AZ91D镁合金自孕育流变压铸组织及性能

采用自孕育制浆结合高压压铸制备了AZ91D镁合金流变压铸件,研究了浆料保温时间对其凝固组织及力学性能的影响,采用能谱分析了液态压铸和半固态压铸组织及成分差异的原因,利用光学显微镜和扫描电镜观察了压铸件不同部位的凝固组织。结果表明:自孕育流变压铸能够细化AZ91D镁合金液态压铸组织,获得近球状初生α-Mg晶粒,且自孕育流变压铸过程形成的二次α-Mg晶粒相比液态压铸过程形成的细小激冷晶,Al元素含量显著升高;浆料保温时间只影响流变压铸件初生α-Mg晶粒,不影响二次凝固组织;采用自孕育流变压铸能够显著提高压铸件力学性能,并在保温3 min时达到最佳综合力学性能。     

自孕育法流变压铸2024变形铝合金微观组织特征

采用自孕育铸造法制备2024变形铝合金半固态浆科,研究了2024变形铝合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析.结果表明,自孕育法可制备出组织均匀细小,具有球形或近球形初生相颗粒的半固态浆料.将自孕育法制备半固态浆料通过短时保温后,浆料中初生α(Al)内部无液相夹裹,平均晶粒尺寸为72.5 μm;在增压压力为160 MPa,压射充型速度在2～5 m/s,2024变形铝合金半固态浆料经625℃保温3min后能顺利进行流变压铸,2024铝合金经流变压铸后铸件的微观组织均匀,且铸件性能良好.     

AZ91D镁合金成形组织的研究

研究了AZ91D镁合金液态金属型、液态砂型、液态压铸成形、半固态流变压铸成形及其T6热处理后的组织特点。结果表明，半固态流变压铸成形组织中初生α相细小、圆整、分布较均匀，平均粒径为35-50μm，消除了其它成形组织中的树枝晶结构，同时生产验证该组织具有很好的薄壁件充填成形性能。     

导流器在AZ91D镁合金半固态组织形成中的作用

采用新型的自孕育法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究了导流器在半固态组织形成中的作用.结果表明,合金熔体加入孕育剂并经导流器浇注后,导流器吸收大量过热,使合金温度迅速降低至液相线附近;合金液在导流器表面流动时,导流器促进了熔体中非均质形核及游离晶粒的产生,使合金凝固时晶粒增殖.导流器表面凝固组织从上至下依次为树枝晶、细小树枝晶、等轴晶;倾斜角度影响合金流动方式及传热效果,角度过大和过小均不利于晶粒增殖,角度为45°时冷却效果和剪切作用最佳,此时合金有效形核数量最多,半固态浆料组织初生相细小且分布均匀.     

自孕育法制备AZ61镁合金的微观组织

采用AZ91D镁合金母液与纯Mg熔体混合的自孕育法制备AZ61镁合金半固态坯料,研究了液-液熔体混合和导流.器角度改变对AZ61镁合金组织的影响.试验结果表明:液-液混合熔体经导流器浇注到铸型中后,可以使AZ61镁合金组织明显细化.相比未混合制备的AZ61,熔体混合有利于能量起伏、结构起伏、浓度起伏,增加有效形核,使晶粒细化;经倾斜导流器激冷、冲刷进一步细化晶粒,同时熔体流经导流器产生的二次混合又促进了有效形核,使平均晶粒尺寸大幅减小(约50％).随导流器角度增加,组织有粗化的趋势,但影响不大.     

