AZ80镁合金环形通道转角挤压组织与性能研究

用环形通道转角挤压工艺在300、350、380℃制备AZ80镁合金壳体构件,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射及拉伸试验研究变形温度对构件显微组织、织构、力学性能的影响,对变形工艺进行初步探索.结果表明:经过环形通道转角连续两次剪切变形,AZ80合金晶粒细化;当变形温度高于300℃,材料基本实现完全动态再结晶;当变形前均匀化坯料的预热温度低于350℃时,连续β-Mg17Al12相静态析出,一定程度阻碍变形中动态再结晶进行.同时,大量颗粒状β-Mg17Al12相动态析出,部分对晶粒长大产生钉扎效应;最终,在350℃变形时挤压件壁部的晶粒尺寸被细化至约25.1μm.织构分析表明,通道剪切变形的引入促进了晶粒激活滑移面向剪切面分布,利于镁合金典型基面织构弱化.环形通道挤压变形后材料性能大幅提升.在低温变形时,挤压件性能受高密度连续析出相影响,加工硬化能力强但断裂韧性极差.随变形温度升高,挤压件性能与晶粒细化幅度正相关,在350℃时强度和塑性较好平衡.断裂和强韧化分析表明,综合性能显著提升主要得益于晶粒细化和织构弱化的协同作用.     

杯形件径向-反向复合挤压成形的应变分析

在圆柱体坐标系下,根据质点的流动规律将变形体划分成7个特征区,建立每个特征区的动可容速度场,进而获得各变形区的等效应变速率与平均等效应变速率;计算各变形区的变形时间,将变形区的平均等效应变速率与变形时间相乘,获得各变形区的平均等效应变。将各变形区的平均等效应变值与有限元模拟结果相比较,验证了各变形区平均等效应变计算公式的准确性。开展纯铝件的挤压成形实验,对挤压件各个变形区的硬度进行测试,由于细晶强化与加工硬化效果显著,大变形区硬度值明显大于小变形区。     

预挤压对AZ80模锻件的组织和力学性能的影响

通过对AZ80变形镁合金的模锻坯料进行挤压比为4的预挤压处理,研究挤压预变形对AZ80模锻件的组织和力学性能的影响。结果表明,预挤压处理的模锻样品时效时,以晶界颗粒状连续析出β相为主,而铸锭直接模锻的β相时效析出,则以晶内大量层片状不连续析出为主。经过挤压预变形的AZ80模锻件相比铸锭直接模锻件,其模锻态和T5态的抗拉强度、伸长率得到明显提高,屈服强度变化不明显,脆性断裂明显减少,出现大量韧窝。     

混合稀土对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、透射电子显微镜等仪器设备研究低含量混合稀土对AZ80镁合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着混合稀土含量的增加晶粒不断细化,生成的板条相Al11RE3(RE代表Ce和La)也逐渐增加,在热变形过程中阻碍位错和晶界的运动,强化合金的力学性能,其中稀土的质量分数为0.15%的合金具有最佳的力学性能;该合金挤压态下的抗拉强度为320 MPa,屈服强度为221 MPa,伸长率为16%;在175℃时效16 h的条件下,材料达到峰时效,合金性能得到进一步的提高,抗拉强度为354 MPa,屈服强度为246MPa和伸长率为9.4%。     

挤压AZ31镁合金冷锻变形的组织演化

对挤压态AZ31镁合金进行不同方向的室温冷锻变形,变形量分别为3%、6%、9%、15%和18%。研究变形量对冷锻变形组织中孪晶的形态与分布的影响规律。结果表明:在冷锻变形初期,平行挤压方向的试样,大部分晶粒内部出现大量的{101ˉ2}孪晶;垂直挤压方向的试样,内部少量粗大晶粒内出现{101ˉ2}拉伸孪晶;随着变形量的增加,平行挤压方向试样内部{101ˉ2}孪晶减少,狭长的压缩孪晶增加,垂直挤压方向试样内部压缩孪晶增加。此外,当变形量增加至18%时,两种类型试样的锻造裂纹均主要起源于长条晶界和压缩孪晶界处。     

焊接电流对AZ91D镁合金焊接接头组织和性能的影响

采用TIG焊对AZ91D镁合金进行对接焊试验。通过光学显微镜(OM)、拉伸机(TM)和显微硬度测试仪研究焊接电流对试样焊缝显微组织和性能的影响。结果表明:当焊接速度为0.003 5 m/s、焊接电压为15 V,随着焊接电流的增大,焊后试样抗拉强度和伸长率增加;当焊接电流为95 A,焊后试样的抗拉强度达到最大值,为236 MPa,焊后试样强度为母材的93.1%,伸长率最大值为13.5%,提高了95.7%。     

