径锻AZ61镁合金退火后晶粒长大及组织演变规律

目的 通过研究径锻AZ61镁合金棒材在后续退火处理时的晶粒长大和组织均匀性演变行为,构建等温条件下径锻AZ61镁合金晶粒长大模型,总结径锻镁合金退火后组织均匀性演变规律,为此棒材后续热处理工艺的制定提供理论借鉴和指导。方法 基于系统的等温正交退火试验,量化统计各退火条件下样品组织的平均晶粒尺寸和晶粒尺寸分布,分析径锻AZ61镁合金棒材的晶粒长大行为和组织均匀性演变规律。结果 退火后,径锻AZ61镁合金组织中晶粒趋于长大。在250～300℃温度区间内,晶粒长大速度较为缓慢。随着退火温度的升高,晶粒长大速率随之上升,尤其是退火温度升高到450℃以后,晶粒长大速率显著增大。当退火温度一定时,退火起始30min内,晶粒快速长大。在之后的长时间退火过程中,晶粒长大速度逐渐放缓。同时,随着退火的进行,锻后样品中存在的超细晶条带状组织逐渐消失,样品组织均匀性显著提高。结论 通过研究晶粒长大现象构建的等温条件下径锻AZ61镁合金晶粒长大模型与试验结果拟合良好。结合组织均匀性演变规律,径锻AZ61镁合金退火后的组织状态能够被很好地预测。     

对影响扩散--吸收式冰箱COP热力参数的分析

建立了扩散-吸收式冰箱工质的物性模型和热力模型。在模型基础上分析了一些热力参数对COP的影响。本文程序可用于扩散-吸收式冰箱（工质NH3-H2O-He)的热力计算,计算结果对扩散-吸收式冰箱的研究和设计有一定的参考价值。     

Mg-Zn-Zr合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

对Mg-Zn-Zr合金进行高应变速率多向锻造变形,研究了其组织演变和力学性能。结果表明,高应变速率多向锻造工艺能强烈细化合金的晶粒组织,形成由蜂窝状粗大再结晶组织和岛状细小再结晶组织构成的新颖组织,初始晶界附近和初始晶粒内部的再结晶机制分别是旋转动态再结晶和孪生诱发动态再结晶。由于高应变速率多向锻造工艺具有强烈的晶粒细化能力并能有效避免强烈的基面织构,可大幅提高合金的综合力学性能。累积应变∑Δε=2.64时,ZK21和ZK60抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为341.6 MPa、270.7 MPa、25.1%和330.2 MPa、232.3 MPa、24.8%。     

Mg-7Zn-0.2Ti-xCu镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法制备了Mg-7Zn-0.2Ti-xCu(x=0、0.5、1.0、1.5,质量分数/%)合金的半固态坯料,探讨了Cu元素及其含量对Mg-7Zn-0.2Ti-xCu合金铸态和半固态组织的影响,同时,研究了等温温度和保温时间对Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金半固态组织演变的影响并分析了非枝晶组织的形成机理。结果表明：在半固态组织演变过程中,随着等温温度的升高和保温时间的延长,固相颗粒的尺寸和形状因子先减小后增大。铸态组织和溶质原子的扩散行为是影响等温热处理过程中非枝晶组织形貌及其演变的主要因素。当Cu含量为1.0%(质量分数)时,合金铸态组织细小,Cu对非枝晶组织的优化效果最佳。Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金在600℃下保温30 min时获得的非枝晶组织较为理想,其固相颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为43.12μm、1.46和59.77%,满足半固态成形的要求。     

挤压角度对AgCuO复合材料组织演变的影响

研究了挤压角度对AgCuO复合材料组织变化的影响。通过试验结果与有限元模拟结果进行对比,进一步证实有限元模拟的真实性以及试验结果的准确性。结果表明:当两个立方CuO位置较近且周围没有单斜CuO时,立方CuO都从多边形变为直线形纤维;而当单斜与立方CuO位置较近时,立方CuO由多边形变为弯曲的纤维状,单斜CuO也发生了部分变形。此外,随着模具角度的增大,试样表面附近的CuO颗粒分散性逐渐增强,立方CuO纤维不断变细变长,而且立方CuO颗粒纤维化现象沿径向向内逐渐减少。试样所受应力不断增加,且最大应力出现在定径带入口附近;变形区作用范围不断减小,但应力却不断增加。     

