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轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能苗青【摘要】以初始晶粒尺寸为250～300 μm、20 mm厚的铸态AZ31镁合金板坯为原材料,对比研究4种轧制方案对轧后板材显微组织和力学性能的影响.结果表明,4种方案终轧板材的平均晶粒尺寸依次为5 μm、18 μm、6.5 μm和4.5 μm,抗拉强度均大于250 MPa,屈服强度均大于140 MPa,延伸率均大于20％.其中最佳方案制得了高塑性镁合金板材,抗拉强度为265 MPa,屈服强度为186 MPa,延伸率达29％,同时,板材沿横向、轧向和45°方向的性能相差较小,各向异性不显著.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2013(016)005【总页数】6页(P240-245)【关键词】AZ31镁合金板材;轧制;显微组织;力学性能【作者】苗青【作者单位】上海电机学院机械学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG113镁合金具有高比强度、高比刚度、减振性好等一系列优点，被誉为“21世纪最具潜力的绿色工程材料”。
变形镁合金板材、带材适用于“陆、海、空、天”等交通运载装备的制造[1-2]。
镁合金具有密排六方(HCP)的晶体结构，室温变形条件下塑性较差、加工成形困难，但变形镁合金较之铸造镁合金具有更优良的力学性能和尺寸稳定性。
轧制技术是通过塑性成形工艺生产板、带材最经济有效的方法之一，具有在大规模工业化生产中快速应用、全面推广的价值和空间[3-4]。
因此，研究与开发高性能镁合金板材的轧制工艺具有重要意义。
据文献[5-6]报道，传统的AZ31镁合金热轧工艺，一般均从120mm左右厚的铸锭开始轧制，始轧温度为420～450℃，终轧温度为300～260℃，单道次变形量15%～25%，一般轧制到2～4mm厚的板材需要加热3～5次，总轧制道次为28～30次。
热轧后板材的性能为：抗拉强度≥250MPa，屈服强度≥145MPa，延伸率在12%～21%，轧制后板材的方向性较明显。
ZK 60镁合金铸坯均匀化退火研究Hom ogen izing R esearch on ZK 60M agnesium A lloy Ingo t彭 建,张丁非,杨椿楣,丁培道(重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044)PEN G J ian ,ZHAN G D ing 2fei ,YAN G Chun 2m ei ,D I N G Pei 2dao(Co llege of M aterials Science and Engineering ,Chongqing U n iversity ,Chongqing 400044,Ch ina )摘要:通过金相组织分析和显微硬度测试,研究了不同退火温度和时间条件下ZK 60镁合金铸坯的显微组织和显微硬度,分析了退火温度和时间对铸坯组织转变和成分均匀化的影响。
结果表明退火温度对均匀化起主要作用。
提出了ZK 60镁合金铸锭的优化退火工艺为470℃×14h 。
关键词:镁合金;ZK 60;均匀化;显微组织中图分类号:T G 146 文献标识码:A 文章编号:100124381(2004)0820032204Abstract :B y m ean s of m etallograp hy analysis and m icro 2hardness m easu rem en t ,the m icro structu res and m icro 2hardness values of ZK 60m agnesium alloy ,annealed at differen t tem p eratu res fo r differen t ti m es ,w ere com p ared 1T he effect of annealing tem p eratu re and ti m e on structu re tran sfo rm ati on and com po siti on hom ogen izati on w as analyed 1T he resu lts show n that the annealing tem p eratu re p layed a m ain ro le in hom ogen izing of ZK 60alloy 1T he op ti m ized annealing p rocess of ZK 60m agnesium al 2loy ,that is 470℃×14h ,w as suggested 1Key words :m agnesium alloy ;ZK 60;hom ogen izing ;m icro structu re ZK 60变形镁合金挤压型材目前多采用半连续铸造生产的铸棒坯,在铸造过程中,由于非平衡结晶所带来的各种偏析和存在于晶界及枝晶网络上的金属间化合物,使得铸坯的化学成分和组织很不均匀,造成热塑性的降低和加工性能的削弱。
