小应变终轧时终轧温度对AZ31镁合金板材组织与性能的影响

研究了小应变(5%)终轧条件下终轧温度(350、450、550℃)对AZ31镁合金板材微观组织、晶粒取向、力学性能及成形性能的影响。结果表明:小应变轧制条件下,随着终轧温度的升高,板材的晶粒尺寸显著增加、基面晶粒取向略有减弱,导致板材室温埃里克森值从3.7 mm提高到4.6 mm(增幅为24%)。因此,对晶粒尺寸而言,基面晶粒取向对镁合金板材室温成形性能的影响更为显著。     

高温终轧工艺对初始织构不同的AZ31镁合金板材组织的影响

以初始织构不同的AZ31镁合金板材为研究对象进行了高温终轧和最终退火,结合转靶X射线衍射仪和电子背散射衍射分析手段分析了不同板材基面织构的变化情况以及滑移和孪生对形变织构的影响规律。结果表明,高温终轧后,两种板材的宏观织构存在着单峰和倾斜的双峰基面织构区别;最终退火后,两种板材的织构强度都得到弱化,但弱化程度存在差异,并且再结晶织构在一定程度上遗传了形变织构的特征。对于初始织构强度较高的板材,高温终轧时锥面滑移活性增强,柱面滑移受到抑制,从而表现出带状变形集中区域,以此来弥补由于位错滑移受限引起的变形能力不足,此时形变织构的变化主要受到滑移和孪生的共同作用的影响。对于初始织构强度较弱的板材,高温终轧时非基面滑移活性得到增强,滑移和孪生相互竞争,孪生活动受到了明显抑制,此时形变织构的变化主要受到滑移的影响。     

AZ31-xNd镁合金的微观组织与力学性能

研究了Nd 对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Nd的加入使AZ31合金组织中出现了颗粒状和针状的Al2Nd和Mg12Nd化合物,且高熔点的Al2Nd在合金凝固过程中首先析出;随着温度的降低,完全离异共晶化合物 Mg12Nd相析出;Nd含量为0.6%时合金的平均晶粒尺寸由68 μm降至29 μm,合金的铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率最高,分别为245 MPa、171 MPa和9%.     

AZ31镁合金挤压板材的显微组织与力学性能研究

为了获得高性能镁合金板材,采用正向热挤压将铸态AZ31镁合金坯料挤压成2 mm厚的板材,研究了其显微组织演变及力学性能等。结果表明:铸态AZ31镁合金坯料挤压成板材后可以获得均匀细小的再结晶晶粒组织,其力学性能(屈服强度、抗拉强度、伸长率)大幅度提升。铸态AZ31镁合金坯料在400、450℃挤压成板材后,平均晶粒尺寸可由390μm分别细化至3.9、5.6μm。挤压后的AZ31镁合金板材展现出典型的(0001)基面织构,大部分晶粒的c轴垂直于板材表面。铸态AZ31镁合金的力学性能较差,而AZ31镁合金挤压板材在三个拉伸方向上均展现出优越的力学性能。随挤压温度的升高,AZ31镁合金挤压板材晶粒长大且显微组织不均匀,综合力学性能也有所下降。     

小应变条件下终轧速度对AZ31镁合金板材组织与性能的影响

研究了小应变条件下(5%),终轧速度(0.1、0.2、0.4 m/s)对AZ31镁合金板材微观组织、晶粒取向、力学性能及成形性能的影响。结果表明:小应变轧制条件下,随着终轧速度的增加,板材的晶粒尺寸显著增加,基面晶粒取向略有减弱,板材室温埃里克森(IE)值从4.1 mm提高到4.6 mm。对高温小应变轧制板材中依然存在一些孪晶的原因以及室温成形性能略有提升的原因进行了讨论。     

AZ31B镁合金铸轧板材组织及力学性能研究

运用光学显微镜、扫描电镜及万能拉伸试验机等检测分析手段对AZ31B镁合金铸轧板材组织和力学性能进行了研究。结果表明,该合金由等轴枝晶和变形枝晶组成,共晶体组织主要由β-Mg17Al12和少量β-Mg17(AlZn)12相组成,晶内弥散分布着细小圆状Al8Mn5析出相。AZ31B镁合金铸轧板材在轧向(RD)和横向(TD)的抗拉强度分别达到250MPa和200 MPa,伸长率分别为5.5%和6.0%,断裂类型分别为脆性解理断裂和准解理断裂。     

热扭转下AZ31镁合金微观组织和力学性能研究

为了研究热扭转变形温度对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响,利用TTM103型微机控制电子扭转试验机对挤压态AZ31镁合金棒材进行了25～300℃的热扭转试验。结果表明：在同一变形区域内,随着变形温度的升高,孪晶密度先升高后降低;在变形温度达到250℃时,有动态再结晶产生,之后随变形温度的持续升高,动态再结晶体积分数逐渐增大,抗扭强度逐渐降低,塑性逐渐提高,硬度先增大后减小;在同一变形温度下,扭转边缘区域至中心区域的孪晶密度和动态再结晶体积分数逐渐降低,平均晶粒尺寸逐渐增大,而硬度逐渐减小;热扭转变形在200～300℃下的断裂方式以韧-脆性断裂方式为主,其它温度下以脆性断裂为主。     

