Gd对ZK60镁合金组织与力学性能的影响

分析了铸态和挤压态ZK60?xGd(x=0~4)合金的组织和相组成,测试了其拉伸力学性能。结果表明,随着Gd含量的增加,铸态组织逐渐细化,Mg?Zn?Gd新相逐渐增多,而MgZn2相逐渐减少直至消失,第二相趋于连续网状分布于晶界处;当 Gd 含量不超过2.98%时,铸态室温拉伸力学性能稍降低。经挤压比λ=40和挤压温度T=593 K的挤压后,组织显著细化,平均晶粒尺寸逐渐减至ZK60?2.98Gd合金的2μm,破碎的第二相沿着挤压方向呈带状分布;挤压态的拉伸力学性能均显著提高：298和473 K时的抗拉强度分别从ZK60合金的355和120 MPa逐渐提高至ZK60?2.98Gd合金的380和164 MPa。挤压态拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征。     

ZK60镁合金ECAP变形组织及力学性能

在300℃温度下对ZK60镁合金进行了不同道次的等通道挤压(ECAP).研究了ECAP挤压对合金显微组织、室温力学性能和高温抗蠕变性能的影响.结果表明,合金铸态组织主要由α-Mg基体、Mg7Zn3相和MgZn相组成.等通道挤压可显著破碎层片状MgZn相并使其趋于弥散分布,同时基体组织也得到细化.挤压2道次后,合金的室温抗拉强度由170MPa增加到250MPa,伸长率由7％增加到17.7％.挤压4道次后,合金的伸长率进一步增加到20％,而抗拉强度却下降至242 MPa;合金的高温蠕变寿命由铸态1.4h延长到44.8h,稳态蠕变速率减小了约一个数量级.     

往复挤压对挤压态ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响

在350℃下,对挤压态ZK60镁合金分别进行1、4、8道次的往复挤压变形(CEC)。利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)观察往复挤压前后ZK60镁合金的微观组织,利用X射线衍射仪(XRD)分析变形前后晶面取向变化,在万能拉伸试验机上测试变形前后镁合金的力学性能,并利用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口形貌。往复挤压后的检测结果表明,挤压态ZK60镁合金晶粒显著细化,晶粒尺寸分布较均匀,随着挤压道次增多,晶粒尺寸逐渐减小;1道次变形后组织内产生了大量晶格缺陷,出现了大角度晶界,第二相粒子分布在晶粒内部和晶界上;各晶面衍射峰增强,拉伸断口内存在大量基体撕裂棱和明显的韧窝分布;ZK60镁合金的力学性能变化较大,随着挤压道次增多,伸长率大幅提高,抗拉强度小幅增大,而屈服强度降低。     

时效处理对AZ80和ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响

借助光学显微镜和力学性能测试仪器,研究时效处理对AZ80和ZK60锻造镁合金的微观组织和力学性能的影响规.结果表明:AZ80镁合金的抗拉强度和伸长率随着时效温度的升高呈现先增加后下降的趋势,当时效温度为170 ℃时,其抗拉强度和伸长率达到最大;ZK60镁合金的硬度随着时效温度的升高呈现先增加后下降的趋势,当时效温度为170 ℃时,其硬度达到最大,而其韧性正好呈现相反的趋势.此外,在140-200℃的时效温度范围内,ZK60镁合金比AZ80镁合金具有更好的冲击韧性与其他力学性能.     

热处理工艺对挤压变形ZK60镁合金组织与力学性能的影响

采用硬度检测、拉伸实验、金相分析、TEM分析等方法测试和分析了ZK60合金在铸态、挤压态、固溶态及T5和T6时效态下的硬度、强度和显微组织等。结果表明：ZK60镁合金在塑性变形和不同热处理状态下硬度和强度等力学性能变化明显。经过挤压和T5热处理后，ZK60合金的硬度和强度都大幅度提高。ZK60合金挤压后进行T5处理，其强度要比T6处理的强度明显要高，这与T5状态下合金中析出强化相分布更加密集和细小有关，T6热处理时，由于第二相尺寸以及相互间距都较大，因此强化效果反而不如T5状态。     

时效温度对ZK60镁合金组织和性能的影响

对ZK60镁合金在100～220℃进行时效处理,通过金相组织分析、断口扫描分析及力学性能测试,研究了时效温度对ZK60镁合金的显微组织与力学性能的影响.结果表明:时效处理能明显改善ZK60镁合金的组织和力学性能.其力学性能随时效温度升高呈规律性变化,网络结构是力学性能变化的主要原因.得出ZK60镁合金力学性能的优化时效温度为190℃.     

