镁合金搅拌摩擦焊接技术的研究进展

搅拌摩擦焊是一种节能、节材、清洁、高效的新型金属连接技术，特别适于轻金属的连接。铝合金搅拌摩擦焊技术已经在很多领域实现了工业应用，而镁合金搅拌摩擦焊的研究才刚刚开始。对搅拌摩擦焊的技术特点作了简要的介绍，并对镁合金搅拌摩擦焊接工艺以及材料的组织与性能方面的研究进行了综述，并对以后的研究方向作了展望。     

Fracture of Magnesium Alloy in Cold Forging

In order to clarify the forming limit of magnesium alloy in cold forging, the workability of magnesium alloy AZ31B (Mg-3%Al-1%Zn) is examined by upsetting and backward extrusion. In the upsettability test, shear type fracture occurs at a small equivalent strain of about 0.15 at temperatures lower than 170 °C. At a higher temperature, the flow stress curve has a peak at an average equivalent strain of 0.2-0.3, showing a clear tendency to work soften. In cold backward extrusion with a conical punch, the local strain can reach a very large value, 3.0 or greater, without fracture. To explain the experimental results, the mechanism of fracturing is discussed on the basis of strain localization, and a fracture criterion of magnesium alloy in cold forging is suggested. The newly proposed criterion provides much better results than the existing criteria.     

Friction Stir Processing of Magnesium Alloys:A Review

Magnesium(Mg) alloys have been extensively used in various fields, such as aerospace, automobile, electronics, and biomedical industries, due to their high specific strength and stiff ness, excellent vibration absorption, electromagnetic shielding eff ect, good machinability, and recyclability. Friction stir processing(FSP) is a severe plastic deformation technique, based on the principle of friction stir welding. In addition to introducing the basic principle and advantages of FSP, this paper reviews the studies of FSP in the modification of the cast structure, superplastic deformation behavior, preparation of finegrained Mg alloys and Mg-based surface composites, and additive manufacturing. FSP not only refines, homogenizes, and densifies the microstructure, but also eliminates the cast microstructure defects, breaks up the brittle and network-like phases, and prepares fine-grained, ultrafine-, and nano-grained Mg alloys. Indeed, FSP significantly improves the comprehensive mechanical properties of the alloys and achieves low-temperature and/or high strain rate superplasticity. Furthermore, FSP can produce particle-and fiber-reinforced Mg-based surface composites. As a promising additive manufacturing technique of light metals, FSP enables the additive manufacturing of Mg alloys. Finally, we prospect the future research direction and application with friction stir processed Mg alloys.     

镁合金热塑性成形技术的研究现状

零部件的轻量化是当今制造业的一个发展趋势,特别是"绿色制造"概念的提出,加速了轻量化的进程.镁合金热塑性成形技术是实现轻质材料和轻体结构两种减重途径相结合的先进制造技术.本文重点讨论了镁合金板材和管材热态液力成形技术的国内外研究现状,指出了开展此项研究的必要性和重要意义.     

Numerical Prediction of Intermetallic Compounds Thickness in Friction Stir Welding of Dissimilar Aluminum/Magnesium Alloys

An atomic diffusion model is developed to predict the thickness of intermetallic compounds (IMCs) at the interface of aluminum/magnesium alloys in dissimilar friction stir welding.Both the temperature and the strain rate associated with dislocation density at the checking point are used to determine the diffusion coefficients.The variations of the diffusion coefficients and the thickness of IMCs are quantitatively analyzed at selected characteristic time instants during welding process.It is found that the dislocation density can increase the diffusion coefficient and plays a dominant role in the IMCs formation during the plastic deformation stage.Especially in magnesium alloy and Al12Mg17,the diffusion coefficient is increased by two orders of magnitude or even nearly three orders of magnitude by considering the dislocation density.The temperature is the main influencing factor after the end of plastic deformation.The model is validated by comparing the predicted thickness of IMCs with the experimentally measured results.     

MB2镁合金锻造工艺研究

在开发某瞄镜时,为了避免由于质量大而引起的振动失效现象,经充分论证后最终选用了MB2镁合金锻造毛坯,为此进行了MB2镁合金锻造工艺研究.在研究过程中,运用正交试验方法,将炉膛保温时间、锻床夹板温度、锻打时间等3个主要因素设计成3个水平,共进行了9次试验,并在低倍显微镜下对锻造毛坯进行了流线检查.结果表明,保持锻造时的毛坯温度是保证锻造质量的关键,可通过减少锻打时间、提高锻锤夹板温度等措施来实现.经后续的系列优化试验,最终得到了MB2镁合金在普通锻造设备上的最佳工艺参数,对MB2镁合金的锻造生产具有一定的指导意义.     

锆在镁及镁合金中的作用

镁合金作为一种新型的工程材料具有许多独特的优点,锆作为微量元素加入到镁合金中,可以细化合金的微观组织,显著提高材料的力学性能,减少夹杂,改善镁合金的抗腐蚀性能等。论述了锆元素对镁合金各项性能的作用机理、锆元素细化镁合金晶粒的机制,提出合金制备过程中的加锆方式应是含锆镁合金今后研究的重点。     

镁及镁合金的高纯净化

对各种杂质在镁及不同系列的镁合金的行为及对镁合金性能的影响作了系统的分析。论文指出镁合金高纯净 化是镁合金扩大应用范围的关键之一,而镁及镁合金高纯净化是一项十分艰巨的任务。国内外已研究成功的镁合金高纯 净化工业技术同今天镁合金的发展需要还有差距,开发新的镁合金高纯净化技术是今后的重大任务。     

铸造镁合金的应用与研究进展

综述了镁合金的发展历史及应用前景,讨论了铸造镁合金的熔炼工艺及合金元素对镁合金性能的影响,镁合金具有较好的力学性能和铸造性能,使其在汽车零部件的生产上得到广泛的应用.并对镁合金的研究方向提出了一些看法.     

