Mg-3Sn-0.5Mn合金管材挤压工艺数值模拟及参数优化

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:frankxigua
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本文以Mg-3Sn-0.5Mn合金管材挤压数值模拟及参数优化为研究内容,针对一种新型可降解Mg-3Sn-0.5Mn镁合金制备可供使用的血管支架薄壁管材为目的,采用有限元软件Deform-3D对Mg-3Sn-0.5Mn镁合金挤压工艺优化进行了系统的研究。首先,论文利用Gleebal-1500D热力模拟机在250℃~450℃,应变速率0.001s-1~10s-1条件下,对Mg-3Sn-0.5Mn镁合金进行了等应变速率热压缩试验,获得该材料的应力-应变曲线,该曲线具有典型动态再结晶特征,并且根据Arrhenius公式建立能够满足Mg-3Sn-0.5Mn镁合金温成型性能的本构方程,对计算获得的公式与测定的实验数据进行比较,证明方程的准确性及可用性。其次,本文系统的研究了Mg-3Sn-0.5Mn镁合金棒材挤压工艺,确定了最佳挤压流程,分析了不同挤压比对Mg-3Sn-0.5Mn镁合金棒材挤压成型的影响,设计了6、13、20三个挤压比。利用有限元软件Deform-3D对成型工艺进行了数值模拟,分析了挤压过程中金属应力、应变、温度、载荷步-挤压力变化情况,确定了模具工作带长度及模口角度,设计并制作了挤压工具及设备。文中比较了挤压比对变形材料Mg-3Sn-0.5Mn镁合金的温度、等效应力变化的影响,模拟了不同工艺参数条件对挤压工艺的影响,确定了最佳挤压比、挤压温度和挤压速度。经挤压试验及对挤压棒材的金相组织和拉伸力学性能分析,验证了棒材模拟结果的准确性,并发现随着挤压比增大,晶粒细化程度提高,抗拉强度由162MPa提高到251MPa。最后,论文结合Mg-3Sn-0.5Mn镁合金棒材挤压工艺确定了薄壁管材的挤压方法,设计了适合Mg-3Sn-0.5Mn镁合金管材挤压模具;并分析了管材挤压过程中温差、间隙、穿孔针等因素对薄壁管材挤压工艺的影响,确定了最佳挤压参数,为挤压工艺提供了理论指导。
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