挤压和T5处理对铸态ZK60镁合金组织性能的影响

对铸态ZK60镁合金进行了挤压，对挤压后的试样进行了T5处理，分析了该材料三种状态时力学性能和微观组织变化。结果表明：铸态ZK60镁合金挤压后，晶粒明显细化，各项力学性能显著提高；T5处理后试样的抗拉强度和硬度比T5处理前的相应值均有所提高，屈服强度明显提高，伸长率稍有降低；ZK60镁合金在挤压时，其组织中已有细小第二相析出；经T5处理后，其晶粒尺寸变化不大，析出相较挤压态时有明显增多，但部分聚集长大。     

基于BP神经网络的ZK60镁合金力学性能研究

利用热模拟机对ZK60镁合金进行等温压缩变形实验,建立人工神经网络模型,并通过相关性系数和相对误差评估和验证模型的预测能力。结果表明,所建立的反向传播神经网络模型能够追踪实验值,可以描述ZK60合金在高温变形时各热力学参数之间高度非线性的复杂关系。     

多向锻造ZK60镁合金组织和性能的均匀性

采用空气锤对ZK60镁合金进行多向锻造变形,研究锻坯的组织演变以及组织和性能均匀性。结果表明,锻锤与锻坯之间摩擦力的作用造成不均匀变形,使锻坯芯部的实际变形量大于边部的。累积应变∑Δε=3.3时,锻坯芯部组织为蜂窝状粗大再结晶组织和岛状细小再结晶组织,而边部组织则由蜂窝状粗大再结晶组织和呈岛状分布的孪晶组成;其抗拉强度从边部到芯部逐渐降低,而伸长率则由边部向芯部逐渐升高。锻坯力学性能存在一定的各向异性,但锻坯各方向抗拉强度在310.6~323.9 MPa之间,伸长率在21.9%~29.7%之间,表明该工艺可以有效地避免强烈的各向异性,是制备高性能变形镁合金的理想工艺。     

往复挤压温度对ZK60镁合金组织与性能的影响

采用往复挤压工艺，对ZK60镁合金进行不同温度往复挤压，分析往复挤压温度对组织和性能的影响。结果表明：在315℃、335℃和355℃往复挤压ZK60镁合金，其中335℃时晶粒细化效果最好，材料的综合力学性能最佳。往复挤压工艺可以显著降低ZK60镁合金的热膨胀系数，提高ZK60镁合金的热稳定性。     

Improvement of Mechanical Properties of Magnesium Alloy ZK60 by Asymmetric Reduction Rolling

The improvement of mechanical properties of ZK60 processed by asymmetric reduction rolling(ARR) was investigated in this paper. The grain refinement and basal texture intensity decrease were attributed to the introduction of shear stress produced by ARR process. Compared to conventional symmetrical rolled(SR) ZK60 alloys, ARRed ZK60 exhibited finer, more homogeneous grains and higher mechanical properties. The intensity of basal texture of ARRed ZK60 after annealing was lower than that of SRed ZK60 after annealing. ZK60 sheet with good combination of strength and ductility could be obtained by ARR process. The yield strength(YS) and ultimate tensile strength(UTS) of the ARRed ZK60 sheet were increased 150% and 91.3%, compared to those of SRed ZK60 sheet, from 80 to 200 MPa and from 140 to264 MPa, respectively. Simultaneously, the elongation to failure increased by 68.75% in the ARR sheet(27%) when compared to that of the SR sheet(16%).     

热处理对挤压镁合金AZ91和ZK60组织与性能的影响

通过力学性能测定以及金相显微组织观察,对挤压态AZ91和ZK60镁合金的热处理工艺进行了研究。结果表明,AZ91合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大,但伸长率有较大幅度的提高;时效硬度峰值时的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高,但伸长率有较大幅度的降低。ZK60合金固溶态与挤压态相比抗拉强度和伸长率均有相当程度地降低,且时效硬度峰值时的抗拉强度与同溶态相比有一定的提高,伸长率也有较大幅度的降低。AZ91合金固溶处理后晶粒尺寸与挤压态相比有所增大,但ZK60合金固溶处理后晶粒尺寸显著粗化。同时,两种合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。     