AZ31镁合金棒材挤压过程的三维有限元分析马茹;王守仁【摘要】采用DEFORM - 3D软件,以4种速度对AZ31镁合金棒料的挤压过程进行三维有限元数值模拟,分析金属流动规律及挤压速度对温度场、等效应力场及应变场分布的影响.结果显示:当挤压速度v从1.5 mm/s增至4.5 mm/s时,棒料在稳定挤压状态下的热流通量从-2.7×104(W·m-2)增为1.15×105(W·m-2),其等效应力和应变值呈先增大后减小的趋势;当v=4.5 mm/s时,平均等效应变和应力值最小,分布更趋均匀,表明在挤压比为25,挤压温度为350℃,挤压速度v=4.5mm/s是AZ31镁合金棒料的最佳挤压工艺参数.%The three-dimensional finite element numerical simulation of extrusion forming of AZ31 magnesium alloy bar was ana lyzed at four extrusion velocities by DEFORM-3D software. The flow pattern and the influence of extrusion velocity for the temperature, the distribution of effective stress and strain of AZ31 magnesium alloy bar was analyzed. The results show that,when the extrusion veloc ity increases from 1. 5 mm/s to 4. 5 mm/s, the heat flux of the bar under steady extrusion state will change from -2.1×104 (W ? m-2 )to 1.15×105 (W ? m-2 ), meanwhile, the effective stress and strain increase at first and then decrease, and the average ef fective strain and stress value are smallest when v = 4. 5 mm/s. It is showed that the extrusion ratio 25 and extrusion temperature 350 ℃ ,and the velocity 4.5 mm/s are the best extrusion technical parameters of AZ31 magnesium alloy.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(025)004【总页数】5页(P344-348)【关键词】AZ31镁合金;挤压变形;有限元分析;应力;应变【作者】马茹;王守仁【作者单位】济南大学机械工程学院,山东济南250022;济南大学机械工程学院,山东济南250022【正文语种】中文【中图分类】TG376.8镁合金具有诸多优点，如密度低、比强度高、比弹性模量高及阻尼减震性好、导热性好、静电屏蔽性和机械加工性好等，是当前工程上可应用的最轻的结构材料之一［1－3］。
镁合金板材轧制成型的研究进展Prog ress in the Research on Rolling Form ation ofM ag nesium A lloy Sheet张丁非1,戴庆伟1,胡耀波1,兰 伟2,方 霖1(1重庆大学材料科学与工程学院国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400030;2重庆科技学院,重庆401331)ZHA NG Ding-fei1,DAI Qing-w ei1,H U Yao-bo1,LAN Wei2,FANG Lin1(1Natio nal Research Center fo r M agnesium Alloy s,Co lleg e of M aterials Science andEngineering,Chongqing University,Chong qing400030,China;2Cho ng qingU niversity of Science and Technology,Cho ng qing401331,China)摘要:镁合金板材在变形镁合金中占有重要的地位,但其轧制成型工艺还不是很成熟。
分析了镁合金轧制成型的特点,论述了镁合金板材轧制成型的工艺,及异步轧制、等径角轧制、交叉棍轧制、累积叠轧等轧制方式对轧制成形性及板材组织性能的影响。
重点阐述了通过调整轧制工艺和选择轧制方式提高镁合金的轧制成形性。
指出了镁合金板材轧制中存在的问题和今后发展的方向。
关键词:镁合金;轧制方式;轧制工艺;轧制成型中图分类号:TG335.5 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2009)10-0085-06A bstract:M agnesium alloy sheet play s an im po rtant role in the w rought mag nesium allo y.H ow eve r, the processes of rolling fo rmatio n are unsatisfacto ry.The characteristics and pro cess of rolling fo rma-tion o f magnesium alloy sheet are analy zed.The effects of diffe rent ro lling w ay s,like asynchro nous, equal channel ang ular cro ss and accumulative rolling,on microstructure and properties are also dis-cussed.And adjusting the rolling process and selecting rolling w ay s to enhance magnesium alloy ro lled fo rmability are mainly dem onstrated.Finally the problem s,to gether with the future development of magnesium alloy sheet ro lling process,are pointed o ut.Key words:magnesium alloy;rolling w ay;ro lling process;fo rming rolling 镁合金作为最轻的结构合金,已经逐渐被应用到航空航天、汽车、摩托车、电子产品等领域,而对其力学性能的要求也越来越高。
