AZ91D镁合金半固态浆料制备工艺

采用自行设计制造的半固态镁合金机械搅拌装置,制备了镁合金半固态浆料,研究了搅拌工艺参数对半固态镁合金组织的影响.结果表明:搅拌速率、静置时间和搅拌温度对半固态组织影响很大,搅拌速率在900r/min时,静置时间为5-10 min,搅拌温度在565～575℃时,获得的组织均匀细小;搅拌速率过大,晶粒尺寸反而有所增大;静置时间影响半固态组织中固相晶粒的长大;搅拌温度影响固相率,从而也影响到固相晶粒的圆整度.     

冷却速率对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响

：研究了不同冷却速率(金属型、湿砂型和干砂型)对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响．结果表明：增加冷却速率有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化．原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化．冷却速率越大的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并．提出了半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化和部分初生相的熔化和球化三个阶段,不同熔化阶段时,控制性因素不同．熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关。     

半固态等温热处理对AZ91D镁合金组织的影响

研究了 AZ91 D镁合金在半固态等温热处理过程中 ,等温时间、等温温度对其组织形态和初生相尺寸的影响 .研究发现 :在升温过程中 ,晶界处的共晶组织 (δ+γ)中的 γ相先发生溶解 ,之后 ,随着温度进一步升高 ,δ相又发生熔化分离 ,并在等温处理过程中逐渐变为球状 .当等温时间过长时 ,球状颗粒有长大的趋势 ,结果表明 :在 570℃时保温 60 min,可得到初生相尺寸在 50～ 80 μm的球状组织 .     

基于半固态等温处理制备非枝晶镁合金的研究进展

在半固态成形技术中,主要关注的是针对半固态浆料或坯料在制备过程中的成形机理的研究。与其他方法相比半固态等温热处理法更具较好的发展前途,通过对金属坯料的等温热处理,合金由枝晶向球状组织转变,准备坯料提供给接下来半固态触变成形的工序;在半固态成形前的二次加热过程中,枝晶完成转化,因而在半固态金属浆料中获得具有细小化的球形或非枝晶组织是它的关键和基础。文章在非枝晶组织形成机理梳理的基础上,综合考察半固态等温热处理前合金原始组织、等温处理的温度、等温处理的时间、加热方式和加热速率这些重要的因素,对比分析对非枝晶组织镁合金组织的形成情况,用以寻找合适的参数来确定优化工艺。     

AZ91D镁合金流变压铸成形组织特征

以AZ91D镁合金建筑刮板为例,将自行开发的锥桶式流变成形机(TBR)与TOYO BD-900V4-T冷室压铸机相结合实现了流变压铸成形工艺过程. 研究了不同流变成形工艺下压铸件的组织特征,分析了成形过程中浆料的组织形成机理及凝固行为. 结果表明:该流变成形工艺可以获得内部组织细小、初生α-Mg晶粒呈近球形或球形且分布均匀的成形件. 当内锥桶转速为700r·min-1时,压铸件内部组织较圆整、均匀,平均晶粒尺寸约45μm,形状因子约0.81. 流变压铸过程中合金熔体的凝固主要经历了一次凝固和二次凝固两个阶段.     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

热挤压AZ91D镁合金的组织与力学性能

对直径φ50mm铸态AZ91D合金棒材在603K下进行单次热挤压，获得了直径φ14mm的棒材。用OM、SEM和TEM分析热挤压前后组织的变化，研究热挤压对其组织与性能的影响规律。结果表明，热挤压变形可以细化其微观组织，显著提高AZ91D合金的抗拉强度（σb、σ0.2）、伸长率（δ）及硬度（HB）。在此过程中合金α-Mg相有足够的独立滑移系可以启动，棱面滑移和基面滑移共同作用发生局部大变形，α-Mg沿挤压方向呈细条带状，β—Mg12，Al12相分布于α-Mg条带间。然而，经单次挤压不可能得到均匀的变形组织，从边缘到中心，组织渐变，边缘组织细小，心部组织粗大。     

粉末冶金法制备AZ91镁合金的组织及热性能

采用粉末冶金方法制备了AZ91镁合金,研究了烧结温度对合金的致密度和热导率的影响规律,并对烧结样品的物相和显微组织进行了分析. 研究发现,AZ91镁合金的最佳烧结温度为610℃,致密度可以达到97.4%,实验条件下所获得的最高热导率可达到63.1W·m-1·K-1. X射线衍射和扫描电子显微镜结果分析表明,烧结合金组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg17Al12相两相组成,其中β-Mg17Al12相表现出离异共晶β相和非连续析出β相两种主要存在形态.     

电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D 镁合金组织的影响

研究了电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D合金组织的影响规律。结果表明：电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的固相颗粒为蔷薇状或粒状α—Mg，随电磁搅拌功率的增大，蔷薇状形态逐渐消失，固相颗粒形态趋于粒状和圆整；在实验范围内，随电磁搅拌电源频率的增大，半固态AZ91D合金组织中固相颗粒形态越来越圆整。这主要是由于电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的形成机理是以枝晶臂熔断为主，而在高频率下的电磁搅拌过程中，在搅拌室产生的集肤效应使得表面和中心出现宏观温度差，从而加强了固相颗粒随流场运动时的温度起伏，最终加速了枝晶的熔断。     

TBR工艺对AZ91D镁合金压铸件组织性能的影响

采用自主研发的锥桶式流变成型技术,实现AZ91D镁合金从制浆到流变压铸的一体化工艺过程.研究TBR工艺下AZ91D镁合金流变压铸件的显微组织、力学性能及拉伸断口,探讨TBR工艺参数对流变压铸件微观组织与力学性能的影响规律.结果表明,流变压铸 AZ91D镁合金合适的TBR工艺参数是内锥桶转速为500～600 r/min、外锥桶桶体温度为570～590 ℃;与液态压铸相比,TBR工艺下流变压铸件抗拉强度提高了5%～15%、伸长率提高40%以上,拉伸断裂方式由沿晶断裂占主导转变为以准解理断裂占主导.     

