镁合金丝材的电致塑性拉拔研究
哈尔滨工业大学科技成果——镁及镁合金丝材拉拔技术
哈尔滨工业大学科技成果——镁及镁合金丝材拉拔技术
主要研究内容
研制成镁和镁合金线材和丝材温精拉拔新技术，可实现镁或镁合金线材和丝材连续拉拔，可高效率低成本生产。
解决了镁和镁合金线材或丝材拉拔困难的技术难题，可以实现产业化。
技术特点
镁或镁合金线材：φ2-φ8mm，丝材：φ0.1-φ1.0mm抗拉强度与屈服强度分别达到320MPa和200MPa（线材）或400MPa和300MPa （丝材）延伸率分别达到16%（线材）和20%（丝材）以上。
应用领域
轻质特种通讯电缆和电磁防护网。
可用于航空航天轻质通讯电缆和海底电缆。
各种仪器设备的电磁防护网医用可降解缝合线。
镁合金的力学行为及其塑性变形机制
镁合金的力学行为及其塑性变形机制1. 引言随着现代工业的发展和人们对轻量化、高强度、高耐腐蚀性能的需求，镁合金得到了越来越广泛的应用。
镁合金因其低密度、高比强度、良好的加工性和回收性等优点成为航空、汽车、电子等领域的理想材料。
然而，镁合金在使用过程中也存在着一些问题，如低强度、低塑性和易产生裂纹等缺陷。
为了克服这些问题，研究镁合金的机械性能和塑性变形机制显得尤为重要。
2. 镁合金的力学行为镁合金的力学行为是指其在力学载荷下的变形和断裂特性。
根据加载方式和加载速度的不同，常用的镁合金力学性能测量方法包括拉伸、压缩、弯曲、疲劳等。
2.1 拉伸性能在拉伸试验中，镁合金试样通常沿轴向加载，被拉伸到断裂。
通过拉伸实验可以得到镁合金的屈服强度、抗拉强度、延伸率等指标。
在拉伸过程中，镁合金先呈弹性变形，随着应力的增加，会出现塑性变形，最终会产生颈缩现象，并出现形变硬化，然后试验样品发生瞬时断裂。
2.2 压缩性能与拉伸试验类似，压缩试验是将镁合金试样置于压缩机中，施加压力，试样往往在压缩模量较大时出现颈缩，进而在剪切和塑性瞬间溃断的形式受力。
通过压缩试验可以得到镁合金的屈服强度、抗压强度等指标。
2.3 弯曲性能在弯曲试验中，将镁合金试样制成梁状，在弯曲机上进行弯曲测试。
通常以最大载荷、极限载荷、弯曲刚度和中心挠度等作为评价参数，通过弯曲试验可以得到镁合金的弯曲性能。
2.4 疲劳性能镁合金强度高、重量轻，适用于高速旋转部件、振荡部件等。
疲劳性能是材料在交变载荷作用下能够承受的循环次数。
通过疲劳试验可以研究镁合金材料的寿命和寿命曲线，确定其在交变载荷下的强度和稳定性。
3. 镁合金的塑性变形机制镁合金的塑性变形机制主要有滑移和孪生两种。
3.1 滑移变形滑移是指晶体中某些平面沿特定方向发生剪切变形的过程。
镁合金中的滑移有基面滑动的主滑移系统和非基面滑动的辅助滑移系统。
主滑移系统与晶体方向有直接关系，因此其延性较好，且容易塑性变形，但也容易发生塑性翘曲和产生裂纹。
镁合金材料超塑性的研究进展
镁合金是继钢铁和铝合金之后发 展起来的第三类金属结构材料 ,并被称 之为“21 世 纪 绿 色 金 属 结 构 工 程 材 料”[1 ,2 ] 。
由于晶 体 发 生 塑 性 变 形 时 滑 移 面 总是原子排列的最密排面 ,而滑移方向 总是原子排列的最密方向 。因此 ,密排六方结构的多 晶镁 ,其塑性变形在低于 498 K 时仅限于基面{0001} 〈11 20〉滑移及锥面{101 1}〈10 11〉孪生 [3 ,4] 。镁合金 变形时只有 3 个几何滑移系和 2 个独立滑移系 ,与其 它常用金属如铝 、铁 、铜相比 ,镁的滑移系少是造成其 塑性变形能力差的主要原因 。目前 ,大多数镁合金产 品都是用铸造方法生产的 ,很少采用锻压 、轧制 、挤压 等塑性成型方法加工 ,这使镁合金的应用受到了极大 地限制 。为此 , 镁合金超塑成形受到国内外广泛关 注[5] 。 目前 ,超塑成形技术主要用于铝 、钛等合金零件的 生产 ,很少用于镁合金零件的生产[6 ,7] 。因此 ,研究镁 合金超塑性及其成形技术对于扩大镁合金应用范围 、
·664 ·
铸造技术 FOUNDR Y TEC HNOLO GY
Vol. 26 No . 8 Aug. 2005
镁合金材料超塑性的研究进展
宋佩维1 ,2 ,郭学锋2 ,张忠明2 ,徐春杰2 ,井晓天2
(1. 陕西理工学院机电工程系 ,陕西 汉中 723003 ;2. 西安理工大学材料科学与工程学院 ,陕西 西安 710048)
