基于多尺度模擬的AZ31鎂合金ECAP變形均勻性優(yōu)化設(shè)計(jì)

(西華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610065)

·先進(jìn)材料及能源·

基于多尺度模擬的AZ31鎂合金ECAP變形均勻性優(yōu)化設(shè)計(jì)

王 雪，彭必友*，夏怡文，周 超，潘仁元

(西華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610065)

ECAP變形存在明顯的變形不均勻，導(dǎo)致變形后的材料存在殘余應(yīng)力，從而影響材料的性能。針對(duì)這一問題，對(duì)AZ31鎂合金的ECAP成形過程進(jìn)行多尺度模擬，研究模具拐角、工件溫度、擠壓速度對(duì)擠壓變形均勻性的影響，得出模具轉(zhuǎn)角100°、坯料溫度260 ℃、擠壓速度1 mm/s為最佳工藝參數(shù)，其變形均勻性系數(shù)僅3.782 844。基于CA法對(duì)該方案進(jìn)行微觀組織模擬，結(jié)果表明晶粒得到很大程度的細(xì)化，剪切變形區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)角和外轉(zhuǎn)角處的晶粒尺寸接近，變形均勻性高，從而證明了該方案的可行性。

AZ31；多尺度模擬 ；工藝參數(shù) ；均勻性

鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的材料，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)；但是鎂合金的綜合力學(xué)性能較差，耐腐蝕性能也不是很好，這在很大程度上限制了鎂合金的應(yīng)用。為了提高鎂合金的力學(xué)性能,晶粒細(xì)化受到了越來越多的關(guān)注。作為大塑性變形中細(xì)化晶粒的方法,等徑角擠壓(equal channel angular pressing 簡(jiǎn)稱 ECAP)得到了迅猛發(fā)展，它是目前細(xì)化晶粒最重要的方法之一，由Segal等[1]首次提出。目前，采用等徑角擠壓方法已經(jīng)成功地制備了多種塊體納米材料；然而擠壓變形存在明顯的不均勻性，變形的不均勻則會(huì)導(dǎo)致組織的不均勻[2]，從而影響材料的性能。翟秋亞等[3]對(duì)AZ31鎂合金擠壓棒材進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，合金變形不均致使工件產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，導(dǎo)致合金的塑性和延伸率下降。……