顶管轧制对挤压态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响

目的 研究顶管轧制工艺中不同压下率对ZK60镁合金管材显微组织和力学性能的影响,为顶管轧制工艺制备镁合金管材提供借鉴和指导.方法 基于有限元模拟及顶管轧制实验,对不同压下率下的模拟及实验结果进行对比验证,分析不同压下率下的镁合金管材轧制过程以及过程中的组织演变规律.结果 随着压下率的增加,管材整体应变呈上升趋势,并从外...     

超声振动作用下镁-钢焊缝组织演变及力学性能研究

本文旨在通过引入超声振动辅助,实现镁合金和镀锌钢的可靠连接,扩大镁-钢复合构件应用范围。本文在镁合金与镀锌钢的TIG熔钎焊过程中引入超声波振动,并通过金相显微镜、扫描电镜、硬度计和拉伸机等设备对镁-钢接头微观组织和力学性能进行检测,研究超声波功率对镁合金/镀锌钢接头质量的影响。实验结果表明:超声波振动辅助焊接工艺可以有效改善镁/钢接头的焊缝成形,消除接头熔焊区域的气孔等缺陷。研究表明:在焊接过程中引入1 000 W功率进行超声振动后,接头熔焊区的平均晶粒尺寸由初始的51 μm下降到23.2 μm,晶粒细化效果显著;超声振动辅助焊接工艺改善了接头钎焊区反应层的形态,使钎焊区MgZn反应层厚度更均匀,并可以提高接头熔焊区的显微硬度;当超声波功率为1 000 W时,接头力学性能达到3 735 N,相比未施加超声波振动的接头(3 270 N),力学性能提高了14.2%。超声振动辅助工艺可以有效改善镁/钢焊缝的显微组织,提高接头力学性能,实现镁/钢异种金属的可靠连接。     

AZ31镁合金不同挤压速度下的组织演变及力学性能研究

目的 针对AZ31镁合金材料在挤压成形过程中变形较为困难的问题,研究AZ31镁合金在不同挤压速度下的微观组织和力学性能演化规律。方法 采用DEFORM–2D软件对0.5、3、12、20 mm/s这4种挤压速度下材料挤压变形过程中的材料流动趋势、应变场、应力场和温度场等进行数值模拟和分析。结果 AZ31镁合金材料的挤压温度场随着挤压速度的增加显著升高,不同速度挤压后坯料的温度模拟值与实验结果实测值的变化趋势吻合。随着挤压速度的增大,材料的晶粒尺寸先增大后减小,0.5、3、12、20 mm/s这4种速度挤压后的晶粒尺寸分别为1.0、0.9、1.4、1.1 μm,变形材料的加工硬化率呈现出先增大后减小的趋势。在0.5 mm/s的挤压速度下,材料内部的微观组织均匀性较差,然而强度较高,抗拉强度约为416 MPa;在挤压速度为12 mm/s时,合金的晶粒组织最均匀,同时其综合力学性能较好,屈服强度为220 MPa,伸长率为17.3%,其加工硬化率也达到最大,为0.184。结论 通过DEFORM数值模拟能够为镁合金挤压变形提供指导。对于镁合金挤压变形,采用较低的挤压速度(约0.5 mm/s)对AZ31镁合金进行挤压变形,能够获得强度较高、伸长率相对偏低的挤压棒材,采用较高的挤压速度(约12 mm/s),则更有利于获得综合性能优良的镁合金挤压棒材。     

挤压温度对等径角挤压碳纳米管增强AZ31镁基复合材料显微组织的影响

为了获得等径角挤压碳纳米管增强镁基复合材料的最佳挤压温度参数,在不同温度下,采用模角为90°的模具对经退火处理后的碳纳米管增强AZ31镁基复合材料进行了一道次的等径角挤压实验.结果表明:在不同温度下,CNTs/AZ31镁基复合材料经过一道次的等通道角挤压后, 复合材料中有大量的超细晶粒出现.复合材料在220℃挤压时可以得到表面光滑的完整试样,有利于实现多道次的挤压,同时晶粒也得到了较好的细化效果.     