摘要 :综述了镁合金超塑变形的机理与特点 ,评述镁合金超塑性研究现状 ,指出了细晶超塑性 、大晶粒超塑性 、高应变速率超 塑性和低温超塑性是镁合金超塑性研究的重点和发展方向 。 关键词 :镁合金 ;超塑性 ;研究现状 ;发展方向 中图分类号 : T G146. 2 + 2 ; T G113. 25 + 3 文献标识码 :A 文章编号 :100028365 (2005) 0820664203
镁合金板材拉伸实验塑应变比与加工硬化指数的研究论文
镁合金板材拉伸实验塑应变比与加工硬化指数的研究论文毕业论文任务书第1页第2页摘要镁及其合金是目前最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、吸震性强、导热性好、电磁屏蔽效果好、机加性能优良、零件尺寸稳定等优点，在航空、航天、汽车、电子、家电等领域应用极广。
国内外研究者和生产者一直致力于镁合金成形工艺和方法的研究。
其独特的力学行为使加工工艺较为复杂和困难。
为了提高镁合金产品的加工精度和成品率，需要对其化学成分和力学性能及各影响因素进行分析。
本论文通过采用单向拉伸实验，在DNS200微机控制电子万能试验机上测定了AZ31镁金板料在一定速度下的力学性能,并分析了其特点和原因。
利用实验测出的镁合金板料的拉伸前后宽度和厚度算出镁合金板料的塑形应变比r和加工硬化指数n。
计算结果表明：在沿轧制方向450方向镁板的塑形应变比r最大，沿轧制方向00方向最小；在沿轧制方向900的镁板加工硬化指数n值最大，00方向的n值最小。
关键词：镁合金；塑形应变比；加工硬化指数ABSTRACTMagnesium and its alloys are the lightest metal structural materials at present. And they have many advantages such as high specific strength and specific rigidity, strong absorption shock resistance, good heat conduction, good electromagnetic shielding, excellent mechanical machining performance, stable part dimension etc. They have been widely used in the fields of aviation, aerospace, automobile, electronic and appliance industry. Many experts and producers have been devoted to the study on the forming technology for Magnesium Alloy home and abroad. Its unique mechanics behavior makes processing technology more complex and difficult. In order to improve the machining precision of the magnesium alloy products and yield, need to its chemical composition and mechanical properties and the influence factors were analyzed. The paper by uniaxial tensile test, and measured the mechanical properties of AZ31 magnesium gold sheet under a certain speed in DNS200 computer control electronic universal testing machine, and analyze its characteristics and causes.Before and after the use of the experimentally measured tensile magnesium alloy sheet width and thickness to calculate the magnesium alloy sheet metal shaping strain than r and work hardening exponent