精 密 成 形 工 程第13卷 第6期 98 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2021年11月收稿日期：2021-03-17基金项目：国家自然科学基金面上项目（52071042，51771038）；重庆英才计划（CQYC202003047）；重庆市自然科学基金（cstc2018jcyjAX0249，cstc2018jcyjAX0653） 作者简介：章欧（1997—），男，硕士生，主要研究方向为镁合金组织与性能的优化调控。
通讯作者：胡红军（1976—），男，博士，教授，主要研究方向为轻合金材料科学与工程。
镁合金复合细晶强化研究进展章欧1，胡红军1，胡刚1，张丁非2，戴庆伟3，欧忠文4（1. 重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400050；2. 重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044；3. 重庆科技学院 冶金与材料学院，重庆 401331；4. 陆军勤务学院 化学与材料学院，重庆 401311） 摘要：细化镁合金的晶粒可极大改善其综合力学性能，单一的细化方法包括在熔体中施加外力场作用、高压和激冷作用以及大塑性变形，单一细化方法下的材料性能难以满足实际需求，且生产效率低、成本高、质量难以保证。
2种及以上细化晶粒方法的结合可以实现镁合金性能的极大提升，通过评述镁合金复合加工方法，包括挤压铸造-固态挤压成形、挤压铸造-正挤压成形、FE-CCAE 复合变形工艺、电磁脉冲结合轧制工艺、超声振动-挤压加工等，详细阐述镁合金复合细晶强化工艺的研究进展，为进一步研究和开发更加高效绿色的镁合金晶粒细化复合成形技术提供参考。
关键词：镁合金；复合加工；外加场DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2021.06.013中图分类号：TG146.2+2 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2021)06-0098-08Research Progress on Composite Refinement Strengthening of Magnesium AlloyZHANG Ou 1, HU Hong-jun 1, HU Gang 1, ZHANG Ding-fei 2, DAI Qing-wei 3, OU Zhong-wen 4(1. School of Materials Science and Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400050, China;2. School of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China;3. School of Metallurgy and Materials, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China;4. School of Chemistry and Materials, Army Service College, Chongqing 401311, China) ABSTRACT: The grain refinement of magnesium alloy can greatly improve the comprehensive mechanical properties. Single refinement method includes applying external force field, high pressure and chilling action, and large plastic deformation in melt. The properties of materials processed by single refinement method are difficult to meet the actual production needs, and the production efficiency is low, the cost is high, and the quality is difficult to guarantee. The combination of two or more grain re-finement methods can achieve greater improvement in the properties of magnesium alloys. Through the review on composite processing methods of magnesium alloy, including squeeze casting-solid extrusion forming, squeeze casting-positive extrusion, FE-CCAE composite deformation