AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究

采用间接式挤压铸造成形工艺,研究了AZ91D镁合金的挤压铸造组织和力学性能。试验结果表明,由于压力损失和铸件壁厚的影响,导致铸件不同部位的凝固组织和力学性能不同。挤压铸造镁合金组织中初生α-Mg相晶粒平均尺寸为25~30μm左右,抗拉强度和伸长率分别为220MPa和2.5%;不但晶粒尺寸比半固态流变压铸成形的细小,而且其力学性能也更高。     

挤压铸造AZ91D镁合金流动性研究

以不同壁厚的矩形试样为研究对象,运用正交试验设计,研究了壁厚、浇注温度、模具温度、挤压速度对挤压铸造AZ91D镁合金流动性影响规律。试验结果表明:对壁厚为1 mm、2 mm、3 mm试样的流动性影响最大的因素是浇注温度,对4 mm试样则是模具温度。当浇注温度在700℃到750℃变化时,增加浇注温度对提高AZ91D镁合金的流动性是有利的;对厚壁铸件(3 mm和4 mm)通过提高模具温度而增加镁合金的充型能力是非常有效的;增加挤压速度对薄壁试样的流动性影响不是很明显,但是随着试样壁厚的增加,影响逐渐增大。试验结果也表明,挤压铸造工艺不适合于生产壁厚小于3 mm的镁合金铸件,否则难以得到轮廓清晰的完整铸件。     

AZ91D镁合金半固态挤压铸造的研究

研究了AZ91D镁合金在不同半固态温度下的挤压铸造。结果表明：半固态等温热处理可以将金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形。AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570℃左右,保温时问25～35min,或加热温度580℃左右,保温时问10～20min。     

显微特征与缺陷对铸造镁合金AZ91D力学性能的影响

对具有不同显微特征与缺陷的重力铸造AZ910的力学性能进行了研究。研究表明规模较大的缩松群对AZ910的性能危害最大，残留第二相次之；当合金中没有中等及以上规模缩松或残留第二相时，合金的性能取决于晶粒度大小。常规铸造AZ91DT6态力学性能根据其组织的显微特征与缺陷的不同可以分为三个层次：（1）合金中含有较大规模的缩松或有大量残留第二相时，其抗拉强度〈230MPa；（2）合金中有小规模缩松或少量残留第二相时，其抗拉强度在230—250MPa之间；（3）合金中没有缩松和残留第二相时，其抗拉强度由晶粒度决定，当合金晶粒大小小于200μm时，抗拉强度〉270MPa。     

AZ91D镁合金汽车控制臂挤压铸造组织与性能分析

通过利用OM、SEM、EDS、XRD对控制臂挤压铸组织分析以及其力学性能测试,研究了镁合金控制臂挤压铸造组织和性能。结果表明,控制臂组织由α-Mg基体、沿晶界分布的β-Mg17Al12第二相和共晶组织组成。控制臂关键受力部位的室温抗拉强度为245 MPa,屈服强度为152.5 MPa,伸长率为4.8%,表现出良好的综合力学性能。断口分析表明,挤压铸造生产的AZ91D镁合金控制臂关键部位断口呈脆性断裂。     

提高AZ91D镁合金挤压管材力学性能的研究

研究了挤压前后的处理对AZ91D镁合金挤压管材力学性能的影响：坯料预挤压、坯料热处理和挤压后管材热咎理对管材力学性能的影响，考察了几种处理在给定挤压比条件下对镁合金管材的作用。结果表明，不同的处理方式，可不同程度地提高管材的力学性能。     

稀土元素Y对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了在AZ91D镁合金中添加不同质量分数的稀土元素Y(w(Y)=0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对其组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量的稀土元素Y能改善AZ91D镁合金的组织并提高其力学性能。当w(Y)=1.2%时,对AZ91D镁合金的晶粒细化作用效果最佳,此时,晶粒尺寸为46.15μm,相比未加入稀土元素Y的AZ91D镁合金细化幅度为27.85%。稀土元素Y的加入还能提高AZ91D镁合金的硬度、抗拉强度、伸长率等性能,当w(Y)=1.2%时,AZ91D镁合金的各项力学性能最佳:维氏硬度为99.7 HV,室温抗拉强度为299 N/mm~2,伸长率为9.5%;200℃的抗拉强度为161.75 N/mm~2,伸长率为5.8%。     