直流电流作用下AZ91D镁合金半固态等温处理过程中的组织演变

考察了直流电流密度、等温温度及等温时间对AZ91D镁合金半固态组织的影响,对电流影响组织演变的机理进行了探讨．实验结果表明：当等温温度和等温时间一定时,随着电流密度的增加,初生相变得圆整,初生相的尺寸有所减小．但电流密度过高时,初生相尺寸有所增加．直流电流可以加速半固态等温处理的组织演化过程,明显改善枝晶球化效果．直流电流增加扩散激活能,增大溶质原子的扩散系数,促进溶质原子的扩散,从而加速半固态等温过程的组织演化;直流电流作用下的电迁移效应、Joule热效应和Peltier效应都将促进枝晶的熔断和球化．     

等温热处理过程中铸态AZ91镁合金的微观组织演化

铸态AZ91镁合金加热至液固相温度区间内等温热处理后演变成半固态金属,对淬火组织形态分析的试验表明:在高固相体积分数条件下,网状分布的共晶组织首先熔化,二次枝晶臂消失或熔断脱落并重新沉淀在枝晶主干上,在Gibbs-Thomson效应下,发生Ostwald熟化,固相颗粒由枝晶逐渐演变成球形颗粒,并随着热处理时间的延长发生合并现象,而且热处理温度越高晶粒间合并现象越严重。同时在界面能降低的驱使下,晶粒内部包裹的液滴以两种方式形成:晶粒内富Al、Zn的质点经过熔化、扩散、合并、或者脱落的二次枝晶臂沉淀后搭桥生长形成。     

半固态AZ91D镁合金的压缩变形研究

利用Gleeble 1500热模拟机对半固态AZ91D镁合金的变形规律进行了研究．结果表明：当应变速率相同时,变形温度越高,半固态AZ91D镁合金试样的变形应力就越低;当应变速率和变形温度相同时,半固态球状晶试样的压缩变形应力明显低于枝晶试样的压缩变形应力;变形量对半固态压缩试样的应力一应变关系的影响很小．当应变速率为0．1,10s^-1和变形温度为48m-556℃时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为3—17．13MPa和6—31．6MPa．当变形温度为508℃和应变速率为0．01—20s^-1时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为4．78-9．09MPa和7．87-26．21MPa。     

AZ91D镁合金半固态成形技术研究进展

AZ91D镁合金是工业上应用最为广泛的镁合金之一,文中综述了目前国内外AZ91D镁合金半固态成形技术的研究和应用现状,包括半固态镁合金的微观组织、触变及流变行为、成形工艺及其成形件的性能。并展望了AZ91D镁合金半固态成形技术在我国的发展前景和发展要点。     

新SIMA法制备AZ91D镁合金半固态坯

借助于等径道角挤压试验、镦粗试验、半固态等温处理等试验方法,并利用金相显微镜、SEM等试验分析设备,对原始铸坯、镦粗和等径道角挤压3种加工状态的AZ91D镁合金在等温处理过程中的微观组织演变进行了研究.通过与原始铸坯直接等温处理和镦粗后等温处理生成的半固态坯的微观组织作比较,提出了新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法.新SIMA法制备的半固态坯料的微观组织均匀,晶粒球化程度好,晶粒细小,平均晶粒尺寸在20～50 μm之间.随着保温时间的延长,新SIMA法制备半固态坯料的微观组织有长大的现象,其可用Ostwald熟化理论描述.随着等温处理温度的升高,晶粒的尺寸先增加后减小,形状系数接近1.随着材料在ECAE中获得的等效应变的增加,半固态坯料的晶粒尺寸减小.     

流变铸轧AZ91D镁合金半固态组织演变特点

采用旋转管浇注法制得AZ91D镁合金半固态浆料,在水平双辊铸轧机上进行了流变铸轧试验研究,对铸轧前后组织的特点进行了分析比较.结果表明,铸轧可使初晶更加圆整,620 ℃浇注温度下,静置时间短,铸轧对初晶圆整化效果更加显著;铸轧后初晶尺寸略微减小,分布更加均匀;铸轧后薄板面上的初晶晶粒密度低于半固态浆料的晶粒密度,620 ℃浇注温度下,铸轧后晶粒密度显著下降.     

