【摘 要】
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摩擦热渐进成形是一种渐进成形局部加热方式,具有简化成形设备以及为成形过程提供热量的作用。其中,摩擦热指的是工具头与板材之间的剧烈摩擦而产生的热量,其大小与渐进成形的各项工艺参数有关,包括主轴转速、工具头直径以及下降量等等。由于板材的成形能力与零件性能取决于受摩擦热与工艺参数共同影响的板材微观组织。因此,本论文综合利用摩擦热渐进成形实验、有限元模拟技术、金相观测、拉伸试验、硬度测试以及X射线衍射分析
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摩擦热渐进成形是一种渐进成形局部加热方式,具有简化成形设备以及为成形过程提供热量的作用。其中,摩擦热指的是工具头与板材之间的剧烈摩擦而产生的热量,其大小与渐进成形的各项工艺参数有关,包括主轴转速、工具头直径以及下降量等等。由于板材的成形能力与零件性能取决于受摩擦热与工艺参数共同影响的板材微观组织。因此,本论文综合利用摩擦热渐进成形实验、有限元模拟技术、金相观测、拉伸试验、硬度测试以及X射线衍射分析去探究摩擦热渐进成形工艺参数对AZ31B镁合金板材的成形能力和零件性能的影响。主要研究内容与实验结果如下:有限元模拟表明:转角区域的Mises应力、等效塑性应变以及厚度均与侧壁区域存在较大差异;下降量和工具头直径对最大Mises应力不会产生显著影响,且最大Mises应力在160MPa～180MPa之间波动;等效塑性应变和下降量正相关,而与工具头直径负相关;零件厚度与下降量负相关,而工具头直径增加,厚度值呈现先递增后递减的变化状态;双向运行轨迹提高了等效塑性应变和厚度分布的均匀性。金相观测、拉伸试验、硬度测试表明以及X射线衍射:成形高度越大,微观组织中的细化晶粒越多;转角区域的细化晶粒多于侧壁区域,且转角区域的硬度大于侧壁区域的硬度;主轴转速和下降量越大,细化晶粒越多;下降量的增加会提高侧壁区域的抗拉强度、硬度,降低延伸率;主轴转速的增加会提高侧壁区域的抗拉强度、延伸率以及硬度;工具头直径和AZ31B镁合金的微观组织、抗拉强度、延伸率以及硬度的相关性较弱;利用摩擦热渐进成形加工AZ31B镁合金的过程中,参与滑移变形的晶面主要是基面（0002）;成形前、中、后期无新的滑移系产生,只会影响各个晶面参与滑移变形的程度;增大主轴转速可以通过提高变形区温度而间接改善AZ31B镁合金各晶面参与滑移变形的程度。
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