AZ31B镁合金铸轧板材组织及力学性能研究

运用光学显微镜、扫描电镜及万能拉伸试验机等检测分析手段对AZ31B镁合金铸轧板材组织和力学性能进行了研究。结果表明,该合金由等轴枝晶和变形枝晶组成,共晶体组织主要由β-Mg17Al12和少量β-Mg17(AlZn)12相组成,晶内弥散分布着细小圆状Al8Mn5析出相。AZ31B镁合金铸轧板材在轧向(RD)和横向(TD)的抗拉强度分别达到250MPa和200 MPa,伸长率分别为5.5%和6.0%,断裂类型分别为脆性解理断裂和准解理断裂。     

轧后深冷处理工艺对AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响

为了改善传统热轧AZ31镁合金板材的微观组织,提升其综合力学性能,将AZ31镁合金板材经360℃热轧后,采用不同时间液氮浸泡进行深冷处理,研究不同深冷时间处理对热轧AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:经深冷处理后,热轧AZ31镁合金中析出第二相,同时合金内部晶粒尺寸得到细化,导致孪晶产生.AZ31镁合金热...     

高低温处理条件下AZ31镁合金的力学性能与微观组织

针对月球环境温度变化情形,研究了长时间低温浸泡(-196℃)和多次高低温交变循环处理(-196～200℃)对挤压态AZ31镁合金在20℃下的力学性能、显微组织以及断口形貌的影响.研究表明:AZ31镁合金经过长时间液氮浸泡和高低温交变循环处理后,力学性能无明显变化;室温态合金的σb和δ分别为288 MPa和18.3％,经过10 d低温浸泡后σb和δ分别为292 MPa和18.7％,经过10次高低温循环后合金的σb和δ分别为294 MPa和16.9％;低温和高低温交变处理对断口形貌和相组成没有明显影响,均为准解理断裂.     

AZ31镁合金轧制板材退火后的组织与力学性能

采用单向轧制和交叉轧制工艺分别进行了AZ31镁合金板材轧制实验,分析了轧制板材经退火处理后的组织与力学性能。结果表明:采用单向轧制工艺,当板材最终变形量相等时,经退火处理后的板材大压下量比小压下量得到的微观组织更为细小;交叉轧制得到轧制板材可以缓解镁合金轧制板材在室温下的各向异性,其微观组织较单向轧制均匀,具有更好的冲压成形性能;交叉轧制和单向轧制两种工艺得到的板材微观组织细化效果相似。     

Nd对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

研究了Nd对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Nd在AZ31合金中的吸收率达95%,Nd加入AZ31合金中形成了Al2Nd和Mg12Nd金属间化合物,Nd使合金的平均晶粒尺寸减小,力学性能提高.含Nd的AZ31合金铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率值分别为245 Mpa、171 Mpa和9%.     

AZ31镁合金复合形变的微观组织及力学性能

分析了压痕—压平复合形变工艺特点及作用,定义了相关工艺参数,研制了AZ31镁合金板材压痕—压平复合形变模具装置,并进行了实验研究。分析了坯料温度、压下率等工艺参数对镁合金板材微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:坯料温度为275℃时,压下率为29%,模具温度为150℃时,经过压痕—压平复合形变后,镁合金板材的微观组织和力学性能得到明显提高,其平均晶粒尺寸为7.84μm,屈服强度为212 MPa,抗拉强度为298 MPa,伸长率为17.2%,显微硬度为91.99 HV。复合形变后的镁合金性能与平棍轧制工艺相比,晶粒尺寸细化了23%,屈服强度提高了5%,抗拉强度提高了15%,伸长率提高了4%,显微硬度提高了12%。     

终轧温度对AZ31镁合金板材织构和成形性能的影响

采用普通热轧实验研究了400~550℃终轧温度对AZ31镁合金织构和成形性能的影响。结果表明:提高终轧温度可有效弱化基面织构,提升镁合金室温成形性能。终轧温度从400℃增加到550℃,基面织构强度降为3.1,它的埃里克森值从3.7增加到6.3。结果能为提高镁合金室温成形性能奠定理论基础。     

