半固态AZ91D镁合金的压缩变形研究

利用Gleeble 1500热模拟机对半固态AZ91D镁合金的变形规律进行了研究．结果表明：当应变速率相同时,变形温度越高,半固态AZ91D镁合金试样的变形应力就越低;当应变速率和变形温度相同时,半固态球状晶试样的压缩变形应力明显低于枝晶试样的压缩变形应力;变形量对半固态压缩试样的应力一应变关系的影响很小．当应变速率为0．1,10s^-1和变形温度为48m-556℃时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为3—17．13MPa和6—31．6MPa．当变形温度为508℃和应变速率为0．01—20s^-1时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为4．78-9．09MPa和7．87-26．21MPa。     

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.005～1s~(-1)、温度250-350℃条件下,采用Instron-5500热模拟机对AZ91D镁合金的高温压缩特性进行研究,得到其真实应力-应变曲线.分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响,得出本构方程的一系列常数,建立AZ91D镁合金在高温压缩中的本构方程关系式.结果表明:变形过程中AZ91D镁合金的流动应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;该流动应力可以用双曲正弦函数来描述,其双曲正弦值随Zener-Hollomon参数自然对数的升高呈线性增大;AZ91D镁合金是正应变速率敏感材料,其应变速率敏感指数m=0.14.     

AZ91D镁合金高温压缩变形行为

针对AZ91D镁合金,采用Gleeble1500D热模拟实验机对原始铸态试样在不同温度和应变速率下的高温压缩变形行为进行了实验研究.结果表明,AZ91D镁合金在压缩温度为200℃时,随着应变速率增大,应力升高加快;压缩温度为300～400 ℃、应变速率为0.001～1 s-1时,材料呈现出稳态流变的特性;当应变速率提高到5 s-1时,未出现稳态流变现象.建立了AZ91D镁合金低、高温压缩的变形力学模型,其结果可为镁合金的塑性成形工艺的制订提供理论依据.     

T4和T6热处理参数对AZ91+x％La镁合金组织和性能的影响

在不同的T4和T6热处理参数下,对AZ91+x％La镁合金在的组织和硬度的变化进行了研究.结果表明,T4(410℃+16 h)固溶处理后,由于合金的大部分β相都溶入基体中,硬度比铸态时有所下降;T6( 170℃+24 h)时效处理后,基体上析出了大量晶界分布或在α相晶粒内的层片状β-Mg17Al12相,合金硬度得到显著提高,且AZ91 +0.16％ La镁合金时效态试样的硬度最高,可达138 HV.     

压铸态AZ91D镁合金热压缩变形流变应力研究

在应变速率为0.01～10 s1、变形温度250～50℃的条件下,采用Geeble-1500D热模拟机对压铸态AZ91D镁合金进行热压缩变形试验,得到并分析了该材料在不同变形条件下的流变曲线.采用数理统计的方法对实验数据进行处理,建立了用Zener-Hollomom参数描述的该材料的高温塑性变形本构方程为ε=1.41× 1012 [sinh(0.014σ)]5.295 exp (-159 449.509/RT),采用双曲正弦函数确定了该材料的变形激活能Q=159.45 kJ·mol1;与重力铸造态AZ91D镁合金比较显示,其流变应力和变形激活能更低.     

保温时间对压缩AZ91D镁合金半固态组织的影响

研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金的组织演变规律。在230℃以36，84％的压缩比压缩后，组织呈现明显的流线状，合金处于热力学不稳定状态。在560℃保温不同的时间，淬火实验显示出固相在液相中的分布及形态，预变形AZ91D镁合金由最初的压缩流线状组织，转变为多边形粒子，最后发生球化。随时间的增加，固相率逐渐降低，30min以后变化很小；固相粒子尺寸先减小，超过一定时间后固相合并发生长大。综合考虑，560℃保温15～30min时可以获得最佳的半固态坯料。     

阻燃镁合金AZ91D的研究

研究了通过添加铍，可得到直接暴露在大气中熔炼的镁合金AZ91D。通过金相组织观察发现：当铍的含量达到0.015%时，合金的晶粒度最好，而且具有很好的阻燃性能；同时研究了采用不同的变质剂AZ91D合金进行变质处理。实验结果表明：变质处理的AZ91D合金，组织明显细化，尤其是时效处理后，其力学性能得以大幅度提高，拓宽了合金的使用范围。     

AZ91镁合金热挤压变形的力学模型研究

在应变速率为0.01～50s-1时、温度为300～450℃条件下,在热压机上对AZ91镁合金的高温热压缩变形特性进行了研究,并通过金相显微镜观察合金热变形过程中的组织变化情况.研究发现,应力、应变曲线随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高.为了消除热电偶测温的滞后性对试样温升的影响,对实测流变应力值进行了修正.在相同应变速率、相同应变下,修正的应力要高于未修正的应力.     

