温度对AZ31镁合金型材温热弯曲成形精度的影响

采用数值模拟和实验方法研究薄壁、多筋AZ31镁合金型材温热弯曲过程,分析成形温度对弯曲型材成形精度的影响。结果表明:当成形温度由100℃升高至200℃时,镁合金型材弯曲件回弹角的实验值和模拟值都减小,实验值由11.6°减小至10.7°;弯曲半径的实验值和模拟值都减小,实验值由94.66 mm减小至93.74 mm;弯曲件截面畸变程度增大,对截面尺寸的影响程度依次为外侧筋厚度、内侧筋厚度、外侧距、内侧距和中间筋厚度。     

AZ31镁合金挤压轧制过程微观织构演变

利用光学显微分析和电子背散射衍射(Electron Back Scatter Diffraction,简称EBSD)技术,研究了AZ31镁合金在挤压开坯、轧制及退火过程中微观组织和织构的演变规律。结果表明:挤压后板材呈现出特殊的纤维织构,基面平行于挤压方向,在随后的轧制过程中纤维织构逐渐向基面织构转化,且随变形量的增加,基面织构逐渐增强,最终形成了强烈的基面板织构。     

热轧过程中AZ31镁合金的组织及织构演变

对AZ31镁合金铸轧板进行单道次热轧实验,利用光学显微镜、X射线和透射电镜对热轧过程中微观组织和织构的演变规律进行研究。结果表明:AZ31镁合金铸轧板具有较强的基面织构,当热轧变形量较小时,孪生是主要的变形机制;当热轧变形量较大时,位错滑移成为主要的变形机制;10%热轧态中出现的透镜状的{1012}宽孪晶使基面织构明显减弱;20%热轧过程中则出现{1012}、{1011}-{1012}两种不同形貌的孪晶;当变形量大于20%时,位错滑移大量开动,基面织构也显著增强,并在随后的退火过程形成细小均匀的再结晶组织。     

AZ31镁合金压缩变形微观织构演变规律

采用电子背散射衍射(EBSD)原位跟踪实验方法研究了AZ31镁合金压缩变形微观织构演变规律。在温度为170℃条件下,研究了AZ31镁合金轧制板材经过3次连续真空压缩(变形量分别为11%、17%和23%)时,其相同观察区域的微观织构演变。研究结果表明,AZ31镁合金轧制板材的微观织构为典型的(0001)基面织构。当温度为170℃、变形量为11%时,晶粒取向发生显著改变,大部分晶粒都发生了完全孪生,只有少数发生部分孪生,原始的基面轧制织构大幅减弱,孪生变体符合60°/1010和86.3°/1210取向关系。随着变形量的增加,滑移开始启动,孪晶晶界减少,织构变化不明显。压缩变形过程微观织构演变机理主要以拉伸孪生为主,基本上没有压缩孪生出现。     

AZ31镁合金热压缩过程中晶粒取向和织构的演变

利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术分析AZ31铸态镁合金在不同温度和真应变下热压缩的晶粒取向和织构特点,从晶粒取向和织构角度分析不同温度下其动态再结晶(DRX)的类型。结果表明:在热压缩过程中,350℃时,AZ31铸态镁合金表现为连续动态再结晶(CDRX)特征,新晶粒取向与基体相似,具有较强的{0002}基面织构,以基面滑移为主;500℃时,为旋转动态再结晶(RDRX)特征,真应变为0.5时,新晶粒取向与基体偏转成一定角度,具有两种主要的基面织构,由于动态再结晶的定向形核、择优核心长大和旋转动态再结晶造成这两种基面织构弱于350℃时的{0002}基面织构;且随着真应变的增加,其中一种织构由于滑移系的改变而逐渐消失。     

AZ31镁合金挤压棒退火组织和织构的演变

试验研究了退火温度对AZ31镁合金挤压棒组织和织构的影响.结果表明:铸态镁合金挤压后,初始强点织构向(80°,90°,0°)面聚集,主要织构组分强度提高.对热挤压后的AZ31镁合金进行退火,可以细化晶粒,使组织均匀,300℃退火时平均晶粒尺寸5μm为最小;随着退火温度的升高,形变织构(80°,90°,0°)逐渐减弱,再结晶织构(0°,90°,0°)和(90°,55°,0°)逐渐增强,300℃退火之后二者均被弱化,400℃退火之后取向分布漫散度增大.     