半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程的数值模拟

以半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能的实验研究为基础,通过曲线拟合的方法建立半固态AZ91D镁合金的表观粘度的触变模型.根据此触变模型开发了半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程中的表观粘度计算程序,并嵌入在Castsoft软件中,实现了半固态AZ91D镁合金触变压铸过程的流场和温度场的模拟计算.模拟结果表明:充填速度和浆料温度对半固态AZ91D镁合金浆料的充填过程有显著影响, 最佳充填速度的范围为2～5m·s-1,半固态浆料的最佳温度范围为570～580℃.     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P镀层的研究

在化学沉积速度为20μm/h的条件下,AZ91D镁合金表面获得显微硬度为576 VHN的耐蚀的Ni-P镀层,采用扫描电镜和X-射线晶体分析仪对镀层的微观形貌和物相结构进行了研究,同时测定了镀层的极化曲线和镀层与基体的结合力。结果表明,镀层致密,具有良好的结合力与耐蚀性。     

AZ91D镁合金在含植酸NaCl溶液中的腐蚀行为

植酸是从植物中提取的1种环保的化工原料,但其应用范围仍然有限．为探索植酸对镁合金在氯化钠溶液中腐蚀的作用及植酸对镁合金腐蚀的抑制作用,采用失重法及表面分析技术,研究了AZ91D压铸镁合金在不同pH值下1％植酸、0．5％NaCl溶液中的腐蚀行为．不论失重实验还是扫描电子显微镜观察及能谱分析结果都表明,植酸对AZ91D镁合金在NaCl溶液的腐蚀具有明显的抑制作用。这种抑制作用是植酸和镁合金表面形成了化学转化膜等方式抑制．这层膜有效地阻止了侵蚀性阴离子Cl对镁合金的腐蚀．     

Solidification pattern and microstructures of AZ91D magnesium alloy through rheoforming

The optical microscope, SEM and EDS were adopted to analyze the rheoforming solidification morphologies and microstructures of deformed AZ91D magnesium alloy after isothermal treatment in semisolid state. The results show that primary α phase can be formed through attachment growth, when the liquid fraction is small; and primary α phase will grow in dendrites, when the liquid fraction is high. Eutectic solidification is carried out in the ways of both dissociated growth and symbiotic growth, depending on the morphology of primary α phase. Liquid with eutectic concentration solidifies into lamina eutectic. During solidification of the liquid pools inside grains, α phase can be formed through attachment growth. The eutectic solidification was mainly carried out in the dissociated pattern.     

AZ91D镁合金的摩擦磨损行为及其机理探讨

研究了传统铸造和触变成形AZ91D镁合金在干摩擦往复运动条件下与GCr15钢对磨时的摩擦磨损行为.研究结果表明,触变成形和传统铸造的平均摩擦系数都在0.26~0.36,前者比后者稍小.在较低载荷下,镁合金的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损,随着载荷的增大,磨损机制将完全以剥层磨损为主,甚至出现粘着磨损,并伴随向偶件材料表面的大量转移.     

AZ91D镁合金表面双层硅烷膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和双-1,2-[γ-三乙氧基硅丙基]-四硫化物（BTESPT）两种硅烷在AZ91D镁合金表面制备双层硅烷膜,通过正交试验选出了最佳制备工艺,即在KH-550硅烷中浸泡90 s,在BTESPT硅烷中浸泡5 min,再于80℃下固化90 min,得到550+BTESPT双层硅烷膜试样。通过接触角测试仪和动电位极化技术对试样进行润湿性和耐蚀性测试,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）对硅烷膜进行微观形貌和成分表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对膜层元素的存在形式进行分析,结果表明：550+BTESPT双层硅烷膜表面接触角107.3°,表现为疏水性;在3.5%的NaCl溶液中,腐蚀电流密度为0.169 μA/cm²;硅烷膜表面形貌致密,主要有Mg、O、Si、S 4种元素组成;膜层中元素主要以Si-O-Si,Si-O-Mg,Si-O-X 3种形式存在。     

Effects of rare earth elements on the microstructureand properties of magnesium alloy AZ91D

The effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AZ91D alloy were studied. The different proportion of rare earth elements was added to the AZ91D and the tensile tests were carried out at different temperatures. The experimental results show that at room temperature or at 120℃ the AZ91D's strength decrease with the increasing amount of the rare earth elements. However, the ductility is improved. The influence of 0.14%Sb (mass fraction) on the AZ91D's strength is like that of rare earth elements (0.2%-0.4%) (mass fraction). Microstructure graphs demonstrate that appropriate amount of rare earth elements (0.1%-0.2%) can fine AZ91D's grain and improve its ductility.     

AZ91镁合金热扩渗涂层的研究

采用固体粉末法对AZ91镁合金实施了渗Al、Al-Ce共渗．通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱和腐蚀测量系统对渗层组织进行了分析．结果表明，该方法能使镁合金表面得到良好的渗层组织，有一定的工程意义．经检验渗Al、Al-Ce渗层均能提高镁合金的耐腐蚀性能，渗Al-ce的耐蚀性更是明显高于渗纯铝．