n.The results show that: magnesium plate along the rolling direction and the direction of 45 ° shaping strain ratio r, 0 ° direction along the rolling direction; largest magnesium plate hardening exponent n value along the rolling direction of 90 °, 0 °the direction of the minimum value of n.Key words:Magnesium alloy , Plastic strain ratio , Work hardening index目录第一章绪论 (1)1.1镁及镁合金 (1)1.1.1镁及镁合金 (1)1.1.2镁合金的应用及前景 (3)1.1.3镁合金的基本成型工艺 (4)1.2镁合金力学性能 (5)1.2.1拉伸力学性能 (5)1.2.2塑性应变比 (6)1.2.3 拉伸应变硬化指数 (8)1.3 n值r值的研究进展 (10)1.4本文的研究意义及内容 (11)第二章实验方法 (13)2.1实验材料及设备 (13)2.2实验内容及方法 (15)第三章实验数据与计算结果 (17)3.1 0°方向的数据与计算结果 (17)3.2 45°方向的数据与计算结果 (23)3.3 90°方向的数据与计算结果 (29)3.4 总结分析 (34)参考文献: (37)附录一：英文原文 (38)附录二：外文资料翻译 (51)第一章绪论镁合金板材因其密度低、比强度和比刚度高、导热性好、电磁屏蔽效果佳等特点被广泛应用于交通、家电和通讯等工业和民用领域。
镁合金塑性变形机理研究进展
镁合金塑性变形机理研究进展一、本文概述镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域具有广泛的应用前景。
然而，镁合金在塑性变形过程中面临着诸多挑战，如室温下塑性较差、易产生应力腐蚀等问题，限制了其在实际应用中的性能发挥。
因此，深入研究镁合金的塑性变形机理，对于提升镁合金的综合性能、推动其在更广泛领域的应用具有重要意义。
本文旨在综述镁合金塑性变形机理的研究进展，从镁合金的塑性变形行为、变形过程中的微观组织演变、变形机制及影响因素等方面进行总结和分析。
文章首先简要介绍了镁合金的基本特性及其应用现状，然后重点回顾了近年来镁合金塑性变形机理的相关研究成果，包括塑性变形的微观机制、变形过程中的应力应变行为、合金元素对塑性变形的影响等。
文章对镁合金塑性变形机理的未来研究方向进行了展望，以期为镁合金的进一步研究和应用提供有益的参考。
二、镁合金的塑性变形行为镁合金作为轻质高强度的金属材料，其塑性变形行为一直是材料科学领域的研究热点。
镁合金的塑性变形主要涉及到滑移、孪生以及晶界滑移等多种机制。
这些机制在镁合金的变形过程中相互作用，共同影响着镁合金的力学性能和微观组织演变。
滑移是镁合金塑性变形中最主要的变形机制。
镁合金中的滑移系主要包括基面滑移、柱面滑移和锥面滑移。
其中，基面滑移是最容易激活的滑移系，但由于其滑移方向的限制，通常不能完全协调镁合金的宏观变形。
柱面滑移和锥面滑移的激活则需要更高的临界剪切应力，但在高温或变形量较大时，这些滑移系也能被有效激活，从而改善镁合金的塑性变形能力。
孪生在镁合金塑性变形中也扮演着重要角色。
特别是在低温和高应变速率下，孪生成为镁合金的主要变形机制。
孪生不仅能够协调镁合金的宏观变形，还能细化晶粒，提高镁合金的强度和韧性。
然而，孪生也会引入新的织构，影响镁合金的后续变形行为。
除了滑移和孪生外，晶界滑移也是镁合金塑性变形中不可忽视的变形机制。
晶界滑移能够协调不同晶粒间的变形，使得镁合金在宏观上表现出良好的塑性。
AZ31镁合金细丝拉拔工艺的研究
Ｔ ａ ｂ ． １ Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｏ ｉ ｌ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ
拉拔态 ２ ０ ｏ ℃ ２ ２ ５ ℃ ２ ５ ０ ￣ Ｃ ２ ７ ５ ｏ ｃ ３ ０ ｏ ℃ 抗拉强度 ２ ６ ０
第 ２期
Ａ Ｚ ３ １镁 合 金 细 丝 拉 拔 工 艺 的 研 究
・ ４ ３・
１ 实验材料及方 法
