AZ91D镁合金的触变成形及其磨损性能的研究

研究了加热时间和模具预热温度对AZ91D镁合金触变成形性、组织和磨损性能的影响。结果表明，适合AZ91D镁合金触变成形的最佳加热时间为90min(在585℃)，模具预热温度为350℃；在此工艺条件下，初生相颗粒较圆整、粒度较小，组织最致密，相应地，其耐磨性也最好；与金属型铸造相比，触变成形显著地减少了缩松，因而，也明显地提高了耐磨性。     

半固态触变成形AZ91D镁合金卫星角框件

通过对等径道角挤压处理后的AZ91D镁合金坯的触变成形试验，并借助于金相显微镜、Instron材料拉伸试验机等分析手段，对AZ91D镁合金卫星角框件的半固态触变成形工艺进行了研究。研究结果表明：当坯料加热温度为560℃，保温时间为20min，模具预热温度为400℃，保压时间为40s时，强度可达到292MPa，伸长率达到4．8％；触变成形对材料微观组织的影响主要表现为较明显的固液相分离现象，而对制件晶粒形状的影响比较小，在成形过程中，坯料的流动方式是以液相包裹球状固相颗粒的方式进行的；通过固溶处理和自然时效可以提高触变成形后的卫星角框件的强度；当固溶时间为6h，强度提高幅度在10％以上。     

成形工艺参数对触变成形AZ91D镁合金滑动磨损性能的影响

研究了模具温度、锭料加热温度和加热时间对触变成形AZ91D镁合金滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着模具温度的升高,合金的磨损率逐渐升高;随着锭料加热温度的升高,合金的磨损率先降低后升高;随着锭料加热时间的增加,合金的磨损率逐渐升高。不同的触变成形工艺参数对AZ91D镁合金的摩擦系数影响不大。     

时效处理对触变成形AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究了固溶时效处理(T6)对触变成AZ91D合金组织演变的影响及组织与性能之间的关系。结果表明，触变成形AZ91D合金具有明显的时效硬化特征，分布在基体品界处的β相的数量、大小和形态与合金的力学性能有密切的关系。T6处理能明显提高合金抗托强度、屈服强度与硬度．T6处理后的合金的σb=212MPa，σ0.2=122MPa，硬度为83HV；并且热处理后的断口呈现明显的解理断裂特征。     

AZ91D镁合金触变成形二次加热技术与工艺优化

结合镁合金半固态加工的特点,确定了AZ91D镁合金触变成形二次加热的方法,研制了AZ91D镁合金实用的二次加热设备,制定了合理的二次加热工艺参数,并且通过二次加热试验验证了设备和工艺参数的可行性.     

成形参数对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响

研究了不同成形工艺参数,如坯料加热温度、加热时间和模具预热温度(模具温度)对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响。结果表明:成形性、缺陷形成与加工参数紧密相关。合适的成形参数为:坯料加热温度在575～595℃,加热时间超过75min,模具预热温度超过275℃;主要有冷隔、液相偏析、缩松、裂纹和氧化夹杂5种缺陷。其中,裂纹和氧化夹杂是主要的缺陷。     

成形参数对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响

研究了不同成形工艺参数，如坯料加热温度、加热时间和模具预热温度（模具温度）对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响。结果表明：成形性、缺陷形成与加工参数紧密相关。合适的成形参数为：坯料加热温度在575～595℃，加热时间超过75min，模具预热温度超过275℃；主要有冷隔、液相偏析、缩松、裂纹和氧化夹杂5种缺陷。其中，裂纹和氧化夹杂是主要的缺陷。     

AZ91D镁合金半固态触变成形的数值模拟

采用商业有限元软件DEFORM3DTM对半固态镁合金AZ91D的触变成形过程进行了数值模拟,并利用自制的模具,在加热到570℃保温不同时间的情况下,对AZ91D镁合金半固态坯料进行触变成形试验。通过模拟分析的结果与试验的实际结果进行对比,得出了最佳触变成形工艺参数,同时,在一定程度上验证了数值模拟分析结果的可靠性。     

