镁/铝爆炸复合板轧制过程的数值模拟分析

论文摘要

镁合金具有质量轻、抗拉强度高、减震效果好且自然资源丰富等特点,使用前景十分广泛,但是耐腐蚀性差很大程度上限制了镁合金的应用。铝合金具有密度低、塑性好、抗腐蚀能力强等特点。将镁合金和铝合金制作成叠层复合材料,它就能充分发挥铝合金和镁合金各自优势。利用爆炸焊接+轧制这两种工艺方法可以制备镁/铝叠层复合板,通过爆炸焊接工艺使镁合金板和铝合金板紧密结合,再通过轧制工艺使得镁/铝复合板变薄,且提高镁/铝复合板的结合强度。因此,为了获得良好的镁/铝轧制复合板,需要设计合理的轧制工艺参数。本文主要利用ABAQUS有限元软件对AZ31B镁合金/5052铝合金爆炸复合板在不同轧制速度、轧制温度、轧制压下量条件下热轧过程的模拟,旨在确定合适的轧制工艺参数,为实际轧制过程提供指导。本文主要研究内容如下:（1）镁合金板和铝合金板通过爆炸工艺制备形成爆炸复合板,对镁/铝爆炸复合板退火后的组织性能和力学性能的研究,确定出镁/铝爆炸复合板轧制前界面结合良好。（2）利用ABAQUS有限元分析软件建立镁/铝爆炸复合板轧制过程模型。采用单因素控制变量法,当轧制温度升高时,复合板的翘曲曲率和界面应变差都呈现先增大后减小在增大的趋势,而镁合金应力值基本保持不变。当轧制压下率升高时,复合板的翘曲曲率和界面应变差都减小,但是镁合金应力值逐渐增大。当轧制速度增大时,复合板的翘曲曲率增大,界面应变差呈现先增大后减小的趋势,轧后镁合金的应力值随着轧制速度增大呈现先增大后减小的趋势。（3）通过25组正交试验分析出镁/铝爆炸复合板的最适轧制工艺参数为:轧制压下率30%,轧制温度350℃,轧制速度0.09m/s。模拟出最佳轧制工艺参数下复合板的温度场呈现波浪形,其中复合板最小温度为112.5℃,最大温度为167.8℃。应力场表面应力较为均匀,其中边缘处的应力较大,镁铝复合板界面应力差值最大为62.83MPa。（4）在最佳轧制工艺参数下,进行轧制试验验证。但由于实验条件限制,轧辊无法加热和调速,轧制后复合板出现分层和撕裂现象。在后续复合板轧制时,需选择轧辊可以加热且可调速的轧机进行,同时在镁合金板和铝合金板在爆炸前中间加入1060纯铝过渡层。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵平

导师: 赵勇

关键词: 铝复合板,数值模拟,轧制工艺,翘曲曲率,界面应变差

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 长安大学

分类号: TG335.81

总页数: 77

文件大小: 3440K

下载量: 119

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