锶合金化在镁合金中的作用

锶加入镁合金中可以提高合金的铸造性能;少量的锶加入到镁合金中,能够细化镁合金的组织,提高镁合金的室温力学性能;锶对不同系列镁合金力学性能的影响不尽相同;锶合金化可以改善镁合金的高温力学性能以及蠕变性能.锶是提高镁合金耐蚀性的有效合金元素,含锶镁合金有望成为新型的轻质耐高温材料.     

压铸技术在镁合金中的应用和发展

镁合金在汽车工业、电子工业及民用各个领域具有广泛的应用前景。本文总结了镁合金半固态压铸、真空压铸等压铸新技术的发展;对压铸机选择、工艺参数设置、浇注系统设计等压铸关键技术进行了分析,并提出只有在熔炼技术与压铸技术结合方面进一步完善,才能进一步扩大镁合金压铸的应用领域。     

Ca合金化在镁合金中的作用

钙加入镁合金中可以提高合金的燃点;少量的钙加入镁合金中,可以显著提高镁合金在高温下的抗氧化性;钙对不同系列镁合金力学性能的影响不尽相同;钙合金化可以改善镁合金的高温性能及蠕变性能;钙是提高镁合金耐蚀性的有效合金元素,含钙镁合金有望成为新型的轻质耐高温材料。     

镁合金化学镀Ni-W-P合金的研究

为了在镁合金表面得到保护性镀层,研究了镁合金化学镀Ni-V-P的镀液组成和操作条件对镀速的影响,测定了镀层的厚度,显微硬度和结合力,利用X射线衍射(XRD)研究了镀层镀态的结构组织,镀层具有较高的硬度和优良的结合力,镀速由镀液组成的浓度控制.     

镁合金强韧化处理研究进展

从半固态成形细晶强化、变质处理细晶强化、快速凝固细晶强化及热处理强化等方面阐述了目前镁合金强韧化处理的研究现状和最新进展．分析了不同强韧化方法的工艺特点及强化机理．指出铁合金强韧化处理现阶段存在的问题和今后工作的方向．     

提高镁合金性能的新途径和研究进展

综述了国内外关于新型准晶相增强镁合金的研究与进展。分析了二十面体准晶特有的性能，其高硬度、耐热、耐蚀、耐磨等性能特别适合作为镁合金中的第二增强相。按照准晶颗粒引入镁基体中的方式可将其分为：准晶颗粒增强镁基复合材料和原位自生准晶相增强镁合金。介绍了镁合金系中存在的准晶相，以及采用各种制备工艺，制备原位自生准晶相增强镁合金材料的最新研究进展。     

镁合金晶粒细化及机理研究进展

总结含铝及不含铝镁合金的晶粒细化方法和理论模型。不含铝的镁合金主要利用含Zr中间合金细化,而对含铝镁合金的晶粒细化缺乏深入理解并易引起混淆。未来的研究应致力于细化机理,尤其要结合合金、杂质元素及形核颗粒理解细化机理。     

铸造镁合金的研究与发展现状

对国内外主要的铸造镁合金的基本特性、力学性能、应用领域及其研究现状和进展进行了综述分析,重点介绍了镁合金的合金化原理和主要合金元素的作用.     

基于钻铣床的搅拌摩擦焊设备设计

以ZX50CA钻铣床为研究对象,采用液压技术对其压下装置进行设计,设计出一台适用于镁合金薄板搅拌摩擦焊的设备,选用3 mm厚的AZ31镁合金板材进行对接焊接实验。结果表明:当搅拌头转速为1400 r/min、焊接速度为15 mm/min、压紧力为1500 N时,焊接接头表面成形良好。通过实验证明,该设备能够满足搅拌摩擦焊的工艺参数要求,适用于搅拌摩擦焊的实验研究,而且相对于大型专用搅拌摩擦焊设备,成本低,使用灵活、方便,为镁合金薄板搅拌摩擦焊设备的开发提供了很好的参考价值。     

镁合金消失模铸造成形技术的研究现状及进展

消失模铸造成形技术作为镁合金一项有发展前途的铸造新技术,其开发成功对于推动镁合金的广泛应用具有重要的意义.本文综述了近年来国内外针对镁合金消失模铸造成形技术在充型过程、组织和性能控制等方面的研究概况,并重点分析了工艺因素对充型过程的影响,指出了该技术目前还存在的问题,并对其今后的研究方向进行了展望.     

合金元素对镁合金耐热性能的优化作用及机理

论述了耐热镁合金的研究现状.介绍了锂、硅、钙、锡、铋、锑、银、钍、稀土以及其中的钕、锆元素对镁合金性能尤其是耐热性能的作用及影响机理,总结了提高镁合金高温性能的途径.最后指出发展耐热镁合金的主要方向.