process, electromagnetic pulse combined rolling process, ultrasonic vibration-extrusion proc-essing, et al, the research progress on composite refinement strengthening process of magnesium alloy is expounded in detail, which provides a reference for further research and development of more efficient and green composite forming technology of refining magnesium alloy grains.KEY WORDS: magnesium alloy; composite processing; external field. All Rights Reserved.第13卷第6期章欧等：镁合金复合细晶强化研究进展99镁合金作为最轻的结构材料，具有比强度和比刚度高等特点，被誉为“21世纪绿色工程金属”。
AZ31镁合金板材轧制过程的有限元模拟与工艺研究的开题报告一、选题背景AZ31镁合金是一种重要的轻质结构材料，具有密度小、比强度高、可回收、可循环利用等优点，在航空、汽车、电子等领域有着广泛的应用前景。
其中，AZ31镁合金板材是常用的一种形式，广泛应用于航空航天器、汽车和电子领域。
由于其具有良好的力学性能和加工性能，因此取得了广泛的应用。
但是，AZ31镁合金板材的加工难度较大，需要使用合适的加工工艺，其中轧制是一种常用的加工方式。
传统的轧制技术主要是通过试错法来确定最佳轧制参数，这种方式具有不可控因素多、效率低等缺点。
为此，有限元模拟技术可以提供有效的手段来研究轧制过程中材料的变形规律和力学性能等关键问题，为优化轧制过程提供了帮助。
因此，本文拟对AZ31镁合金板材轧制过程进行有限元模拟与工艺研究。
二、研究目的和意义本研究旨在通过有限元模拟技术，探究AZ31镁合金板材轧制过程中的变形规律和力学性能，提高轧制过程的可控性和效率，为材料加工领域提供参考和借鉴。
具体研究目的和意义主要包括：1. 研究AZ31镁合金板材轧制过程中的变形规律和力学性能，掌握其加工特点和加工问题；2. 通过有限元模拟技术，提高轧制过程的可控性和效率，为轧制工艺的优化提供参考和借鉴；3. 推动AZ31镁合金板材的深加工和应用，在航空、汽车、电子等领域的应用中具有更广阔的前景和更高的技术含量。
三、研究内容和方法本研究主要内容和方法包括：1. 对AZ31镁合金板材的性能和加工特点进行综合分析，确定材料的物理力学模型；2. 建立AZ31镁合金板材轧制的三维有限元模型，对轧制过程进行模拟；3. 通过有限元模拟技术，探究AZ31镁合金板材轧制过程中的变形规律和力学性能；4. 通过实验验证，对有限元模拟结果进行验证和比较，确定最优的轧制工艺参数，优化轧制工艺。
四、研究进度和计划本研究已经进行了初步的调研和文献阅读，并对相关实验设备和软件进行了调研和准备。
竺垒茎堡三查兰二兰竺：兰竺丝兰开始设计时间开始生产数值模拟国目匿亟囵上上④＠图１－１日本汽车企业应用数值模拟情况Ｆｉｇ．１－１ＳｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｖｅｈｉｃｌｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｏｆｔｈｅＪａｐａｎ图１－２２００１年英国金属成形ＣＢＭ调查结果Ｆｉｇ．１－２ＳｕｒｖｅｙｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｍｅｔａｌｆｏｒｍｉｎｇＣＢＭｏｆｔｈｅＥｎｇｌａｎｄｉｎ２００１．５－图３．１筒形件有限元计算模型Ｆｉｇ．３－ｌＣａｌｃｕｌａｕｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｆｉｍｔｏｅｌｅｍｅｍｆｏｒｃｙｌｍｄｎｃａｌｐａｒｔｓ材料和特性数据，同时定义毛坯边界条件油１。
模拟过程不考虑坯料与模具间的热交换『口】题（视为等温问题）。
模拟中涉及的性能参数见表３．１。
表３－１模拟中使用的性能参数、温度（℃）５０１００１５０２００２５０延伸率（％）２７５４９２５６７７６８８１２屈服应力（ＭＰａ）１８５Ｉ１５９２１３２６７０３５ｌｌ拉伸强度（ＭＰａ）３２９４２９１６２５２２１３９６¨９２平均厚向异性指数１．７５１６５１１０Ｏ９５０９０强度系数Ｋ（ＭＩ＇ａ）５１２５３９２４３４５８３１８５３０２ｌ硬化指数１１０２７５Ｏ２６５Ｏ２５３０２４０Ｏ１８９应变速率敏感指数ｍ００１０００４２００７４００９３０１０７３．３计算中的关键问题有限元数值模拟可用于分析板料的准静态大变形问题。
它基于增量理论，采用修正的拉格朗日法来描述应力应变关系，运动方程采用中心差分动态显示法对时间进行积分，能够利用壳单元较准确地模拟成形过程中板料的起镀、破裂和回弹等变形行为…Ｈ“。
它拥有几十个材料模型，诸如弹线性、弹糟性幂硬化材料、热弹塑性材料、粘弹性、各向同性弹塑性、应变速率敏感材料、刚性材料、厚向各向异性材料（退化的｝１ｉＩｌ各向异性材料）及Ｂａｒｌａｔ－Ｌｉａｎ的三参数平４为凹模圊角部分，这一部分也为变形的过渡区域，当经过凹模时，材料受到弯曲和反弯曲的双重作用而彼拉长和变薄，切向也有少鼍的压缩变形，是容易发生破裂和起镀的区域。
