成形極限圖(FLD)試驗條件。
從試驗來看,①~⑥號試樣不存在脹形時根部斷裂的問題,較窄的⑦和⑧試樣必須加強根部,否則脹形時會從壓邊的根部斷裂,極限點附近應變梯度很大,而且難以測量。
為能較合理地連接各試驗結果,使其成為FLD,希望各試驗點沿ε2軸均勻和合理地分布。調整ε2分布的主要手段是:改變試樣與凸模的潤滑條件;改變試樣的寬度。測試的另外一個困難是,調整ε2值大小以找準平麵應變ε2=0點。它既是拉-拉區曲線和拉-壓區曲線的共同點,一般來說,又是整條FLD的最低點。
在拉-壓區,增加短軸應變是采用較窄的試樣,利用試樣拉脹時產生橫向收縮。在拉-拉區,增加短軸應變是靠改善潤滑作用來達到。在試樣和凸模之間放入0.04 mm聚乙烯薄膜或者膠皮墊,使用膠皮墊對增加短軸應變的效果最佳。是變形後的試樣實物。
8.2.2鎂合金試驗結果
材料的基本性能,拉伸曲線。
與熱軋板材相比,冷軋態板材由於加工硬化的存在,其強度高,而塑性較差。冷軋態板材自由延伸率為5%,其次主應變ε2為0時,其主應變ε1小於5%,數值較低,而ASAME應變測試分析係統的應變精度在2%以內,使得測量誤差很大,數值不可靠。因此,冷軋態板材不能完成成形極限圖的測試工作。
熱軋態板材能夠完成測試工作,其成形後的臨界應變數值。
成形極限圖(FLD)。是極限應變分布,是極限應變值的區域;給出按照極限應變區域取中間值的FLD,給出按照極限應變區域取最大極限值的FLD;給出根據上述圖形所得的鎂合金板材的FLD。
8.2.3影響鎂合金板材成型極限圖的因素
(1)原始板材
原始板材狀態對其成型性能有直接關係,隨MAZ31鎂合金材料供應的狀態的不同,其成形性能也不同。從該成型極限圖測試的結果來看,冷軋態板材不能測試FLD,室溫成形加工能力很差;而熱軋態板材能順利測試FLD,這反映出其室溫成形能力較好。
(2)變形溫度
在不同變形溫度下,MAZ31鎂合金成型性能有很大的差別。當合金加熱時,其成型性能隨溫度的升高而增加。在250℃以上,其成型性能就得到極大改善,可以進行成型加工。因此,同一合金的FLD水平不同,高溫下成型的FLD位於低溫下成型FLD的上方。盡管本試驗並未測試鎂合金的高溫FLD,但據此可知,高溫成型時,鎂合金FLD位於室溫FLD的上方,有好的成型性能。
(3)變形方式
成型性能和變形方式有密切關係。在本試驗變形過程中,板材受到拉伸、平麵應變和脹形三種變形方式。變形方式不同時,衝壓件上塑性區的應力和應變狀態不同。當金屬在壓應力作用下變形,就不會開裂,成型性較高。本成型極限圖反映的是板材在拉伸、平麵應變和脹形狀態下的成型性能。
(4)r值和n值
厚向異性材料單向拉伸試驗的變形路線,在FLD上是斜率為-(r+1)/r的直線,路線都是從原點出發。由斜率的表達式可看出,r越大,直線越向左傾斜,即r越大,變形路線與成型極限曲線的交點越向左,變形量越大,成型性能越好。當r為常數,n值增加時,伸長率分布越均勻,破壞伸長率越高。即應變強化指數增加時,使破壞成型極限曲線提高,也會提高均勻的韌性。對於脹形試驗也是如此,n值增加時,試驗點在有限曲線上向右移,即有更大的等效應變。這是由於n值增大時,縮頸越推遲,路線的直線性時間越長。在雙脹形過程中,n值的影響非常明顯,而r值的影響很小。因此,r值大對壓延變形有利,n值大對脹形變形有利。