１ ． １ 实验材料及所需设备
２ － ３ 单道次变形量
塑 性变形将 产 生加工 硬化 的现象 ， 而加工 硬化 率取决 于塑性 变形 的程度。 在拉拔工艺 中 ， 单道次变 形 量 对细 丝性 能 和 总变形 程 度都 将 产生 一 定 的影 响。对 经退火 处理后 （ ｐ Ｏ ． ５ ２ ８ ｍｍ进行 两种不 同单 道 次 变形量 的拉拔 ， 工艺一 单道 次变形 量 ９ ％， 工 艺二
ｍ Ｈ 广＋ ０ ． ３ ９ ８ ｍ ｎ ａ ， 当细丝出现断
１ ０ ． ３ ６ ｕ ｍ且呈 等轴状 ， 此 时 延 伸 率 升 高 至 最 大 值
１ ０ ． ８ ５ ％。 当温度继续升 高至 ３ ０ ０ ￣ Ｃ 时， ｆ 图中已有部分 晶粒发生二 次长大 ， 此时丝材的抗拉强度和延伸率均 有一定程度 的下降。本实验 ０ ． ３ ｍ ｍ丝 材退火工艺采
用： 退火温度 ２ ７ ５ ￣ ｛ ２ ， 保温时问 ９ ０ ｍ ｉ ｎ 。
丝 时计算丝材 变形量 。
２ － ２ 退 火 温 度
随着细丝 变形程 度 的增加 ， 细丝将 会发 生严重
纯镁细丝冷拉拔工艺的研究
２０１８年第 ７期
王昌 等：纯镁细丝冷拉拔工艺的研究
·４ １·
镁细丝材进行冷拉拔，采用的拉拔速度为 ６０ｍｍ／ｓ， 道次变形量为 １０％。 １２２ 拉拔速度
（１．ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，ＳｈａｎｘｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＭｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｘｉ＇ａｎ７１００１６，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ； ３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ＇ａｎ
·４ ０·
·镁 钛 工业硅·
轻 金 属
２０１８年第 ７期
纯镁细丝冷拉拔工艺的研究
王 昌１，艾 迪１，２，于振涛１，刘少辉１，代晓军１，３，刘汉源１，赵 曦１
（１．西北有色金属研究院，陕西省医用金属材料重点实验室，陕西 西安 ７１００１６； ２．东北大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 １１０８１９； ３．西安建筑科技大学 冶金工程学院，陕西 西安 ７１００５５））
摘 要：本文研究了采用不同润滑剂、拉拔速度、道次变形量对纯镁细丝累积变形量、表面质量、力学性能的影响。结 果表明：选择摩擦系数较小的液体油基润滑剂，拉拔速度小于 ６０ｍｍ／ｓ，道次变形量为 １０％ －１５％、累积变形量约 ４０％ 的多道次冷拉拔工艺参数制备的纯镁细丝表面质量以及力学性能均较高，并能满足一定的生产效率要求。 关键词：纯镁细丝；冷拉拔；润滑剂；拉拔速度；道次变形量；累积变形量 中图分类号：ＴＧ３７９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２ １７５２（２０１８）０７ ００４０ ０４
一种镁合金丝拉拔方法[发明专利]
![一种镁合金丝拉拔方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6163b71bf90f76c660371a9b.png)
专利名称：一种镁合金丝拉拔方法专利类型：发明专利
发明人：刘黎明,董长富
申请号：CN200310119199.1申请日：20031221
公开号：CN1554495A
公开日：
20041215
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种镁合金丝拉拔方法属于有色金属塑性成型技术领域。
其利用镁合金丝的挤压方法制备直径大于2mm的较粗镁合金丝；根据对镁合金丝的需要制造一系列一定孔径的拔丝模；在拉拔镁合金丝过程中加热拔丝模，将热量传递给镁合金丝，增大其塑性，以实现拉拔镁合金丝。
先将孔径比粗丝稍细的拔丝模和加热装置安装在支架上，将拔丝模预热到150～500℃并维持，挤压好的粗镁合金丝缠在送丝轴上，一端经加工减小其直径，伸出穿过拔丝摸连到卷丝轴上；打开电动机进行拉拔，通过速度调节器调节拉拔速度。
完成后换上孔径更细的拔丝模重复上述步骤，直到得到所需要的镁合金丝。