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％。     

挤压铸造AZ91D和AM50A的组织与力学性能研究

研究了挤压铸造AZ91D、AM50A镁合金的组织与力学性能及稀土元素和热处理对合金组织与力学性能的影响.试验结果表明,挤压铸造使α相枝晶细化,形态改善,β相细小呈不连续分布;减少了缩松、气孔等缺陷,从而提高了镁合金铸件质量和力学性能.铸态AZ91D的力学性能为σb=238 MPa、δ5=5.5%、HBS75、Ak=7.8 J;AM50A为σb=224 MPa、δ5=9.4%、HBS56、Ak=12.1 J.稀土元素使镁合金组织细化,析出富铝稀土相,提高了镁合金的抗拉强度和硬度,但伸长率和冲击韧度降低.挤压铸造镁合金件经固溶处理后,β相大部分溶解并固溶于α相中,提高了镁合金的强塑性;再经时效处理,析出细小弥散的二次β相,进一步使镁合金强化.在合适的挤压铸造工艺参数和热处理下,铸件的力学性能可达AZ91D为σb=263 MPa、δ5=7.4%、HBS90、Ak=12 J;AM50A为σb=251 MPa、δ5=11.8%、HBS74、A k=16.5 J.     

喷射成形AZ91镁合金的显微组织和力学性能

采用喷射成形和沉积坯热轧的方法成功制备了AZ91镁合金,测试了合金的力学性能,分析了合金的强化机理.结果表明:喷射成形的镁合金坯晶粒细小,组织均匀,第二相化合物Mg17Al12数量较少,表现出良好的塑性变形能力,道次变形量在20%左右,两次退火间的总变形量可以达到50%.经80%热轧变形后,合金完全致密化.变形使合金晶粒进一步细化,力学性能显著提高.轧制后合金基体中仍保持很高的固溶度,经T5处理后,合金的力学性能进一步提高.     

铸造AZ91D镁合金的遗传性

试验研究了具有不同铸造组织形态的AZ91D镁合金和具有不同晶粒度的AZ91D镁合金重熔前后的组织和性能的变化规律。结果表明,重熔前后的AZ91D镁合金的组织和性能具有相同性或相似性,在铸造过程中具有明显的遗传性。     

AZ91D镁合金的低温力学性能

测试了AZ91D镁合金的低温力学性能,采用扫描电子显微境和电子探针等方法观察分析了其断面形貌和成分,结果表明AZ91D镁合金具有一般金属材料的普遍特性,即抗拉强度(σb)和屈服强度(σs)随温度的降低而升高,而冲击值(αk)则随温度的降低而下降;密排六方的镁合金在低温、应力集中及冲击载荷下发生沿单一晶面解理,多为一族相互平行的晶面解理.β相(Mg17Al12)和α相交界处,由于有大量的位错塞积群,滑移在此受阻,因此断口往往出现撕裂棱和部分韧窝,断口而呈现准解理形貌.     

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。     

热处理对AZ91D镁合金显微组织的影响

研究了铸态、同溶及时效AZ91D镁合金的微观组织,分析了热处理对合金组织和显微硬度的影响.结果表明.薄片状共晶α相和粗大块状B相的热稳定性都不高,但可分别经过380和410℃同溶处理加以消除;Al-Mn相主要呈颗粒状或针状,尺寸为10～50 μm.经410℃×24 h固溶处理未发生明显改变.固溶样品经200℃×12h时效后有大量长10μm、直径1～2μm的杆状相析出.且主要垂直或斜交于基体,但当时效温度继续升高时析出相将转变为大部分平行于基体分布,使第二相的强化效果减弱.     

