镁合金板材磁脉冲成形研究进展

徐俊瑞，王元丰，王宇阳，李毅，汪强昆，赵雨东，文智生，周颖奇

（1.内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，呼和浩特 010051；2.湘潭大学 机械工程学院，湖南 湘潭 411105）

实现结构轻量化是当代工业发展的重要目标和方向，尤其在汽车、航空航天、电子等工业领域[1—2]。新的成形工艺和轻质材料的发展是结构轻量化的主要途径。镁合金具有比强度高、密度低、电磁屏蔽性能优异、易回收等特性，是良好的轻质金属结构材料[3—4]。由于能源、资源和环保问题的日益凸显，镁合金的研究和生产受到更多的关注。在常温下，镁合金具有密排六方晶体结构，滑移系较少，成形性能较差，对于镁合金的成形方式，在以往的研究和应用中，通常采用加热成形[5—7]。

磁脉冲成形技术（Magnetic pulse forming technology，MPFT）是一种利用磁场力使金属坯料变形的高速率成形技术[8]，能量释放为微秒级，变形为毫秒级，成形效率极高，且能在高速变形过程中延缓断裂的发生[9]，可显著提高材料的成形性能[10—15]。磁脉冲成形技术的优点为镁合金板材成形性能的提高提供了契机，将有利于实现轻量化的目标和扩大镁合金板材在工业上的应用。

1 镁合金板材高速率本构模型建立

1.1 Johnson-Cook（JC）本构方程的描述

高速率下的材料本构关系，通常采用Johnson-Cook（JC）本构模型进行描述[16]。JC 本构模型参数少且易求、具有清晰的物理解释、形式较简单等特点，已经在实际工程中得到了较广泛的应用。JC 本构模型的方程表达式见式（1—3）[17]。

式中：T*为无纲量的温度；T为试验温度；Tm为试验金属的熔点；……