ZK60-2Ca镁合金近液相线铸造研究

用近液相铸造方法制备了ZK60-2Ca半固态坯料。对其组织演变进行了研究,发现由于Zr的特殊细化作用,ZK60-2Ca合金直接获得球形或近球形的组织,无需经过枝晶球化过程。通过用不同冷却速率的铸模浇铸考察了冷却速率对铸造组织的影响,并对近液相铸造时静置时间对微观组织的影响进行了研究。结果表明,随浇铸温度的降低和静置时间延长至60 min,晶粒逐渐细化并趋于均匀,晶粒尺寸达21?m,且圆度为1.29。随冷却速率的增加,晶粒细化并出现球化趋势。并对组织演变的机理进行了探讨。     

热处理对ZK60镁合金力学和阻尼性能的影响

采用显微组织观察、拉伸试验、阻尼测试等方法研究了时效处理(T5)、固溶处理(T4)及固溶后时效处理(T6)3种不同热处理工艺对挤压态ZK60镁合金显微组织、力学性能及阻尼性能的影响.研究发现:这3种不同的热处理工艺对ZK60镁合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率有一定的影响,但均可使ZK60镁合金的阻尼性能得到不同程度的提高,3种不同热处理工艺对ZK60镁合金阻尼性能的影响规律可通过G-L理论很好解释.     

ZK60＋Y镁合金塑性变形后组织和性能研究

对真空熔炼后的ZK60 Y镁合金在380℃下进行热挤压,随后取部分挤压棒在400℃下轧制成厚3mm的薄板。通过金相分析、室温力学拉伸试验、透射电镜分析研究了经塑性变形的ZK60 Y镁合金显微组织及力学性能。结果表明,薄板的显微组织中有大量的第二相,大部分呈条带状分布在基体上,透射电镜分析表明这些第二相颗粒包括纳米级大小的颗粒;经过轧制的薄板的抗拉强度、屈服强度和伸长率均较挤压后的棒材有所下降,薄板的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为263MPa、235MPa和15%。     

Nd元素对AM60镁合金组织及力学性能的影响

研究结果表明：加入少量的Nd元素后,合金的铸态组织得到了细化,网状的Mg17Al12相逐渐变得断续、弥散分布,同时也出现了针状的新相。随着Nd元素含量的增加AM60镁合金的抗拉强度,屈服强度及伸长率也都得到了明显的提高;当Nd元素含量达到1．2％时,其力学性能最好;随后随着Nd元素含量的增加,其力学性能降低。     

Microstructural Evolution and Anisotropic Weakening Mechanism of ZK60 Magnesium Alloy Processed by Isothermal Repetitive Upsetting Extrusion

The isothermal repetitive upsetting extrusion (RUE) was implemented to process ZK60 magnesium alloy at 380 °C. Then, the relationship between the microstructural characters, including grain refinement and texture evolution, and the mechanical performance of the alloy was investigated. Results showed that after 3 passes of RUE, the average grain size was refined from 115.0 to 26.5 μm, which was mainly caused by the continuous dynamic recrystallization and discontinuous dynamic recrystallization. Meanwhile, the elongation of the alloy increased from 13.8 to 21.6%, and the superplasticity (142%) of the alloy has been achieved in the following high temperature tensile test, which is very beneficial for the further processing of the alloy into components. In particular, the alloy formed a distinctive texture distributed between < 2-1-11 > and < 2-1-14 > , which was greatly related to the Schmid factor of extrusion direction (ED) and transverse direction (TD). This texture changed the initiation ability of basal and prismatic slip in both directions and inhibited the initiation of partial tensile twinning in TD; thus, the anisotropy in both directions was weakened. As expected, the tensile yield strength difference decreased from 25.9 to 3.4 MPa, but it was used as the cost of tensile yield strength in ED.     

基底表面质量对ZK60镁合金镀镍层性能的影响

镁合金表面镀镍被广泛运用于镁合金工件防腐,而镀层的起泡和脱落严重影响工件的使用寿命。本实验以ZK60镁合金为研究对象,分析了不同工件基底表面质量对镀镍层性能的影响机制。研究表明:基底表面存在的划痕和点蚀坑会显著降低镀镍层质量,引起镀层的起泡和脱落。基底表面的划痕会被保留到镀镍层中,引发镀层变薄,应力集中等问题,增加镀层开裂的几率。点蚀坑中的杂质与镁基底有不同的电化学特性,会导致镀层减薄和结合不牢。因此,提高镁合金工件基底表面光洁度、清除基底表面点蚀坑是提高镁合金镀镍层性能的必要措施。