稀土微合金化AZ80镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.01~10 s-1、温度为300~450℃的条件下,采用热机械模拟实验研究稀土微合金化AZ80镁合金的热压缩变形行为。结果表明,温度和应变速率对流变应力的影响显著,随着试验温度的升高和应变速率的降低,流变应力减小。微合金化后镁合金的热压缩变形仍受热激活控制,可采用Z参数描述合金在高温压缩变形时的流变应力-应变行为。     

热扭转变形对AZ80+0.4％Ce镁合金时效行为的影响

使用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ80+0.4%Ce镁合金进行高温扭转试验,随后进行时效处理。扭转变形时变形量和应变速率与扭转试样半径呈正比关系,以此研究应变速率及应变量对后期时效效果的影响规律。结果表明:合金经扭转变形后晶粒得以细化,试样横截面形成梯度组织,边缘处的平均晶粒尺寸小于心部;AZ80+0.4%Ce镁合金时效初期,析出相较少,边缘与心部的差别不大;随时效时间的增加,边缘的第二相面积分数明显高于心部;峰值时效时,边缘第二相面积分数仍高于心部;在时效过程中边缘处的硬度值始终高于心部,说明高应变量及应变速率对细晶和时效强化起到促进作用。     

高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究

以Mg-Al-Zn系中价格较低廉但强度较高的AZ80合金为研究对象,选用3种不同热加工状态的AZ80合金作为靶板材料,进行高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究。结果表明,AZ80合金靶材上的弹坑深度大小依次为铸态、均匀化、变形+热处理态。AZ80合金靶材上弹坑根部均产生了塑性形变带,形变带宽度由大到小顺序为热压缩+T6态、均匀化、铸态。硬度测量表明,形变带部位硬度升高。AZ80合金靶材的抗弹性能强弱顺序是:变形+热处理态、均匀化、铸态。     

钇对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究在通氩气下Y精炼剂对AZ91D镁合金组织和性能的影响。试验结果表明,AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。经复合净化处理后的AZ91D镁合金力学性能明显改善,平均抗拉强度由101.88MPa提高到141.91MPa,但延伸率提高不明显。     

热挤压AZ91D镁合金线材的组织与性能研究

对铸态AZ91D合金进行400~460℃不同温度下的正挤压,制备出直径为3~4 mm的线材。利用光学显微镜分析线材的组织,测试其拉伸力学性能和热膨胀系数。结果表明,在不同挤压温度下均可制备出AZ91D镁合金线材,挤压温度越低,线材晶粒越细小。线材具有优异的力学性能,经400℃热挤压成形的线材抗拉强度和伸长率高达285.6 MPa和5.3%,明显高于同牌号铸态合金的性能。线材的平均线膨胀系数为(21.3~27.4)×10-6K-1。较低挤压温度下制备的线材具有较高的力学性能与较小的线膨胀系数。     

半连铸工艺对AZ31镁合金铸锭组织的影响

用传统的半连续铸造工艺制备90 mm AZ31镁合金圆柱铸锭,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察并分析不同二次冷却水量和抽坯速度对显微组织的影响规律。结果表明:铸锭内存在大量一次及较发达的二次枝晶;随着冷却水量的增加,冷却速度增大,铸锭组织逐渐变得细小均匀;当冷却水量为58 L/min时达到极值,此后组织不再明显变化。拉坯速度的变化对组织影响不大。且受二次冷却水单向导热的影响,试样的纵截面存在粗大的蔷薇状枝晶和尺寸较长的柱状晶。由于结晶器的相对高度较大,铸锭由内到外的组织有增大趋势。     

AZ91D镁合金流变铸轧板材微观组织分析

采用自行研制的镁合金半固态流变铸轧机,利用斜槽法制浆技术进行AZ91D镁合金半固态板材加工实验;采用扫描电镜(SEM)、"Image-Pro Plus"图像分析软件、能谱分析仪(EDS)、对板材试样进行微观组织分析。结果表明,半固态AZ91D镁合金板材的微观组织由近似球形的等轴初生α-Mg晶粒及晶粒周围黑色部分的条状物β-Mg17Al12共晶组织所组成。     

钇和铈对AZ91D镁合金的组织及力学性能的影响

采用真空熔炼金属型铸造方法,在AZ91D镁合金中添加适量的稀土元素钇和铈,研究钇和铈对AZ91D组织和力学性能的影响规律。结果表明,在AZ91D中添加适量钇和铈可以使合金的组织细化,Mg17Al12第二相分布均匀弥散,提高AZ91D镁合金的力学性能。