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.     

AZ91D薄板搅拌摩擦焊

实现了厚度为2.2 mm铸造镁合金AZ91D薄板的搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊,分析了搅拌摩擦焊工艺参数对焊接接头成形的影响和接头组织变化,考察了搅拌摩擦焊接头的力学性能.在搅拌头旋转速度为1 380 r/min时得到了比较理想的焊接接头,而1 960 r/min的转速过大.接头不同区域所受的机械力和热量不同,显微组织明显不同.搅拌区晶粒细小,显微硬度和强度都有所提高.搅拌摩擦焊接头力学性能与热输入有关;与氩弧焊接头相比,搅拌摩擦焊接接头的性能更好.     

加工参数对搅拌摩擦加工AZ31镁合金组织和力学性能的影响

研究了4mm厚AZ31镁合金板材搅拌摩擦加工工艺.在加工速度为100mm/min,转速为500～1500r/min条件下获得了表面平整、无宏观缺陷的加工面.搅拌区的晶粒尺寸相对于母材得到了明显的细化,并且随着转速的增加,搅拌区的晶粒逐渐增大,显微硬度逐渐降低,符合霍尔-佩齐公式.在应变速率为5×10-3s-1的条件下了进行室温拉伸,结果发现,加工后搅拌区细晶组织的抗拉强度相对于母材有所降低,但伸长率得到提高.     

焊后热处理对AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头组织的影响

对厚度6 mm的AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头热处理前后的焊缝微观组织和静态再结晶动力学进行研究。结果表明:热处理后,AZ91D接头焊核区组织发生了静态再结晶,等轴晶组织明显细化,β-Mg_(17)Al_(12)相在焊核区的分布由原来的团簇状变为细小弥散的短棒或点状,且含量减少。AZ91D接头焊核区再结晶激活能为42.6 k J/mol,在300、350、400和450℃退火条件下,接头焊核区发生完全再结晶的时间分别为75、37.5、25和15 min。     

稀土元素Gd对AZ91镁合金摩擦磨损及腐蚀性能的影响

研究了Gd含量对AZ91镁合金摩擦磨损及腐蚀性能的影响。结果表明,稀土元素Gd的添加能显著提高AZ91镁合金的摩擦磨损及腐蚀性能。当Gd含量为0.8%时,组织和成分较均匀,合金的抗摩擦磨损及腐蚀性能最好。添加过量的Gd元素将使合金摩擦磨损和腐蚀性能下降。     

搅拌摩擦加工AZ31镁合金的超塑性

对搅拌摩擦加工AZ31镁合金的微观组织和拉伸力学行为进行了研究。结果表明,通过搅拌摩擦加工,热轧AZ31板材的平均晶粒尺寸由92.0μm细化到11.4μm。搅拌摩擦加工板材在高温下具有优异的塑性,伸长率在温度为723K和应变速率为5×10-4s-1的条件下达到1050%。该材料还具有高应变速率超塑性,在723K和1×10-2s-1的条件下伸长率达到268%。在相同实验条件下,母材由于晶粒尺寸粗大,没有显示出超塑性。     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在该试验条件下,当电磁搅拌频率小于50Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整,分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利于获得较理想的半固态组织.     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在本试验条件下,当电磁搅拌频率小于50 Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整、分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利获得较理想的半固态组织.     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦加工微观组织的影响

对AZ31镁合金板进行了搅拌摩擦加工,研究了其工艺参数(不同轴肩尺寸和旋转速度)对搅拌区和热机影响区组织的影响.结果表明,轴肩尺寸和旋转速度对加工组织影响较大,采用合适的轴肩尺寸和旋转速度可以有效地细化加工组织,获得较好的力学性能.     

搅拌摩擦加工AZ31细晶镁合金超塑性行为研究

借助搅拌摩擦加工工艺制备了AZ31细晶镁合金,研究对比了原始母材和各种晶粒尺寸细晶镁合金的超塑性行为。结果表明：AZ31板材平均晶粒尺寸由7.67μm细化到0.94μm~3.21μm。在450℃,应变速率5×10-4/s-1时原始母材最大延伸率为630%,搅拌摩擦加工后的材料最大延伸率为405%,说明晶粒尺寸与超塑性性能没有线性关系。超塑性变形机制主要是晶界滑移,孪生对变形也有一定影响。断裂机制是晶间微小空洞的形成、长大和连接。     

电磁搅拌对镁合金AZ91D半固态组织的影响

研究了电磁搅拌强度和搅拌时间对镁合金AZ91D丰固态组织的影响.结果表明:提高搅拌强度和延长搅拌时间均有利于非枝晶组织的形成.电磁搅拌使初生α-Mg由枝晶状变为球状,是由于搅动引起熔体内热量和物质的快速混合,使熔体内各处的温度和成分均匀,不仅使已生成的树枝晶沿根部熔断分离,而且消除了枝晶生长的条件,无论是熔断的枝晶碎块还是新生成的晶核均生长成球状或近球状.     