递温镁合金板轧制的数值仿真和验证实验张丁非;戴庆伟;方霖;张钧萍【摘要】The quantity change equation of heat during the rolling of magnesium alloy was derived, and the finite element method was used to analyze the thermal-mechanical process.The simulation results were proved by confirmatory experiments.The results show that, there is a great temperature change in the rolled sheet, and the temperature change depends upon the plastic deformation heat, friction heat and heat transfer between sheet and roller, sheet and environment.The temperature difference between the sheet and roller has some effects on the change.With the temperature decreasing, the rolling force and equivalent stress increase linearly, and the maximum rolling force is 3 times as the minimum rolling force.When the temperature drops to 210 ℃, the equivalent stress is 160 MPa, and the edge cracks are generated, which is the deformation limit of AZ31 magnesium rolling.The lowest temperature of AZ31 magnesium rolling without edge cracks is 210 ℃.%对镁合金板材轧制过程的热量变化方程进行推导,并用有限元方法分析此热力耦合过程,并对仿真结果进行实验验证.结果表明:板材在轧制过程中有较大的温度变化,轧制过程板料的温度变化主要是由变形产热、摩擦生热和板料-轧辊热传导、以及与环境的传热情况决定,并且受板和轧辊间温度差的影响;随着板温度的下降,轧制力和等效应力线性增加,最大轧制力是最小轧制力的3倍;当温度降到210 ℃,等效应力达到160 MPa时,板料出现边裂缺陷,达到轧制成型极限;板料较佳轧制温度应高于210 ℃.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)001【总页数】6页(P185-190)【关键词】镁合金;轧制;有限元;温度梯度【作者】张丁非;戴庆伟;方霖;张钧萍【作者单位】重庆大学,材料科学与工程学院,重庆,400030;重庆大学,国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆,400044;重庆大学,材料科学与工程学院,重庆,400030;重庆大学,国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆,400044;重庆大学,材料科学与工程学院,重庆,400030;重庆大学,国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆,400044;重庆大学,材料科学与工程学院,重庆,400030;重庆大学,国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆,400044【正文语种】中文【中图分类】TG335.5;TP391.9镁合金是最轻的结构合金之一，已经在交通运输，3C等移动产品中得到了广泛应用。
基于Fluent上注式铸轧AZ31镁合金温度场计算机数值模拟夏鲁朋;姬姝妍【摘要】使用有限元方法，在Fluent中建立上注式铸轧AZ31镁合金过程的模型。
通过不同铸轧条件对比模拟，研究工艺条件对铸轧区内温度场分布的影响，优化铸轧工艺参数，为得到性能优良的AZ31镁合金板材提供理论依据。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】3页(P35-37)【关键词】镁合金;铸轧;温度场;数值模拟【作者】夏鲁朋;姬姝妍【作者单位】烟台工程职业技术学院，烟台 264006;烟台工程职业技术学院，烟台 264006【正文语种】中文【中图分类】TG249.70 引言作为轻质金属材料，镁合金在汽车工业、航天业中起着不可替代的作用[1]。
与铝合金铸轧工艺相似，镁合金铸轧过程中，因工艺参数不佳导致的微裂纹、偏析、热带、晶粒粗大等后果对镁合金板带材性能影响极大。
通过对铸轧区域内的凝固过程分析可以了解复杂冷却情况下的内部温度变化，并能够找到有效方法避免铸轧缺陷[2～4]。
改变参数进行铸轧实验会耗费大量的成本，对铸轧区进行准确的建模及模型简化则可节省大量的财力及时间。
本文通过Fluent软件，采用有限元方法对上注式铸轧AZ31镁合金过程进行数值模拟，研究工艺条件对铸轧区内温度场的影响，优化工艺参数。
1 建立模型上注式铸轧过程为液态金属从中间包沿水口流入两个相对旋转的铸轧辊区域内，并与两侧的侧封形成一个封闭区域。
金属液在铸轧辊的搅拌及冷却下迅速凝固，并在出口处铸轧成板带材。
本实验模拟上注式铸轧AZ31镁合金工艺，铸轧辊直径400mm，铸轧区高度60mm，出口厚度即为板宽2mm。
铸轧区宽度方向由于对称性，且在侧封处认为无热传递，因此铸轧区模拟宽度定为10mm，以减小计算量。
1.1 数学模型模型采用直角坐标系建模，上注式铸轧过程满足热扩散方程、动量方程，且采用Ek-εt湍流模型，现对数学模型描述如下：1）热扩散方程在直角坐标系下，热扩散方程如方程(1)所示。