等离子喷涂参数对钽涂层组织及性能的影响

采用等离子喷涂法制备了钽金属涂层，用电子显微镜分析了不同工艺条件下钽涂层的化学成分、表面形貌，测试了涂层与基材的结合强度。结果表明，采用优化的等离子喷涂工艺参数，可以制取组织致密、厚度均匀的钽涂层；钽粉的颗粒尺寸对材料的熔化状态影响较大；在试验的喷距范围内，喷距对粉末的熔化状态和涂层结合强度均无明显影响。     

锻造温度对Nb521合金棒材组织及力学性能的影响

在1 000~1 400℃的温度区间对Nb521合金棒材进行拔长锻造,利用显微硬度仪、金相显微镜、拉伸试验机以及超声波探伤仪研究锻造温度对组织和性能的影响。结果表明：锻造温度越高,棒材的动态再结晶比例越高,后续完成再结晶的退火温度越低。随着锻造温度升高至1 400℃,退火态棒材截面上的组织细小均匀,强度和塑性匹配最好。最后,通过棒材的超声波探伤检测,证实了提升锻造温度有利于组织的均匀化,明显降低杂波水平。     

锻造变形量对7050合金组织和性能的影响

对两种不同锻造变形量的7050铝合金的组织和性能进行研究,分别考察组织均匀性、再结晶分数、粗大第二相比例和拉伸性能、断裂韧性等,分析锻造变形量对7050铝合金组织和性能的影响。结果表明,锻造变形量70%样品的再结晶分数(10%)和粗大第二相比例均小于变形量50%的样品,组织均匀性也更好;并且变形量70%样品的强度高出变形量50%样品约30 MPa,延伸率和断裂韧性也明显优于变形量50%的样品。因此,较大的变形量有利于获得均匀的组织和优异的综合性能。     

Mg-13Gd-4Y-0. 5Zr 镁合金多向锻造组织和性能研究

由于锻坯的组织和力学性能对其后续成形过程具有重要的影响,研究锻坯的组织和力学性能均匀性具有重要实用价值。利用实验的方法,对比研究了Mg-13Gd-4Y-0.5Zr合金材料的三次多向锻造后的组织演变和力学性能的不同。实验结果表明:随着锻造次数的增加,动态再结晶明显,Mg-13Gd-4Y-0.5Zr镁合金晶粒逐渐细化,析出相逐渐增多;并且,随着锻造次数的增多,硬度变化呈小幅波动的趋势,且第一次多向锻造后的硬度最大。     

包套锻造对高Nb-TiAl基合金组织的影响

通过两次包套锻造工艺细化了高Nb-TiAl合金铸态近片层组织.研究发现,两次锻造后接近二次锻造表面基本上是由大量的直线型或者流线型片层组织和少量的再结晶组织组成,而除此以外的大部分区域都发生了较大程度的再结晶,并且晶粒均匀细小.在(α γ)两相区长时间热处理二次锻后组织可以有效消除β相,获得的仍然是双态组织.     

挤压比对Mg-Zn-Zr-RE 合金组织和性能的影响

研究了不同挤压比对铸态Mg-5．4Zn-0．3Zr-0．98RE镁合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,当挤压比较小时,微观组织呈现出粗晶和细晶组成的混晶组织;随着挤压比增加到16,微观组织发生完全再结晶,获得均匀、细小的再结晶组织。动态再结晶是铸态镁合金Mg-5．4Zn-0．3Zr-0．98RE晶粒细化的机制。在挤...     