合金化对AZ91D镁合金组织与力学性能的影响

利用光学显微镜（OM）和X射线衍射（XRD）分析了分别加入合金化元素Ce，Si和Ca后AZ91D合金的铸态组织和相组成，测试了合金室温拉伸性能和硬度。结果表明：加入Ce和Si后合金组织中分别生成杆状Al4Ce和汉字状Mg2Si相，而加入Ca后无新相生成，加入的Ca主要固溶于β相中；Al4Ce和Mg2Si相在合金凝固过程中被推移到生长界面，Ca原子偏聚在生长界面前沿，从而阻碍枝晶的自由生长，细化合金铸态组织：Ce和Ca的加入可提高合金室温综合力学性能，且前者提高程度要高于后者提高程度，而Si的加入却降低合金室温综合力学性能。     

Nd和Ce对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了稀土元素Nd和Ce对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响.结果表明,同时加入Nd和Ce可明显细化合金组织,并形成针状和粒状分布的Al2Nd和Al2Ce化合物.当加入1.0%Nd和0.6%Ce时,合金的室温强度和高温抗拉强度同时达到最大值,分别为228MPa和161.9MPa,相应的伸长率也最好,分别为3.2%和11.5%.     

微量B对AZ91镁合金显微组织与力学性能的影响

以AZ91-0.5Sr镁合金为研究对象,利用XRD、SEM以及拉伸性能测试研究了微量B对AZ91-0.5Sr镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,添加Al-3B中间合金后,AZ91-0.5Sr合金的晶粒有所细化.AZ91-0.5Sr合金是由α-Mg固溶体和离异共晶形成的β-Mg17Al12相组成.添加B后,合金中出现新相Al4Sr.加入w(B)=0.03%后,合金的平均晶粒尺寸由原来的约125 μm降低到约80 μm.AZ91-0.5Sr合金的抗拉强度和伸长率分别是137 N/mm2和1.9%.加入w(B)=0.09%以后,合金的抗拉强度达到151 N/mm2,提高了10.2%,力学性能有所改善.     

等径角挤压对AZ91D镁合金力学性能的影响

通过等径角挤压试验,并借助Instron拉伸材料试验机、金相显微镜等手段,对等径角挤压工艺对AZ91D镁合金力学性能的影响进行了研究。结果表明：用等径角挤压工艺可大大细化其微观组织,提高其力学性能;组织从原始铸坯的晶粒平均尺寸300μm左右细化到50pm以下,最细的可达到4～10μm;强度σb从100MPa提高到240MPa以上,伸长率δ从1％提高到4％以上。挤压温度对力学性能也有一定影响,当挤压温度为300C时,经过固熔处理的AZ91D镁合金试件的力学性能最好,σb=292．4MPa,δ=12．8％。加工路线也影响挤压后材料的力学性能,其中,路线B使材料的力学性能最好,路线C次之,路线A最低。     

AZ91D镁合金挤压成形管材的组织性能研究

研究了450℃时挤压成形AZ91D镁合金管材组织和性能特点，分析了该温度下的合金挤压变形机制，挤压比（变形程度）对管材组织和性能的影响，并探讨了其挤压变形的强化及其机理，实验表明，挤压变形使得AZ91D的性能较铸态有较大提高，且随着挤压比的增加，管材的塑性降低，强度先增加后降低，在挤压比为7.125时存在峰值，达到了最佳的强化效果。     

挤压铸造Mg-Nd-Gd-Zn-Zr稀土镁合金的显微组织和力学性能

采用砂型铸造和挤压铸造法制备了低稀土含量(低于4％)Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金,并对铸态、T6处理态镁合金的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:砂型铸造镁合金晶粒粗大,力学性能较低;挤压铸造镁合金的晶粒细小、组织致密,并且气孔、疏松等缺陷较少,拉伸强度比砂型铸造镁合金要高12.9％;经T6处理后,挤压铸造镁合金的拉伸强度提高了27.5％.