AZ31镁合金板材双向循环弯曲的孪晶组织及织构

采用等温双向循环弯曲工艺(bidirectional cyclic bending technology,BCBT)改善了AZ31镁合金板材的微观组织、织构和力学性能。循环弯曲变形能够产生压缩变形与拉伸变形的交替变化,使镁合金材料发生压缩变形→孪晶组织形成→发生动态再结晶→孪晶消失→晶粒细化的组织演变过程,形成分布均匀的细小的晶粒组织,改善了镁合金材料性能。AZ31镁合金板材在变形温度为483 K时经过3个道次的等温双向循环弯曲变形后,基面织构得到明显弱化,织构强度由原始9.59降低到变形后3.54,平均晶粒尺寸为12.2μm。在变形温度443 K,经过1个道次变形后,AZ31镁合金板材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为225 MPa。与原始坯料力能参数相比,抗拉强度提高了19%,屈服强度提高了28%。当变形温度483 K循环变形3道次时,材料的伸长率为17.1%,比原始材料提高了42%。     

AZ31镁合金的织构对其力学性能的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术,分析AZ31镁合金热挤压棒材和轧制薄板的织构特点;对具有不同初始织构的镁合金棒材和薄板进行力学性能分析,并从织构角度分析棒材的拉压不对称性和薄板的力学各向异性。结果表明:挤压镁合金棒材具有主要以(0001)基面平行于挤压方向的基面纤维织构,存在严重的拉压不对称性,其原因在于压缩时的主要变形方式为{1012}1011孪生;热轧镁合金薄板具有主要以(0001)基面平行于轧面的强板织构,具有显著的力学性能各向异性,其原因在于拉伸时不同方向的基面滑移Schmid因子不同。     

挤压态AZ31镁合金拉伸变形织构分析

根据X射线衍射图谱绘制了晶面反极图,研究了拉伸变形对挤压态AZ31镁合金织构的影响.结果表明,挤压态AZ31镁合金具有明显的(0002)基面织构,且存在C轴与挤压方向呈16°～21°角分布的倾斜基面织构.拉伸变形使基面织构弱化,(1010)柱面沿C轴发生了45°角的转动.     

AZ31镁合金板材等温弯曲实验研究

对AZ31镁合金板材的等温弯曲变形过程进行了数值模拟,分析了其变形特点以及金属流动规律,确定了合理的变形参数,即弯曲凸模半径为8 mm,凸模间距为38 mm。同时,研制了AZ31镁合金板材的等温弯曲实验装置,并对AZ31镁合金板材在不同变形温度下进行了不同道次的等温弯曲实验研究,分析了镁合金板材微观组织的变化规律。AZ31镁合金板材经过等温弯曲变形后,其室温伸长率达到17.1%,而原始AZ31镁合金板材的室温伸长率为12.4%,提高了42%。     

多道次温轧对AZ31镁合金组织和性能的影响

以AZ31镁合金为实验材料,通过多道次温轧工艺,研究低温时效处理对温轧板材组织和性能的影响。结果表明:经5道次温轧后合金组织得到明显细化,从初始态38μm细化至2.2μm;在随后120～160℃时效过程中,晶粒并未发生显著长大。经低温时效处理后,合金在基本保持温轧态拉伸强度的同时,其塑性得到明显提升。由晶界强化和位错强化模型定量描述发现,经5道次温轧后合金显微硬度增量为30HV。然而随着时效温度的升高,位错强化贡献显著降低,而晶界强化由于晶粒长大不明显而几乎无显著变化。合金经160℃时效2 h后,两种主要强化机制对显微硬度的贡献为16HV。     

二次加热过程中半固态AZ31镁合金的显微组织演变

利用波浪形倾斜板振动技术制备AZ31镁合金半固态坯料,获得较为理想的球形或近球形晶粒组织。结果表明:随二次加热温度的升高和保温时间的延长,半固态组织中的液相体积分数增大,固相逐渐长大并球化;AZ31镁合金580℃和610℃时二次加热组织均不适合半固态触变成形;适合触变成形的二次加热最优工艺为590℃保温40～60 min、或者600℃保温30 min;此条件下获得的平均晶粒直径为58～61μm,固相率为87%(体积分数)左右。晶格扩散机制对二次加热原子扩散起主导作用,是造成合金固相颗粒尺寸变化的根本原因;固液界面张力是造成颗粒形状球形或近球形变化的重要原因。     