本发明具有对模具要求不高，镁合金丝表面质量好，生产率高，设备简单的优点。
申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连八方专利事务所
代理人：任洪成
更多信息请下载全文后查看。
MgCu复合丝材的挤压拉拔工艺及性能研究
Mg/Cu复合丝材的挤压拉拔工艺及性能研究双金属线将两种不同材料的性能综合为一种混合的材料以得到更好的性能,比如提高耐腐蚀性，机械强度，电导率和比强度。
通过仔细的选择，双金属材料的性质可以在特定的使用情况下进行优化。
但是，由于加工过程的困难限制了实际使用中材料组合的数量。
生产包芯线的一个主要原因是为了确保包套厚度的均匀性。
共挤是一个通过单一复合坯料同时挤压出两种或者多种材料的过程。
镁具有高的比强度，尺寸稳定性和阻尼性能，良好的热导率，电磁屏蔽性能及优异的机械加工性能同时易于回收。
但是镁的耐腐蚀性和耐磨性较差，蠕变强度较低，易发生化学反应，这些限制了镁在很多方面的广泛应用。
相反的，铜具有良好的耐腐蚀性，成形性，高的强度和抗疲劳性。
铜可以在相对较高的温度下应用。
根据上述镁和铜的性能，可以生产一种新的双金属产品以得到更优越的性能。
在本文中，利用挤压和拉拔来生产镁芯和铜包套的双金属丝。
第一步是在高的模具温度下进行两道次的复合挤压。
第一道次挤压坯料直径从52mm变化为18mm，第二道次从18mm挤压到7mm，得到铜包镁的棒。
挤压得到的铜包镁棒作为拉丝的初始坯料。
拉丝过程首先在高温下进行，之后温度随着线的直径的减小而逐渐降低到室温。
在不同的拉丝阶段取丝试样。
最后，铜包镁坯料的直径由52mm减小到0.4mm。
在拉丝之前进行挤压，以通过晶粒细化和提高镁芯和铜包套之间界面的完整性来提高镁的加工性能。
镁的低温性能是通过挤压过程得到的。
退火可以提高铜包镁线的力学性能。
丝材的性能包括：几何参数，微观组织，力学性能，导电率和缺陷分析。
在250℃下退火45分钟就可以得到再结晶晶粒。
增加退火时间，会导致晶粒长大，平均晶粒尺寸增加。
平均晶粒尺寸随着丝直径的减小而减小。
0.4mm直径的镁芯其平均晶粒尺寸为6.6μm。
屈服强度和抗拉强度随着丝直径的减小而增大，总延伸率减小。
得到的导电率在50-54%IACS的范围内变化。
采用DEFORM-2D软件对共挤和拉拔过程进行数值模拟。
纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究
纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究镁具有很高的比刚度和比强度,良好的散热性能、减振性能和电磁屏蔽性能等优良的综合性能,因而在航空航天、汽车以及3C产品领域有广阔的应用前景。
由于镁在室温下的塑性变形能力较差,因此有关镁及其合金丝材拉拔变形的研究很少,但是丝材在国民经济中却发挥着重要作用。
镁及其合金作为现有金属生物材料的新一代产品所表现出了优势与潜力,根据镁的耐蚀性能较差的特点,有望将其发展成为生物医用可消溶植入材料及器件。
针对镁的这些特点本文研究了纯镁丝材的室温冷拉拔和中高温退火工艺过程,并将得到的丝材在模拟体液中进行腐蚀实验,研究了生理环境和晶粒尺寸对纯镁丝材的腐蚀影响。
分析了挤压制坯过程中的挤压参数对丝材拉拔中显微组织和力学性能的影响,摸索最佳挤压工艺为后续的拉拔奠定理论基础;分析了拉拔中显微组织的演变和力学性能的变化情况,同时初步探索了退火工艺对丝材组织的影响,摸索最佳拉拔-退火工艺。
还分析了纯镁丝材在不同模拟体液中的腐蚀行为、不同晶粒尺寸的丝材在相同模拟体液中的腐蚀行为以及腐蚀后丝材的表面形貌和力学性能。
拉拔-退火工艺研究发现,丝材的抗拉强度、延伸率随着挤压温度的升高先增大后逐渐减小,挤压温度为100℃的丝材力学性能明显高于室温和200℃的丝材;细化晶粒可以提高丝材强度和硬度,当丝材晶粒达到5~6μm时,抗拉强度可达到238.7MPa,延伸率可达到17.68%;随着冷变形程度的增加丝材的加工硬化效果明显,变形程度达到94.24%时硬度达到73.14HV。
腐蚀实验研究发现,纯镁的腐蚀与生物环境的化学成分及浓度有关,在Hank’s人工模拟体液中腐蚀较缓慢,在生理盐水中腐蚀相对较快,且浓度的增加加速腐蚀;细化晶粒可以减缓腐蚀速率,晶粒5~6μm的丝材在0.9% NaCI生理盐水中腐蚀120h的平均腐蚀速率可降到1.64mm/a;丝材表面发生了点蚀,腐蚀的程度及蚀坑大小与腐蚀液的化学成分及浓度有关。