温度和时间对触变成型AZ91D镁合金摩擦磨损行为的影响

以AZ91D镁合金为对象,研究了触变成型坯料保温温度、加热时间和模具预热温度对摩擦磨损性能的影响,通过磨痕面、磨屑的SEM和EDS分析,优化了成型工艺参数并探讨了磨损机理。结果表明:触变成型工艺能显著提高合金的耐磨性,相对理想的成型工艺参数为保温温度585℃、加热时间60 min、预热温度300℃。较低载荷下,AZ91D镁合金主要发生氧化磨损,摩擦表面易形成MgO、Al_2O_3氧化薄膜,其在连续接触的切应力往复作用下极易脱落而生成新的氧化膜,磨屑呈细小颗粒。随着试验载荷的增加,磨痕面可观察到唇边撕裂和不同程度的塑性变形迹象,合金发生轻微剥层磨损、轻微粘着磨损到严重粘着磨损的转换,磨屑由片状剥层向棉絮团状转变,堆积在磨道两侧且粘着力明显增加。     

pH值对触变成形和金属型铸造AZ91D镁合金试样应力腐蚀行为的影响

采用静载荷实验和扫描电镜,研究了pH值对触变成形和金属型AZ91D镁合金应力腐蚀行为的影响。通过对试验现象、试样断裂时间及断口形貌的对比分析,结果表明:触变成形AZ91D镁合金的抗应力腐蚀敏感性明显高于金属型AZ91D镁合金的。主要是由于触变成形工艺的优良性,使得镁合金的组织在二次加热等温处理的过程中具有了球状的组织结构,而并非像金属型那样的树枝晶状的组织。同时这种成形工艺也降低了铸件的缩松、气孔和氧化夹杂等缺陷。     

微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响

研究了添加微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程加入AlV55中间合金引入钒元素,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射等分析研究了加钒前后合金组织的变化以及钒在合金中的存在形式。结果表明:钒的引入使β-Mg17Al12相由不连续网状逐渐离散化,钒在AZ91D合金中主要以新相Al3V形式溶解或分散于β-Mg17Al12相和α-Mg基体中。高熔点的新相Al3V在AZ91D镁合金凝固过程中先于其他相生成聚集在固液界面前沿,抑制晶粒的长大;同时由于α-Mg相细化而使晶界面积增加,相应的单位面积晶界处发生共晶反应的熔液体积减少,生成的β-Mg17Al12相变得细小。同时由于晶粒尺寸减小以及晶界处Al3V相的强化作用,AZ91D合金的硬度随着添加钒含量的增加呈增大趋势。     

添加稀土元素Ce对AZ91D镁合金组织的影响

用金相显微镜、能量色散谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）研究了稀土元素Ce对AZ91D镁合金铸态组织的影响。结果表明，Ce对AZ91D镁合金具有明显的变质效果，加入0．4％Ce后，α-Mg树枝晶变化不明显，晶界上的β-Mg17Al12相呈断续网状分布；加入0．8％Ce后，合金晶界上的离异共晶β相基本上断裂成骨骼状，转变为颗粒状且分布比较均匀；加入1．2％稀土Ce后，枝晶变细，共晶β相完全变为颗粒相，弥散分布于晶界处。微结构分析发现，组织中出现了分布于晶界处的杆状Al10Ce2Mn7化合物。     

AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊对AZ91D镁合金进行焊接试验,研究了搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明,当转速为1 000～1 400 r/min、焊速为50～150 mm/min时,均可得到表面成形良好、内部无孔洞和隧道的焊缝;焊接区与母材组织差异极大,焊接区形成细小、均匀的再结晶组织,具有锻造组织特征;热影响区为部分再结晶组织,再结晶晶粒沿原铸造晶粒的晶界生长;对接头进行拉伸试验,断裂发生在母材处,表明接头的抗拉强度高于母材.     

缓慢凝固速度对AZ91D镁合金组织的影响

为了探讨AZ91D镁合金在较慢凝固冷却速度下的组织,对其进行了缓慢凝固处理.利用金属凝固原理分析了AZ91D镁合金的凝固过程和在较慢凝固速度下枝晶偏析减轻的原因.结果表明,随凝固冷却速度的降低,析出相β-Mg12Al12由连续网状分布逐渐变成沿晶界断续的条块状分布,凝固过程中的偏析现象逐渐减轻.当冷却速度最低达到0.0030K/s时,组织中β相的体积分数仅为2%,但晶粒明显长大.     

复合合金化对AZ91镁合金铸态组织的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了0.5?、0.2?、0.2%Sr(质量分数,下同)复合合金化对AZ91合金铸态组织影响。结果表明,0.5?、0.2?、0.2%Sr复合加入可以显著细化合金的铸态组织,0.5?、0.2?、0.2%Sr同时加入,其细化效果优于0.5?和0.2?或0.5?和0.2%Sr的复合加入,并且在组织中出现针状或杆状的Al4Ce新相。     

Ce、Ca、Sr合金化对AZ91合金铸态组织的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了0.2?、0.2?、0.2%Sr复合合金化对AZ91合金铸态组织的影响。结果表明,0.2?、0.2?、0.2%Sr复合加入可以显著细化合金的铸态组织,Ce、Ca、Sr同时加入,其细化效果优于Ce和Ca或Ce和Sr的复合加入,并且在组织中出现针状或杆状的A14Ce新相。