AZ91D压铸镁合金热旋铆变形行为的数值模拟

对尺寸为4 mm×4.7 mm的压铸AZ91D镁合金铆钉热旋铆时的变形行为进行了数值模拟研究,采用了正交试验方法分析成形参数对铆钉成形的影响,得出最佳参数组合为:铆头初始温度为600℃,传热时间为2 s,铆头进给速度为0.8 mm/s,铆头转速为480 r/min。并分析不同成形参数下变形区温度、应力、应变分布规律及变形区的损伤情况,铆钉头部边缘处在成形中的等效应力最大,波动幅度显著,变形不稳定,且该区域成形后损伤最大,易产生破裂、褶皱等缺陷。     

载波处理对AZ91D镁合金耐蚀性能的影响 Ⅰ-载波处理对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

对AZ91D镁合金进行载波钝化,利用正交试验确定载波钝化工艺的最佳工艺参数。使用扫描电子显微镜(SEM)观察载波钝化后的AZ91D镁合金表面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电化学显微镜(SECM)、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了载波钝化对合金耐蚀性能的影响。结果表明:载波钝化后,AZ91D镁合金表面生成了一层非常致密的膜,其耐蚀性能显著提高。     

热处理对半固态触变成型镁合金AZ91D抗腐蚀性能的影响

研究了热处理对半同态触变成型镁合金AZ91D抗腐蚀性能的影响.结果表明,材料的耐腐蚀性能与其组织密切相关,镁合金AZ91D组织中的β-Mg_(17)Al_(12)相能够提高合金的抗腐蚀性能;同溶处理使镁合金的抗腐蚀性能下降,同溶处理后再进行人工时效处理可以提高镁合金的抗腐蚀性能.     

Al—Ti—B对AZ91D镁合金半固态等温热处理组织的影响

通过对等温热处理温度和保温时间等工艺参数的控制,研究变质剂Al-Ti-B对AZ91D镁合金半固态等温热处理组织的影响.结果表明:随着等温时间的延长,未变质处理的镁合金组织将由树枝晶变成近球状组织,变质处理的镁合金组织将由树枝晶变成细小的球状组织,都将逐渐的合并长大.保温温度越高,半固态重熔和a相演变过程越快,粗化长大后,晶粒间的合并现象越严重;保温温度过高或保温时间过长,试样易发生变形,同时,球状晶粒也容易趋于长大.但经过Al-Ti-B变质处理,其组织越细,越易获得良好的非枝晶组织,需要热处理的时间越短或温度越低.     

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.     

热处理对掺钒AZ91系镁合金性能的影响

采用不同工艺对掺钒AZ91系镁合金进行热处理,研究了热处理工艺对其力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,热处理可以明显提高掺钒AZ91系镁合金的力学性能和耐磨性能。分级均匀化热处理可使掺钒AZ91系镁合金室温抗拉强度提高21 MPa,磨损体积减少80.30%。     

热处理温度对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金表面Ni-P-SiC复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能。方法采用加入SiC微粒的Ni-P化学镀溶液,在AZ91D镁合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,并在不同温度下进行热处理,通过X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、电化学腐蚀测试和摩擦磨损实验等方法分析和评价镀层的组织构成、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层经320℃热处理后,组织结构由非晶向晶体转变,并伴随有Ni3P相的析出。此温度下热处理的Ni-P-SiC复合镀层:显微硬度最高,可达1120HV,为未热处理时显微硬度(620HV)的1.81倍;自腐蚀电位为–0.697 V,较未热处理样品的(–0.727 V)有所提高;腐蚀电流密度基本最小,为0.984μA/cm~(–2);磨损体积最小,为0.324×10~(–3) mm~3。340℃热处理的复合镀层则磨损体积最大,为1.43×10~(–3) mm~3。结论在AZ91D镁合金表面制备的Ni-P-SiC复合镀层经过320℃热处理保温1 h后,复合镀层的硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能均有所提高。     

热处理对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响

对经过不同热处理工艺处理后的AZ91D镁合金进行腐蚀试验,并测定其腐蚀参数.对腐蚀数据及金相显微组织分析、观察表明:时效处理后的AZ91D镁合金腐蚀率最低为2.128mm/a,为铸态和固溶加时效处理的AZ91D镁合金(3.081mm/a、3.209mm/a)的69.1%和66.3%;比仅进行固溶处理的AZ91D镁合金7.400mm/a的腐蚀率减少了71.2%,耐蚀性能提高2.48倍.合金组织中β相的形态和数量对合金腐蚀率起着重要作用.     

