ZK60镁合金中空型材挤压成形的有限元模拟及组织和性能

郭丽丽¹，苑菁茹¹，汪建强¹，李永兵²

1. 大连交通大学材料科学与工程学院连续挤压教育部工程研究中心2. 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司

摘 要：运用Hyper Xtrude软件对ZK60镁合金中空型材挤压过程进行有限元数值模拟,得到了型材断面的温度场、速度场、位移场及应变场。由模拟结果可知,出口型材温度和速度呈平面对称分布,从型腔到挤压模具出口,温度呈梯段式下降。微观组织分析结果表明,ZK60镁合金中空型材的平均晶粒尺寸为8. 9～23. 1μm,顶面的晶粒最大,底边拐角处晶粒尺寸最细小,这是由于型材断面各位置的温度、速度和应变不同导致动态再结晶程度不同。型材的(0002)基面织构是向挤压方向偏转10～15°的基面取向,型材顶面和侧面的(0002)极密度差异较大,顶面的(0002)极密度值为19. 3,侧面的(0002)极密度值为6. 9。型材抗拉强度约为310 MPa,侧面的延伸率最高为18. 9%,顶面的延伸率最低为13. 4%,这是由于侧面的(0002)基面织构向横向分散,降低了(0002)极密度。顶面的延伸率较低是较大的晶粒尺寸、较强的(0002)基面织构以及第二相分布情况综合作用的结果。

关键词：ZK60镁合金;挤压型材;数值模拟;显微组织;织构;