Q345R容器板被广泛应用于航空航天、汽车、电子通信等领域。然而由于镁合金密排六方的晶体结构,预变形对镁合金板材冲压性能影响机理的研究镁合金作为最轻的商业金属结构材料.其室温下的滑移系很少,导致其塑性变形能力很差。传统的挤压和轧制镁合金板材具有很强的基面织构,导致其具有很强的各向异性,限制了镁合金板材的广泛使用。本文从改善商业镁合金板材组织结构,提高其力学性能及成型性能的角度出发,首先利用晶体塑性有限元模拟了镁合金Q345R容器板在拉伸和压缩过程中基面织构的演变,基于模拟结果,分别采用室温大变形预拉伸和预压缩工艺来改善镁合金板材的组织,研究了变形后及退火后镁合金板材的组织转变、织构演变、力学性能及成型性能。最后,通过三种理论模型对比计算了镁合金板材室温下的成型极限图以及n值和r值对成型极限的影响。主要研究内容及成果如下:①通过晶体塑性有限元模型,模拟了AZ31B镁合金板材在拉伸和压缩过程中织构的转变,以及不同的变形方向对织构偏转的影响。拉伸变形处理后的板材基面织构增强,但是其分布更为发散。拉伸板材的基面织构沿着与预拉伸方向垂直的方向呈椭圆形分布,且沿该方向其分布更为发散。沿TD方向预压缩变形使其晶粒的c轴向TD方向发生偏转,导致基面织构强度降低,以及沿TD方向织构的增强。预压缩板材晶粒的c轴总是平行于预压缩的方向,导致平行于预压缩方向基面织构强度的增强。

采用室温大变形量预拉伸及再结晶退火可以有效提高挤压AZ31B镁合金Q345R容器板的成型性能。经过350°C1h退火后板材的基面织构强度明显降低,基面织构由ND方向朝ED方向偏转,且分布更加弥散。随着预拉伸变形量的增加,处理后板材的成型性能逐渐提高,屈服强度、塑性应变比r值降低,应变硬化指数n值增大,其Erichsen值为5.6mm,相对于原始板材的2.5mm提高了~124%③分别沿ED45°和TD方向对挤压AZ31B镁合金板材进行室温大变形预拉伸及再结晶退火,研究了预拉伸方向对板材力学性能及成型性能的影响。经过三种不同方向预拉伸的板材,其基面织构强度均得以弱化,但是偏转方向均垂直于板材预拉伸的方向,板材沿垂直于预拉伸方向的力学性能得到明显改善,即y沿该方向具有较低的屈服强度、r值以及较高的n值,同时沿预拉伸方向的力学性能降低不明显。④采用预拉伸速度分别为0.3,3,30,120mm/min,准静态范围内研究了预拉伸速度对再结晶退火后AZ31B镁合金板材成型性能的影响。随着应变速度的提高,退火后板材的成型性能逐渐提高,当拉伸速度为30mm/min时,预拉伸板材的erichsen值达到最大值为5.4mm,随着应变速度的继续增大,成型性能呈降低趋势。⑤采用室温预压缩及退火工艺(pca改善1.0mm厚az31b镁合金薄板成型性能,并研究了其在变形及退火过程中的组织演变及力学性能的变化。沿td方向预压缩及退火后,由于拉伸孪晶及静态再结晶的缘故,晶粒的c轴∥td方向,使pca板材的基面滑移、c+a滑移和拉伸孪晶变得更加容易,使其具有较低的屈服强度、屈强比,较高的n值和较低的r值,pca板材的erichsen值也由原始的2.35mm提高到4.55mm,提高了~94%同时,当预压缩变形量超过4.8%时,镁合金板材成型性能的改善不再明显。⑥分别沿rd45°和td方向对az31b镁合金板材进行相同变形量的预压缩,研究了预压缩方向对镁合金Q345R容器板组织及力学性能的影响。通过对比三种不同压缩方向对镁合金板材组织、力学性能及成型性能的影响研究发现,pca板材晶粒的c轴由nd方向偏向于预压缩的方向,同时沿rd及td方向预压缩可以明显改善该方向及45°方向的性能,而沿45°方向预压缩只能改善rd和td方向的性能,此外,沿垂直于板材基面织构发散的方向进行预压缩可以最大程度的改善镁合金板材的成型性能。 采用250°c2h和450°c1h退火工艺研究了去应力退火与再结晶退火对镁合金板材组织及力学性能的影响。