温轧AZ31镁合金薄板的快速退火处理

对1 mm厚温轧AZ31镁合金薄板进行快速退火处理,退火温度350～500 ℃,保温时间0.5～60 min,研究了不同快速退火工艺下材料力学性能与微观组织的变化。结果表明：在退火温度为350～500 ℃时,保温时间为0.5～1 min即可使材料的伸长率大幅提高;在退火过程中,材料经亚动态再结晶、静态再结晶和长大3个阶段,其中亚动态再结晶阶段时间较短,约0.5～1 min,此阶段对材料力学性能的变化起主要影响。     

Microstructure and texture evolution of AZ31 magnesium alloy during rolling

The production of magnesium alloy sheets normally involves several processing stages including hot rolling,cold rolling and intermediate annealing.The microstructure and texture evolution of AZ31 magnesium alloy sheets in different processing states were investigated by optical microscopy and X-ray diffraction technique.It is found that the microstructure of hot-rolled sheets is dominated by recrystallized equiaxed grains,while that of cold-rolled sheets is dominated by deformation twins.With final annea...     

挤压AZ31B镁合金板材中温轧制变形中的组织变化

在220℃的温度条件下,对AZ31B挤压板材进行单道次轧制变形,通过光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了中温变形AZ31B微观组织演变。结果表明,在中温变形的初始阶段,孪生为主要的变形机制,随变形量的增加,变形畸变能的积聚以及孪晶间的相互作用,导致了动态再结晶的形核与长大,在大的变形量条件下,孪生、形变带和动态再结晶共同作用,使变形得以进行。     

Viscous warm pressure bulging process of AZ31B magnesium alloy with different ellipticity dies

Based on the bulging principle of different ellipticity dies, the methyl vinyl silicone rubber with excellent thermal stability and heat transfer performance was chosen as the viscous medium. The finite element analysis and experiments of viscous warm pressure bulging (VWPB) of AZ31B magnesium alloy were conducted to analyze the influence of different ellipticity dies on the formability of AZ31B magnesium alloy. At the same time, based on the grid strain rule, the forming limit diagram (FLD) of VWPB of AZ31B magnesium alloy was obtained through measuring the strain of bulging specimens. The results showed that at the temperature range of viscous medium thermal stability, the viscous medium can fit the geometry variation of sheet and generate non-uniform pressure field, and as the die ellipticity increases, the difference value of non-uniform pressure reduces. Meanwhile, according to the FLD, the relationship between part complexity and ultimate deformation was investigated.     

AZ31B镁合金板材折弯过程中性层偏移规律研究

有效预测和评估板材变形程度对折弯成形工艺和产品精度控制有着现实的指导意义,且中性层偏移是衡量折弯板材拉压区域不均匀变形程度的重要参数。依据塑性变形理论中微元体应力平衡条件,基于能够体现镁合金拉压不对称性的Yoon2014屈服准则,得到了AZ31B镁合金板材折弯过程中中性层偏移量计算模型,并辅以有限元模拟和相应实验对中性层偏移模型进行验证。结果表明：所建立模型能够对镁板中性层偏移现象进行可靠预测,镁板在折弯过程中,受拉压不对称性的影响,中性层向拉伸侧偏移;折弯后角度越小,中性层偏移量越大,在折弯角度至90°,压下量为40～47 mm之间时的中性层偏移程度最明显。     

Mg-Y及AZ31镁合金高温变形过程中微观织构的演化

在温度为723 K、应变速度为3×10-3 s-1的条件下,对Mg-Y及AZ31镁合金挤压棒材进行单向压缩变形,利用OM、SEM和EBSD观察、分析Y对挤压棒材动态再结晶和微观织构的影响。结果表明:AZ31镁合金在真应变ε=0.2时发生明显的动态再结晶,在ε=0.5时,动态再结晶晶粒的体积分数高达80%以上;而Mg-Y合金在真应变ε=0.4时,动态再结晶体积分数尚不足10%,Y对镁合金动态再结晶有显著的阻碍作用;AZ31镁合金变形时,几乎所有晶粒的基面趋向于由变形前平行于压缩方向转至垂直于压缩方向,导致基面织构在ε=1.2时发生近90°的转动;Mg-Y合金则只有小部分晶粒发生转动,转动所形成的择优取向在动态再结晶后显著弱化,并导致取向分布更加随机;Y的添加可导致镁合金基面织构在动态再结晶后显著弱化。