纯镁丝多道次转角拉拔工艺及性能研究
(4)纯镁丝经过多道次转角拉拔可有效细化晶粒,随着拉拔次数 的增加,变形均匀性提高,晶粒细化且均匀,但拉拔2次以后晶粒 细化效果不再明显,随着背拉力的增加,晶粒细化效果逐渐减弱, 背拉力为5N时,纯镁的晶粒尺寸最小,细化效果最好;本次实验的 最佳拉拔工艺参数为背拉力为5N拉拔2次。
纯镁丝多道次转角拉拔工艺及性能研 究
镁及其合金因其良好的生物相容性和可降解性,成为目前生物医 用材料领域的研究热点。但镁及其合金的腐蚀速率过快,大于组 织的修复速度;如何降低其降解速率是镁及其合金能否作为生物 医用材料的关键问题。
研究表明,大塑性变形能够细化晶粒,提高组织均匀性,有效增强 金属材料的综合性能。在生产中,常用拉拔加工得到需要的镁丝, 而为了获得性能更加优异的镁丝,在镁丝拉拔过程中加入一种新 的大塑性变形工艺,用以制备和提高医用镁丝的综合性能具有十 分积极的意义。
论文借鉴等径角挤压工艺和拉拔Fra bibliotek艺的原理和方法,开发一种新 的大塑性变形方法-多道次转角拉拔工艺;以直径为1mm的纯镁丝 为研究对象,对纯镁丝进行多道次转角拉拔(Multi-Pass Angular Drawing,M-PAD)变形。借助有限元分析软件,讨论拉拔 变形过程中的应力、应变分布及材料流动情况,开展物理实验, 验证M-PAD工艺的可行性。
对M-PAD拉拔变形后的镁丝微观组织及显微硬度进行分析,讨论 背拉力大小、拉拔次数、拉拔速度对纯镁晶粒细化的影响,得到 以下结论:(1)开发一种新的大塑性变形工艺——多道次转角拉 拔工艺;(2)建立多道次转角拉拔工艺有限元分析模型,讨论多道 次转角拉拔工艺参数对拉拔过程中应力、应变的影响,分析拉拔 过程中试样的拉拔力随着工艺参数的不同的变化情况;拉拔过程 中拉拔力随拉拔半径、拉拔角度和拉拔次数的增大而减小。得 到转角半径为1.2mm,拉拔角度为120°时,拉拔次数为2次时为最 佳的多道次转角拉拔工艺;通过物理实验验证该大塑性变形工艺 的有效性;(3)设计一种可调节多组合的多道次转角拉拔模具,该 模具结构为:(1)由左右两块固定板以及两根不同圆角半径的成
ECAE镁合金超塑性变形行为的研究的开题报告
ECAE镁合金超塑性变形行为的研究的开题报告题目：ECAE镁合金超塑性变形行为的研究背景和意义：随着现代工业的不断发展，轻质高强材料的需求也越来越大。
镁合金因其较低的密度和优异的力学性能，在汽车、航空航天等领域被广泛应用。
然而，镁合金的低塑性和易于疲劳等缺点限制了其进一步的应用。
因此，开发出新的提高镁合金塑性的方法变得十分必要。
超塑性是指材料在高温下具有超过1000%的延伸率，是一种可行的改善材料原有塑性的方法。
而挤压等通道变形（ECAE）作为一种有效的获得超塑性材料的方法，被广泛应用于金属材料的研究中。
本研究旨在通过ECAE工艺来改善镁合金的塑性，并探究其超塑性变形行为和机理，为镁合金的应用和发展提供理论依据和实验支撑。
研究内容：1. ECAE工艺在镁合金中的应用2. 镁合金经过ECAE后的塑性及其超塑性特性研究3. 镁合金经过ECAE后的微观组织演变和变形机理分析研究方法：1. 预备工作：选取合适的镁合金，设计合适的ECAE工艺参数2. 材料制备：采用ECAE工艺对镁合金进行加工3. 材料性能测试：测量镁合金在不同温度下的真应力、真应变4. 材料分析：采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜等手段对镁合金进行显微组织观察和分析研究预期结果：1. 通过ECAE工艺提高镁合金的塑性2. 分析镁合金经过ECAE后的超塑性变形行为和机理3. 为镁合金的应用和发展提供理论依据和实验支撑参考文献：1. Valiev, R. Z., & Langdon, T. G. (2006). Principles of equal-channel angular pressing as a processing tool for grain refinement. Progress in Materials Scien ce, 51(7), 881-981.2. Wu, X. B., Lee, S. W., & Nakata, T. (2003). The superplastic deformation behavior of magnesium alloy processed by equal channel