Mn对Mg-4Zn变形镁合金组织与性能的影响

目的 研究Mn对Mg-4Zn合金再结晶组织演变和力学性能的影响,发展高性能Mg-Zn-Mn变形镁合金。方法 以Mg-Zn镁合金为研究对象,利用Mn元素的固溶强化增塑、刺激再结晶形核和钉扎再结晶晶界的特点,通过Mg-Zn-Mn挤压镁合金的显微组织以及室温力拉伸和压缩力学性能测试,分析挤压过程中显微组织的演变和成分对力学性能的影响。结果 Mg-4Zn-2Mn合金平均晶粒尺寸为~7 μm,其拉伸屈服强度、抗拉强度、伸长率、压缩屈服强度和拉压不对称性分别为226 MPa,316 MPa,17%,171 MPa,0.75。结论 合金化元素Mn可有效细化变形镁合金的再结晶组织,随Mn元素含量的增加,Mg-Zn合金再结晶组织不断细化,未再结晶区域增加,合金力学性能增加,拉压不对称性改善。     

稀土镁合金热变形行为和组织演变研究

目的 通过热模拟试验研究Mg-3.94Gd-2.0Y-0.78Zn-0.56Mn(质量分数)合金的高温变形特性,建立合金的本构方程,并分析变形条件对显微组织的影响。方法 在Gleeble3500热模拟机上进行单向压缩试验,变形温度为350~500 ℃,变形速率为0.0005~0.5 s^?1,变形量为60%。结果 流变应力受到应变速率与变形温度的共同影响,计算得到了合金的本构方程。当变形速率一定时,随着变形温度的升高,动态再结晶比例逐渐提高,而再结晶晶粒尺寸也逐渐增大,在变形速率为0.0005 s^?1时,当变形温度从350 ℃增大到500 ℃时,动态再结晶晶粒尺寸从1.2 µm增大到51.3 µm;当变形温度一定时,随着变形速率的升高,再结晶比例逐渐降低,而再结晶晶粒尺寸也逐渐减小,在变形温度为500 ℃时,当变形速率从0.0005 s^?1增大到0.5 s^?1时,动态再结晶晶粒尺寸从51.3 µm减少到11.0 µm。结论 得到了合金的本构方程,再结晶晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,随变形速率的升高而逐渐减小。     

淬火速率对Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金挤压棒材组织及硬度的影响

通过硬度测试、扫描电镜、透射电镜研究淬火速率对Al-Zn-Mg-Cu-Cr合金挤压棒材组织及硬度的影响。结果表明:淬火速率低于100℃/s时,硬度开始明显下降;2℃/s淬火时,硬度下降了43%。淬火速率低于100℃/s时,随着淬火速率降低,冷却过程中(亚)晶界及晶内弥散粒子处非均匀形核析出η平衡相的数量和尺寸明显增加,时效强化效果明显降低。相同淬火速率时,晶内η平衡相尺寸大于晶界η平衡相尺寸。在所研究的淬火速率范围内建立起硬度值与η平衡相面积分数间的定量关系。     

镁合金搅拌摩擦焊接组织特征研究

通过对镁合金AZ31进行搅拌摩擦焊获得了成型良好的焊缝,采用金相显微镜对焊缝组织进行了分析,并采用透射电镜和X射线能谱仪对晶粒形貌和晶界析出的第二相进行了观测分析。结果表明,镁合金搅拌摩擦焊可以获得组织致密的焊缝,焊缝区域根据组织特点可以分为焊核区、热机影响区和热影响区;焊核区"洋葱环"之间呈现层片状结构,晶界强化相数量减少且尺寸变小;热机影响区在前进侧和焊核区有明显的分界,晶粒呈细长条状,后退侧和焊核区分界相对不明显,晶粒变形较小;热影响区在前进侧较窄,组织与母材组织相比变化较小,而后退侧热影响区较宽,晶粒尺寸有所增长,这与搅拌摩擦过程中金属切削迁移的堆积过程有关。