6xxx系铝合金低温快速挤压模拟研究
本文采用物理模拟和数值模拟技术,借助Gleeble-1500热模拟实验机、HP工作站上的DEFORM有限元软件以及金相组织观察分析等手段,对6061和6063铝合金低温快速挤压变形行为进行了较系统的研究.内容包括:探讨了两种铝合金低温快速挤压变形过程中流变曲线及流变应力的变化规律,建立流变应力模型,并分析了微观组织变化;利用有限元热力耦合技术模拟研究了铝合金的低温快速挤压成形动态过程.得出以下结论:1.在应变速率小于20s<'-1>时,铝合金流变应力随温度的增加而减小,随应变速率的增大而增大.温升随应变速率的增大而增大,当应变速率达到30s<'-1>,初始温度为350℃时,6063铝合金在0.05秒内温升达32℃,由于剧烈的温升,流变应力明显下降.2.在应变速率为20s<'-1>,温度450℃时,真应力—真应变曲线出现了明显的波动,并且组织中有新晶粒生成,说明尽管铝合金的层错能比较高,仍可发生动态再结晶.3.可以用包含Arrhenius项的Z参数描述6063铝合金低温快速变形时的流变行为,其Z参数可表述为:Z=εexp(171.68/RT)s<'-1>流变应力、应变速率与温度的关系可用Z参数表示为:σ=59.5ln{[Z/(1.904×10<'13>)]<'1/8.47>+{[(Z/1.904×10<'13>)]<'2/8.47>+1}<'1/2>}Mpa .4.温升大部分发生在挤压的开始阶段,然后趋向稳定.以挤压比为25:1,挤压杆速度为15mm/s的情况为例,当坯料初始温度设定为430℃时,出模孔温度达522.5℃,坯料温升超过92.5℃,达到了6063铝合金的风淬温度.在出模孔的制品任一横截面中,温度变化范围约为10℃.所得结果为选择工艺参数以避免挤压缺陷和减少沿纵向和横向温度变化提供了指导.由于动态回复和动态再结晶及剧烈的温升,挤压力升至峰值后,突然下降.
铝合金;热力模拟;低温快速挤压;有限元模拟
中南大学
硕士
材料加工工程
王孟君
2004
中文
TG146.21
65
2005-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）