AZ91D镁合金金属型锭料尺寸变化对等温热处理组织的影响

以AZ91D镁合金为实验原料,经重熔后浇注成不同尺寸(直径)的锭料;研究了金属型锭料尺寸变化对等温热处理组织的影响.结果表明,AZ91D镁合金锭料经等温热处理后,其心部逐渐到边缘的组织存在较大的差异,初生相颗粒尺寸由大逐渐减小,颗粒由块状趋于圆整并且分布均匀,液相也渐渐增多.随AZ91D镁合金锭料尺寸增加,等温热处理发现由锭料心部逐渐到边缘的组织存在的差异将进一步增加,并且锭料初生颗粒及固相率有增大趋势.     

热处理对SLM AZ91D镁合金组织及腐蚀行为的影响

目的 研究热处理对激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)AZ91D镁合金组织与耐蚀性能的影响.方法 利用SLM技术成形了AZ91D镁合金,对试样进行固溶处理(T4)、固溶+时效处理(T6).采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学工作站分别对SLM、T4热处理、T6热处理的AZ91D镁合金试样的微观组织和耐蚀性能进行观察与测试.结果 SLM试样经420℃保温6 h固溶处理后,β-Mg17Al12相基本固溶于基体中,晶粒尺寸由5μm增大至60μm左右.加热至200℃保温2 h时效处理后,β-Mg17Al12相从基体析出,随着时效时间由2 h增加至6 h,析出相数量逐渐增多.在3.5％NaCl溶液中浸泡120 h后,SLM试样表面腐蚀坑较小;T4热处理试样表面出现较大的腐蚀坑;T6热处理试样的表面腐蚀坑大小及深浅不一,腐蚀最严重.极化曲线结果表明,SLM试样的腐蚀电流密度Jcorr最小,为(1.889±0.2)×10–5 A/cm2,耐蚀性能最好;固溶+时效处理2 h的试样Jcorr最大,为(1.225±0.2)×10–4 A/cm2,耐蚀性能最差.不同热处理试样的耐蚀性能优劣排序为:SLM试样>T4试样>T6试样.结论 未经热处理的SLM试样晶粒尺寸最小,耐蚀性最好.经420℃保温6 h固溶处理后,β-Mg17Al12相基本溶解,晶粒尺寸增大1个数量级;加热至200℃时效2 h处理后,耐蚀性最差,当时效时间继续延长至6 h后,β-Mg17Al12相的数量逐渐增多,耐蚀性能反而有所增强.     

T6热处理对消失模铸造AZ91D与AZ91D-1.5%Y镁合金组织与性能的影响

以消失模铸造AZ91D和AZ91D-1.5%Y镁合金作为研究对象,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、及金属拉伸和硬度试验等系统研究了消失模铸造AZ91D和AZ91D-1.5%Y镁合金在T6热处理过程中β-Mg17Al12相的溶解与析出对组织及力学性能的影响。结果表明,T6(420℃固溶20 h,250℃时效)处理工艺中,随时效时间的延长,AZ91D与AZ91D-1.5%Y镁合金的硬度和抗拉强度不断提高,当时效时间为15 h时,硬度和抗拉强度达到最大值,AZ91D-1.5%Y镁合金固溶处理后硬度及抗拉强度均高于AZ91D镁合金。     

表面处理对AZ91D镁合金性能的影响

对压铸镁合金AZ91D分别进行了无铬化学转化、喷砂、真空镀钛的表面处理,并采用SEM、EDS、XRD、中性盐雾及电化学等方法检测和评价处理后试样的表面形貌、成分、物相组成和耐蚀性.结果表明:无铬化学转化和真空镀钛都能明显提高镁合金的耐腐蚀性,喷砂处理后镁合金的硬度和粗糙度均达最高,耐蚀性反而下降.