热处理工艺对AZ91镁合金组织与性能的影响

通过对AZ91镁合金进行不同工艺的固溶处理和时效处理,研究了热处理工艺对AZ91镁合金显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,固溶和时效处理可以明显提高AZ91镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。分级固溶处理可使AZ91镁合金的抗拉强度提高27 MPa,-20℃冲击吸收功增加10 J,腐蚀电位正移196 mV。     

Sn对AZ91镁合金显微组织与力学性能的影响

研究了Sn对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金中加入Sn形成的颗粒相MgzSn使合金组织晶粒变细,使晶间组织β相由连续网状变得不连续,并且提高了合金的力学性能。当Sn含量为1％时,合金的力学性能最佳,抗拉强度为187MPa,硬度为76HV,与未加Sn的aZ91相比,分别提高了30％和31％。     

Sr与电磁搅拌对AZ91D合金显微组织的影响

研究了AZ91D合金采用Sr对熔体处理和电磁搅拌后晶粒形貌和晶粒大小的变化.结果表明, Sr的加入使镁合金晶粒由500 μm减小到372 μm,但随含量的增加,细化效果并未进一步明显优化.同时,电磁搅拌后AZ91D晶粒变为更为均匀细小的类球状晶粒,晶粒大小可达到72 μm.从细化机制上分析,可知熔体处理与电磁搅拌的复合作用优于单纯的细化变质或电磁搅拌.     

AZ91HP镁合金疲劳裂纹扩展行为与断裂机理

试验分析了AZ91HP镁合金在压铸态(F)、固溶状态(T₄)和固溶-时效状态(T₆)的裂纹扩展行为,并探讨了压铸态镁合金疲劳断口组织特征与裂纹扩展机制。结果表明:压铸态AZ91HP-F疲劳裂纹扩展行为与ΔK值的大小有关,ΔK值越小,断口越平滑,ΔK值越大,断口越粗糙;裂纹扩展过程存在塑性诱发裂纹闭合效应,这一效应使得裂纹扩展的K_op值增加,ΔK_eff值减小,并使疲劳裂纹扩展速率与合金塑性有关,由于AZ91HP的塑性依T₆、F、T₄状态依次增加,导致裂纹扩展速率依次降低。     

AZ91镁合金挤压组织和性能研究

对AZ91镁合金铸锭进行（410±5）。C×10h的固溶处理后，在330。C以挤压比为25：1进行了挤压，研究了其组织和性能。结果表明，挤压AZ91镁合金具有较细的晶粒组织，第二相Mg17，A112被破碎，其分布变得弥散，个别呈流线分布；挤压AZ91镁合金比铸造AZ91镁合金的力学性能有较大提高，其屈服强度为210MPa，抗拉强度为355MPa，伸长率为18％。第二相Mg17，Al12对镁合金的性能具有重要影响。     

Sr对含铁镁合金组织与性能的影响

以含0.2%Fe的AZ91合金为基体,采用镁合金大气环境下的熔铸工艺,使用金相显微分析(OM)、X射线衍射分析(XRD)和电子万能材料试验机等分析测试方法,研究了Sr的加入量对含铁AZ91镁合金组织与性能的影响.结果表明:当Sr的质量分数为0.2%～0.5%时,Sr对所研究合金的晶粒有明显细化作用,并可以提高合金的强度和延展性,但是耐蚀性降低.当Sr添加量达到0.8%时,晶粒有粗化倾向,且形成A14Sr新相,合金的耐蚀性有所提高;试验条件下,Sr为0.5%时合金力学性能最佳.     

真空压铸对AZ91镁合金组织及性能的影响

为了提高压铸镁合金的质量,利用光学显微镜、扫描电镜、力学性能试验、失重法和电化学试验研究了真空压铸工艺条件对AZ91组织、力学性能及腐蚀性能的影响。结果表明,真空压铸可以明显降低铸件孔隙率,提高组织致密度和均匀性,晶粒细小,平均晶粒尺寸在30μm左右,第二相Mg17Al12相的形貌及分布呈片状和网状均匀分布于晶界处。与普通压铸相比,真空压铸AZ91其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高了10.19%、33.07%、40.63%和13.04%。真空压铸AZ91的腐蚀电流密度下降了15.92%,其在3.5%Na Cl溶液中18 h的腐蚀速率下降到普通压铸AZ91合金的33.76%。     

Ce含量对AZ91D镁合金组织及性能的影响

研究了不同Ce含量的AZ91D镁合金的晶粒尺寸、物相和力学性能。结果表明,Ce含量不同的AZ91D镁合金显微组织、物相和力学性能有较大差异;Ce含量在0.5%~1.5%范围内,随着Ce含量升高,晶粒尺寸逐渐细化;当Ce含量为1.5%时,晶粒尺寸最小,合金综合力学性能最高。