angular pressing. Materials Science and Engineering: A, 353(1-2), 50-58.3. Liu, H. M., Wu, X. B., Lee, S. W., & Nakata, T. (2002). Influence of extrusion die angle on the superplastic deformation of a Mg-Al-Zn alloy processed by equal channel angular pressing. Acta Materialia, 50(19), 4941-4949.。
镁合金塑性变形的组织和织构的研究的开题报告
镁合金塑性变形的组织和织构的研究的开题报告一、背景介绍镁合金因其比强度高、质量轻等优良特性被广泛应用于航空、汽车、电子等行业。
但是由于其面心立方 (HCP) 结构的固有缺陷，导致其在塑性变形过程中比较脆弱，容易出现裂纹和失效。
因此，对于镁合金塑性变形的组织和织构的研究具有重要的工程意义。
二、研究目的与意义本研究旨在通过对镁合金的组织和织构进行分析，探索镁合金在塑性变形过程中的机理，为其在工程应用中的优化设计提供理论基础和技术支持。
三、研究内容本研究将主要围绕以下内容展开：1. 镁合金的制备与试样制备；2. 通过金相观察对镁合金的显微组织进行分析；3. 利用X射线衍射分析镁合金的织构；4. 通过压缩实验探究镁合金在塑性变形过程中的组织和织构的变化，并分析其变化机理；5. 提出镁合金塑性变形的优化设计方案。
四、预期结果通过本研究，预期能够深入了解镁合金在塑性变形过程中的组织和织构变化机理，提高镁合金在工程应用中的可靠性、降低其失效率。
同时，本研究还能为未来镁合金材料的研究提供一定参考。
五、研究方法1. 镁合金的制备：通过真空感应熔炼制备高纯度的镁合金；2. 试样制备：利用金相试样制备机械打针、电解抛光试样；3. 金相观察：通过光学显微镜对试样进行金相观察，并通过形貌、组织、晶粒尺寸等参数对样品进行分析；4. X射线衍射：利用X射线衍射对镁合金的织构进行拓扑学分析；5. 压缩实验：利用万能试验机对试样进行压缩实验，并通过组织和织构变化的分析探究镁合金在塑性变形过程中的机理；6. 优化设计：通过对实验结果进行综合分析，提出镁合金塑性变形的优化设计方案。
六、研究计划及进度安排本研究项目计划周期为一年，具体工作安排如下：1. 第1-2个月：对文献进行调研、制定研究计划、了解仪器及设备等情况；2. 第3-4个月：制备试样、进行金相观察、X射线衍射分析；3. 第5-8个月：开展压缩实验和组织和织构变化的分析；4. 第9-10个月：数据分析及论文撰写；5. 第11-12个月：论文修改及研究总结。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的拔 制拔 到 直径 １ ７ ｒｍ后 ， 丝 机一 启 动 ， 出 ．２ ａ 拉 即
表 １ 不 同频率作用下拉拔的 Ａ ３Ｂ试样的力学性能 Ｚ１
的丝 材样 品进 行力 学 性 能 测 试 ， 对拉 伸 断 口进 行 并
分析 ， 据力 学 性 能 选 择 最 佳 频 率。采 用 Ｂ ５ 根 Ｘ １光
学显 微镜 对冷 拉态 和 电致 塑性 拉拔 态的 丝材金 相样 品进 行显 微组 织分析 ， 用 日立 Ｓ４ ０ 采 一７ ０场发 射 扫描 电子 显微 镜分 析 了断 口形 貌 。
图 １ 实验 设备 图
Ｆ ｇ． Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｉｕ ｔａ ｉｎ ｏ ｃ ｒ ｐ ａ ｔ － ｒ ｗｉ ｇ ｉ １ ｃ ｅ ｔ ｌ ｓ ｒ ｔ ｆｄｅ ｔｏ ｌ ｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｌ ｏ ｓｃ
合金 电致 塑性拔 丝工 艺 ， 与常 规拉 拔进行 比较 ， 并 分
析脉 冲电 流在镁 合 金 电致 塑 性 拉 拔 过程 中的 作用 ， 并 由材 料 的微观 组织来 解 释材料 性能 改变 的原理 。
田昊 洋， 国翌 ， 唐 丁 飞 ， 徐卓辉 ， 姜雁斌
（ 清华 大 学 深 圳研 究生院 新材料 研 究所 ， 深圳 ５ ８ ５ ） １ ０ ５
摘 要 ： 在常规拔丝工艺上利用自行研制的 电子拉丝机， 进行 电致塑性加工镁合金丝材的试验 ， 并对电致塑性拉拔后镁合 金
