高了15.3％、24.9％和43.9％。 本文通过对铸轧镁板进行后续轧制及退火实验，研究了铸轧镁板在后续轧制及退火过程中组织和力学性能的变化情况，发现电磁/超声能场铸轧镁板后续轧制时再结晶温度比普通铸轧镁板低50℃～100℃，因此电磁/超声能场铸轧镁板温轧后的退火温度低于普通铸轧镁板。轧制温度为300℃时，电磁/超声能场铸轧镁板经三道次轧制后抗拉强度σb、屈服强度σ0.2以及延伸率平均值分别为289.7MPa、198.8 MPa和7.4％，比普通镁板分别提高了12.8％、19.7％和127.8％，比铸锭-热轧板分别提高了17.8％、4.1％和18.8％。
AZ31B镁合金;凝固组织;后续轧制;电磁/超声能场;铸轧板
中南大学
硕士
机械工程
毛大恒;石琛
2013
中文
TG146.22;TG249.9
83
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）