搅拌摩擦加工(FSP)AZ91D镁合金的组织分析

研究了AZ91D镁合金经搅拌摩擦加工后的组织。发现组织中搅拌摩擦区、热机械影响区和热影响区分区不明显。在搅拌摩擦区主要为再结晶形成的细小均匀的等轴晶结构,共晶组织α-Mg β相(Mg17Al12)完全均匀化,仅在晶界处有少量存在。     

AZ91HP镁合金流变压铸工艺与性能研究

采用自行开发的锥桶武半固态浆料制备装置,并结合实验室压铸机,研究了AZ91HP镁合金流变压铸成形的工艺与性能.结果表明:内锥桶转速越大,成形件内部晶粒越细小,转速为600 r/min时,初生α-Mg固溶体主要由近球形颗粒组成,颗粒尺寸细小圆整,平均尺寸为38～40μm;剪切温度较高时,成形件内部初生α-Mg晶粒较粗大,圆整度较好;剪切温度较低时,初生α-Mg品粒较细小,圆整度相对较差.不同工艺下流变压铸件抗拉强度及伸长率均高于普通液态压铸件,其中抗拉强度提高10%～15%,伸长率提高40%以上.     

AZ91D镁合金中的夹杂物

就镁合金铸件中夹杂物的形成过程以及它们对镁合金铸件质量的影响进行了分析。试验研究表明,在镁合金中,主要存在有氧化物夹杂、熔剂夹杂和外来夹杂等几种夹杂物,其中最主要的夹杂物是氧化物夹杂。通过适当工艺可以去除大部分夹杂物。     

形变AZ91D镁合金重熔过程中共晶激活能研究

采用DSC技术研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金坯料过程中形变率与共晶熔化激活能的关系.结果表明:形变AZ91D镁合金内部存在位错、孪晶缺陷,合金的共晶熔化激活能随变形率的增大而变小,当形变率达到40%时,共晶熔化激活能下降很少;共晶熔化开始温度随变形率的增大略有下降.     

AZ91D镁合金遗传性研究

选择3个厂家生产的镁合金锭作为原料,分别将它们重熔,分析不同厂家的镁合金重熔前后的组织,以及利用回炉料生产的镁合金的组织.结果表明,镁合金重熔和添加回炉料后的组织与性能,同对应的原料组织基本相同或非常相近,具有明显的遗传性.镁合金在熔化过程中,存在的近程有序的原子集团具有和原料组织结构相同或相近的特性,合金液中的团簇(遗传因子)理论能够恰当地解释镁合金的遗传性.     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究

在自来水和3.5%NaCl溶液中测试了铸造AZ91D镁合金与铝合金、锌合金、Q235碳钢和Cu偶合后的电偶腐蚀行为,研究了腐蚀环境、偶接材料和阴阳极面积比(CAAR)对铸造AZ91D镁合金电偶腐蚀行为的影响。在电偶腐蚀过程中测量溶液的pH值以及电偶腐蚀电流;用失重法计算了铸造AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,利用SEM观察了AZ91D镁合金的腐蚀形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明,AZ91D镁合金在电偶腐蚀过程中会使溶液的pH值升高,并伴有以Mg(OH)₂为主的腐蚀产物的生成;溶液中Cl^-的存在会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率;低氢过电位金属Q235碳钢和Cu对AZ91D镁合金的电偶腐蚀加速效果明显高于中氢过电位金属铝合金和锌合金,偶接材料的极化性能对AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率有较大影响。同时,大的阴阳极面积比会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,且AZ91D镁合金的电偶腐蚀电流随阴阳极面积比的增大而呈线性增长趋势。     

阻燃镁合金AZ91D的研究

研究了通过添加铍，可得到直接暴露在大气中熔炼的镁合金AZ91D。通过金相组织观察发现：当铍的含量达到0.015%时，合金的晶粒度最好，而且具有很好的阻燃性能；同时研究了采用不同的变质剂AZ91D合金进行变质处理。实验结果表明：变质处理的AZ91D合金，组织明显细化，尤其是时效处理后，其力学性能得以大幅度提高，拓宽了合金的使用范围。