《鎂合金無縫管軋制基礎理論》從鎂合金熱變形特點出發(fā),系統(tǒng)地介紹了鎂合金的熱變形行為、本構(gòu)模型、熱加工圖及熱加工過程鎂合金組織演變和晶粒取向,并對鎂合金無縫管軋制工藝變形特征、數(shù)學模型及工藝過程進行了闡述,同時還對鎂合金無縫管連軋工藝做了簡要介紹。全書共分7章,主要內(nèi)容包括:鎂合金熱變形行為及加工圖,熱加工過程鎂合金組織演變和晶粒取向,鎂合金無縫管軋制變形特征及數(shù)學模型,鎂合金無縫管軋制工藝數(shù)值模擬及實驗,鎂合金無縫管軋制微觀組織及性能,以及鎂合金無縫管連軋工藝。
《鎂合金無縫管軋制基礎理論》可供研究鎂合金塑性變形理論的學者以及鎂合金管制備與生產(chǎn)的工程技術人員閱讀,也可作為高等院校相關專業(yè)師生的參考書。
鎂合金具有低密度、高比強度和比剛度、良好導熱性等優(yōu)點,作為潛在的結(jié)構(gòu)材料可部分代替鋼鐵、鋁合金,被廣泛用于航空航天、新能源汽車等領域。國家提出以輕質(zhì)、高強、大規(guī)格、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞為發(fā)展方向,發(fā)展高性能鎂合金,重點滿足大飛機、高速鐵路等交通運輸裝備需求,解決鎂合金設計與結(jié)構(gòu)調(diào)控的重大科學問題,加快鎂合金制備及深加工技術開發(fā)。國內(nèi)已有一批鎂合金深加工優(yōu)勢企業(yè),由于鎂合金成形理論、工藝及設備方面存在技術性缺陷,其生產(chǎn)相對落后,致使能耗較高、產(chǎn)業(yè)污染較嚴重、資源綜合利用率低。管材方面的研究難以脫離擠壓和拉拔工藝生產(chǎn)出現(xiàn)的毛管再加工問題。盡管鎂合金軋制已初步應用于工業(yè)生產(chǎn),但由于鎂合金塑性變形微觀機理和軋制加工原理尚不完善,采用傳統(tǒng)的軋制工藝及裝備難以滿足鎂合金特殊塑性要求,致使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,產(chǎn)品成材率低。因此,開展鎂合金無縫管軋制基礎理論研究對加速鎂合金深加工行業(yè)發(fā)展具有重大意義。
作者結(jié)合多年的研究實踐及在鎂合金熱加工變形特性與鎂合金無縫管軋制工藝等方面的研究成果基礎上著成本書。其中,第1章詳細介紹了鎂合金性能特點及應用、鎂合金塑性成形機制、鎂合金管加工及微觀組織的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第2章分析了鎂合金熱變形行為并構(gòu)建了熱加工圖,得到合適的加工窗口;第3章論述了熱加工過程中鎂合金微觀組織及晶粒取向演變規(guī)律;第4章介紹了鎂合金無縫管軋制變形特征并構(gòu)建了軋制過程數(shù)學模型;第5章闡述了鎂合金無縫管軋制過程數(shù)值模擬及實驗結(jié)果;第6章分析了鎂合金無縫管軋制微觀組織及性能;第7章介紹了鎂合金無縫管連軋工藝,包括應力一應變分布、連軋變形特征、軋制力學模型以及軋制過程數(shù)值模擬與實驗結(jié)果。
本書圖文并茂,由淺入深,不僅可作為鎂合金加工專業(yè)的研究生和大學本科高年級學生的參考書,亦可供從事該領域研究和生產(chǎn)的科技人員閱讀。如果本書能夠為廣大讀者對鎂合金無縫管加工研究和生產(chǎn)現(xiàn)場有啟發(fā)和幫助,作者將倍感欣慰!
本書內(nèi)容涉及的研究是在山西省自然科學基金項目(201601D011029)、山西省青年基金項目(202103021223287)的支持下完成的。作者在研究及撰寫本書的過程中得到了許多同行的大力幫助和支持。在此由衷地感謝太原科技大學的雙遠華教授、王建梅教授、陳建勛教授級高級工程師、趙富強教授等提供的寶貴建議和實驗支持!感謝課題組周研、茍毓俊、毛飛龍、胡建華、王清華等對研究工作做出的貢獻!還要感謝研究生武澤昊、蒯玉龍、李通等在本書編著過程中所做的圖片處理、文獻查找和文字校對工作!此外,本書的出版得到了太原科技大學重型機械教育部工程研究中心的資助,在此表示誠摯的感謝!
限于編者水平及編寫時間,若書中存在不足和疏漏之處,敬請讀者批評指正!
1 緒論
1.1 鎂合金性能特點及應用
1.1.1 鎂合金的性能特點
1.1.2 鎂合金應用
1.2 鎂合金塑性成形機制
1.2.1 位錯滑移機制
1.2.2 孿生機制
1.2.3 晶界滑移
1.3 鎂合金管材加工國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 拉拔
1.3.2 擠壓
1.3.3 軋制
1.4 鎂合金微觀組織和織構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 組織晶粒細化
1.4.2 鎂合金織構(gòu)
參考文獻
2 鎂合金熱變形行為及加工圖
2.1 等溫熱壓縮實驗
2.1.1 實驗材料
2.1.2 實驗方案
2.2 熱變形行為
2.2.1 真應力—應變曲線分析
2.2.2 流動應力下降率
2.2.3 溫升及流動應力修正
2.3 擠壓態(tài)鎂合金本構(gòu)模型
2.3.1 本構(gòu)模型的基本形式
2.3.2 本構(gòu)模型建立
2.3.3 應變補償修正模型
2.3.4 本構(gòu)模型驗證
2.4 熱加工圖理論基礎
2.4.1 能量耗散圖構(gòu)建原理
2.4.2 變形失穩(wěn)區(qū)的判別準則
2.5 熱加T圖構(gòu)建
2.5.1 功率耗散效率求解
2.5.2 流變失穩(wěn)參數(shù)求解
2.5.3 熱加工圖的繪制
2.6 熱加工圖分析
2.6.1 耗散效率峰區(qū)分析
2.6.2 失穩(wěn)區(qū)分析
2.6.3 穩(wěn)定區(qū)分析
2.7 本章小結(jié)
參考文獻
3 熱加工過程鎂合金組織演變和晶粒取向
3.1 微觀組織演變
3.1.1 擠壓態(tài)鎂合金原始微觀組織
3.1.2 變形溫度對鎂合金微觀組織的影響
3.1.3 應變速率對鎂合金微觀組織的影響
3.1.4 應變量對鎂合金微觀組織的影響
3.2 擠壓態(tài)鎂合金組織預測模型
3.2.1 動態(tài)再結(jié)晶臨界應變模型
3.2.2 動態(tài)再結(jié)晶動力學模型
3.2.3 動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型
3.3 微觀組織晶粒取向及織構(gòu)演變
……
4 鎂合金無縫管軋制變形特征及數(shù)學模型
5 鎂合金無縫管軋制工藝數(shù)值模擬及實驗
6 鎂合金無縫管軋制微觀組織及性能
7 鎂合金無縫管連軋工藝