连续轧制AZ31镁合金板材退火组织织构和力学性能

通过光学显微镜、背散射电子衍射分析(EBSD)和室温拉伸试验研究了多道次连续轧制AZ31镁合金板材经200~400℃不同温度退火1 h后晶粒尺寸和微观织构的演化及其与力学性能的关系。结果表明:轧制板材经250℃×1 h退火后,静态再结晶几乎完成,晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸约5.5μm,综合力学性能良好,抗拉强度和断后伸长率分别达到261 MPa和26.7%;当退火温度不高于350℃时,退火态板材基面织构较轧态低且差别较小。随退火温度升高,晶粒缓慢长大,晶界取向角分布由10°和30°双峰连续分布转变为30°单峰连续分布。此时,抗拉强度主要与晶粒尺寸有关。当退火温度达到400℃时,再结晶晶粒发生异常长大,基面织构急剧增强,晶界取向角呈离散分布,导致抗拉强度增加,而伸长率显著降低。     

等通道角挤压AZ31镁合金的微观组织与力学性能

借助X射线衍射仪、光学显微镜等分析设备,研究了AZ31镁合金在等通道角挤压变形过程中微观组织与力学性能随加工道次的变化行为.结果表明,随挤压道次的增加,晶粒不断细化,力学性能发生显著变化,伸长率不断增大,抗拉强度逐渐降低.挤压8道次后,晶粒尺寸由最初的120μm减小到9μm.由于晶粒细化效应,导致α相主要变形机制由1道次的孪生变为随后道次的位错滑移.挤压后(0001)晶面的取向分布分散性,影响抗拉强度.伸长率的增大与晶粒细化和滑移面的激活有关.     

脉冲电流轧制对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

对比研究脉冲电流轧制工艺与温轧工艺对AZ31镁合金板材的力学性能、织构、微观组织与沉淀相等方面的影响。结果表明：脉冲电流具有促进冷轧AZ31镁合金低温再结晶能力的作用。脉冲电流轧制后的镁合金板材组织由细小的等轴再结晶粒与析出相构成,没有发现孪晶组织,并且完全再结晶,原始晶粒均被细小的再结晶晶粒取代,再结晶晶粒内的位错密度低。而温轧镁合金组织则由稍拉长变形孪晶、粗大的再结晶晶粒和析出相构成,再结晶的晶粒内位错密度高。两种轧制方式下的镁合金析出相均为Mg17Al12。脉冲电流轧制后镁合金的织构具有典型基面织构的特征,而脉冲电流轧制镁合金的织构则出现横向偏转;脉冲电流轧制后镁合金的屈服强度与伸长率均比温轧镁合金的大,但抗拉强度正好相反。     

AZ31镁合金波纹坯料轧制后的微观组织与力学性能

为了调控AZ31镁合金板材的织构以及微观组织,设计了单面与双面波纹型坯料板,并且通过多道次热轧将其轧制为成品平板,平均轧制变形量为50%。为了对比,还开展了30%、50%以及70%轧制变形量的平板轧制,平板轧制温度以及轧后退火工艺与波纹坯料轧制保持一致。采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了平板、单面波纹板以及双面波纹板轧制后的微观组织以及织构特征。结果表明：轧制后,波纹板的平均晶粒尺寸比对照平板的大,而波纹板的基面织构强度要弱于对照平板。波纹板轧制后不同部位的组织分布不均匀,织构以及晶粒尺寸呈梯度分布,且双面波纹板的梯度结构比单面波纹板更加明显。室温下单向拉伸以及杯突测试结果表明：波纹板(特别是双面波纹板)轧制后的拉伸性能以及杯突值都要优于对照平板。     

压缩对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响

对AZ31镁合金在室温下沿轧制板材不同方向进行多向压缩,研究了不同加载路径下AZ31镁合金的力学性能和微观组织演变。结果表明,沿不同方向3道次压缩时,样品表现出不同的力学行为,沿TD(横向)-RD(轧向)-ND(法向)路径压缩时,材料屈服强度随压缩道次增加而增大;沿ND-RD-TD路径压缩时,材料的屈服强度随压缩道次增加先减小后增大。每次压缩后,(0001)基面织构都转到压缩轴附近。TD样品的主要塑性变形机制为孪生,而ND样品的主要塑性变形机制为滑移。多向压缩产生的孪生可以分割细化晶粒,使镁合金强度提高。     

铸轧AZ31镁合金板温轧过程微观组织及裂纹研究

研究了铸轧AZ31镁合金在125、175、225℃及单道次压下量10%和15%温轧工艺条件下板带金相组织、XRD和裂纹变化规律。结果表明:低温轧制过程塑性变形主要是孪晶,变形带和剪切带,随变形量增加,粗大晶粒减小,条状孪晶增加;随温度升高,组织发生了部分再结晶,单道次变形量增加,晶格畸变加剧,再结晶晶粒增多;温轧后形成了典型基面织构(0002),且强度峰值随温度升高和压下量增加明显增强;尽管动态再结晶对裂纹愈合有明显积极作用,但过大压下量和过快温降导致变形不均匀性增加和裂纹无法完全消除。压下量10%,轧制温度200~250℃有利于铸轧AZ31镁合金后续温轧过程塑性改善和裂纹愈合。