1、本文以Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr(wt.％, NZ30K)鎂合金為研究對象,采用DEFORM-3D有限元模擬軟件對反復鐓壓(Repetitive upsetting, RU)和循環(huán)閉式模鍛(Cyclic closed-die forging,CCDF)兩種反復壓縮大塑性變形技術進行了熱力耦合數值模擬研究,分析了工藝參數對材料流動、溫度分布、等效應力分布和等效應變分布等的影響。在400℃下,分別采用反復鐓壓和循環(huán)閉式模鍛技術

2、對NZ30K鎂合金進行了多道次加工,對合金的微觀組織、力學性能、織構變化進行了研究。
　　利用有限元模擬軟件DEFORM-3D對NZ30K反復鐓壓0、1、4和8道次的變形過程進行了數值模擬研究。模擬分析結果表明,反復鐓壓時坯料在沖頭的作用下發(fā)生橫向方向的流動并逐漸充滿下型腔;應力集中區(qū)域主要在塑性變形最為劇烈的模具拐角處;隨著加工道次的提高,材料的累積等效應變量逐漸不斷提高,8道次后達到11.1~12.7;隨著加工道次的增加,材料

3、等效應變的分布越來越均勻;峰值載荷隨著道次增加而逐步降低。
　　在400℃下采用反復鐓壓技術對NZ30K鎂合金進行了0、1、4和8道次的加工,研究了工藝參數對合金微觀組織、力學性能和織構變化的影響。實驗結果表明,反復鐓壓技術能強烈地細化NZ30K鎂合金的組織,8道次加工后材料的平均晶粒尺寸為4μm,材料的組織變得很均勻。反復鐓壓加工能有效改善材料的強度和延伸率,8道次加工后材料的屈服強度、抗拉強度和塑性分別達到208.2Mpa、2

4、48.5MPa和30.1%,而加工之前分別為153.3MPa、214.0MPa和8.4%。
　　利用有限元模擬軟件DEFORM-3D對NZ30K循環(huán)閉式模鍛0、1和4道次的變形過程進行了數值模擬研究,并在400℃下采用該技術對NZ30K鎂合金進行了相應道次的加工,研究了工藝參數對合金微觀組織和力學性能的影響。模擬分析結果表明,循環(huán)閉式模鍛加工過程中材料發(fā)生了鐓粗變形,試樣的橫截面積增加,材料的上半部分變形程度比底部要高;等效應變最

5、大的地方始終是材料上半部分的兩端區(qū)域;經過循環(huán)閉式模鍛多道次加工后,材料的累積應變量不斷提高,4道次加工后,材料的等效應變范圍為6.2~8.5。循環(huán)閉式模鍛技術能強烈地細化NZ30K鎂合金的組織,大幅度提高NZ30K鎂合金材料的力學性能。經4道次加工后,合金的平均晶粒尺寸從初始坯料的90μm大幅度降低到5μm,屈服強度和抗拉強度分別達到了226.4MPa和259.4MPa,比加工之前的153.3MPa和214.0MPa,分別提高了47.

6、7%和21.2%,材料的延伸率達到30.7%,比加工之前的8.4%提高了264.2%。
　　采用反復鐓壓加工4道次后,NZ30K鎂合金的室溫拉伸曲線上觀察到了屈服降現(xiàn)象。8道次后,拉伸曲線上出現(xiàn)了屈服平臺,而0道次和1道次的拉伸曲線上則沒有觀察到。隨著加工道次的提高、晶粒的細化,屈服現(xiàn)象變得越來越明顯。采用循環(huán)閉式模鍛加工4道次后,拉伸曲線上也發(fā)現(xiàn)了類似的屈服現(xiàn)象。目前鎂合金拉伸實驗中的屈服現(xiàn)象是比較少見的,屈服現(xiàn)象跟細晶鎂合金中