丝 材 的微 观 组 织 进 行 系 统 分 析 。结 果 表 明 ， 镁 合 金 的 拔 制 过 程 中 引 入 适 当 的 高 能 脉 冲 电 流后 ， 制 应 力 出现 较 大 幅 度 的 降 低 。 在 拔 降 幅 可达 ｌ ％ ～２ ％ ， 料 的 塑性 也 得 到 了显 著 提 高 ， 常 规拔 丝 工艺 相 比 ， 有 可 取 消 或 减 少 退 火 次 数 ， 高 生 产 效 率 ． 省 能 ５ ５ 材 与 具 提 节 源， 降低 生 产 成 本 的 优 点 。
等方面的研究。
原始直 径 中 ．８ １ ８ ｍｍ 的镁合 金丝材 的拔 制过 程 ， 对 不加 电的常规拔 制 ， 由直 径 巾 ．８ １ ８ ｍｍ 经 ２个道 次
维普资讯
第 ２期
田吴 洋 等 ： 合 金 丝 材 的 电致 塑 性 拉 拔 研 究 镁
拉 拔 的拔制 力 。
３０ ， 温 １ ， ０℃ 保 ｈ 随炉 冷却 至室 温 ［ 。将 部 分 退火 态 镁合 金丝材 进行 冷 拉 拔 ， 外 部分 在 拉 拔 过 程 中导 另 人 高能脉 冲 电流进 行 处 理 ， 伸速 度 为 ３ ｍｉ ， 拉 ｍ／ ｎ 设
备如图 １ 示。 所
图 １中加 入 电脉冲进 行拉 拔 时ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 两个 电极 间 的 镁合 金 丝材施 加 的电压 为 ｌ Ｏ 高能 电脉冲 的脉宽 ｌ Ｖ， 为 ６ ， 电处理 区域 长 度 约 为 ３ ０ ０ ｓ加 ０ ｍｍ， 过 改 变 通 脉 冲频率研 究镁 合金 丝材 电致 塑性 效应 。拉丝膜 置
１ 买 验 方 法
选 取 直 径 为 中 ．８ １８ ｍｍ 的 退 火 态 Ａ ３ Ｚ １镁 合 金
丝 材 作 为 研 究 对 象 ， 用 的 退 火 工 艺 为 加 热 至 采
于加 电 区域 中 心 处 ， 用 变 压 器 油 进 行 循 环 冷 却 。 使
在 拉 拔过程 中加 入力学 传感 器测 试冷拉 和 电致塑 性
能够 生产 出高强 高韧 的镁合 金丝材 拉拔 工艺具 有非
常重要 的工 程实际 意义 。
在拉 丝加 工 的同时在 拉丝 模两 端引 入高 能脉 冲 电流 ， 脉冲 电流 作 用 于镁 合 金 丝 的 变形 区域 。在 使 其产 生 的 电致 塑 性 作 用 下 ， 材 料 的 变 形 能 力 提 使 高［ 卜 。通过 选 择 合 理 的 试 验 参 数 来 研 究 变 形 镁
关键 词 ： 金属 材料； 镁合金丝材 ； 电致塑性 ； 拔制； 微观结构
中 图分 类 号 ： Ｇ ５ ．７ Ｔ １６２ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ １ ０ １（０７０ — ００ ４ Ｔ ３６４ ； Ｇ ４ ． ２ Ａ １０ — ２ １２０ ）２ ０１ —０
高强 高韧 的镁 合 金 丝 可 做为 焊 接 材 料 、 维增 纤 强 构件 、 眼镜架 、 殊弹簧 部件 、 特 航空 零部 件等 应用 ，
收 稿 日期 ：０ ６ １ ７ ２ ０ 一ｌ —１ 基金项 目： 国家 自然科 学基金 资助项 目（ ０ ７０ ８ ５ ５ １４ ） 作者 简 介 ： 田吴洋 （９ ９ ， ， １７ 一） 男 哈尔 滨市人 ， 士， 硕 主要从 事镁合
金 电致 塑 性 等 方 面 的 研 究 。
通 过 Ｃ ５０ ＭＴ １５万 能拉 伸试 验 机对 各道 次 拉 拔
２ 试 验 结 果及 讨论
２ １ 电致 塑 性 拉 拔 对 丝 材 力 学 性 能 的 影 响 ．
联 系 人 ： 国翌（ ９ ４ ， ， 唐 １５ 一）男 辽宁 昌图 县人 ， 教授 ， 博士 生导师，
主要 从 事 金 属 材 料 电 致 塑性 加 工 技 术 及 相 变 储 能 材 料
维普资讯
第５ ９卷 第 ２期 ２ ０ ０ ７ 年 ５ 月
有 色
金 属
Ｖｏ ． ９， Ｎｏ． １５ ２ Ｍ ａ ２ ００ ７ ｙ
Ｎｏ ｅ ｒ ｕ ｅ ａ ｓ ｎｆｒ ｏ ｓＭ ｔ ｌ
镁合金丝材的 电致塑性拉拔研究
具有 极好 的市 场应 用 前 景 。然 而 ， 属 于 密 排六 方 镁
结构金 属 ， 常 温 下 进 行 塑 性 成 形 很 难 ， 品 率 很 在 成
低 。 目前 ， 合金 丝 材 的 生 产还 没 有 成熟 的工 艺 方 镁
法 ， 内外对 镁合 金丝 材 的研究甚 少 ， 国 因此开 发一 种