不同轧制路径对汽车用AZ31镁合金冲压性能的影响

通过380℃的不同路径轧制变形研究了其对AZ31镁合金板材力学性能和成形性能的影响。其中路径A为RD单向轧制,路径B为每道次轧制90°更换方向。结果表明,每道次更改轧制方向有利于镁合金力学性能和成形性能的提高。其强度和塑性提高,同时各向异性减弱,能够成功地进行筒形件拉深。     

多道次大压下轧制对AZ31镁合金薄板组织和性能的影响

对AZ31镁合金薄板分别进行多道次小压下及大压下轧制,平均道次压下率分别为14.5%和46%,研究两种轧制方式下AZ31镁合金的组织演变与力学性能。结果表明,小压下轧制AZ31镁合金板材表面氧化严重,组织逐渐均匀变细小,力学性能逐渐升高;大压下轧制方式AZ31镁合金板材表面氧化程度小,但是随着道次增加,表面出现薄屑,组织逐渐均匀细小,而剪切带越来越明显,力学性能逐渐下降。大压下轧制的板材组织中出现剪切带能够明显降低其力学性能。大压下轧制过程中,动态再结晶一直发挥重要作用,而小压下轧制初期主要变形机制为滑移,随着道次增加动态再结晶逐渐参与协调变形。     

AZ31镁合金交叉轧制塑性应变有限元模拟分析

镁合金板材的各向异性会受板材塑性应变的影响.采用交叉轧制工艺研究了镁合金板材上任一点塑性应变的变化规律.应用Deform-3D 软件,通过改变压下制度,对AZ31镁合金交叉轧制过程中的塑性应变进行了有限元模拟.研究结果表明,等道次等压下量时交叉轧制的各道次塑性应变量的差值比单向轧制的要小,说明交叉轧制工艺能够减小镁合金板材的各向异性.     

异步冷轧压下量对AZ31镁合金板显微组织的影响

对AZ31镁合金板进行了5%、10%、15%压下量的异步冷轧,通过金相分析研究了不同的冷轧压下量对AZ31镁合金板材截面显微组织分布的影响。结果表明:随着压下量的增加,板材组织中孪晶和形变带增加。5%和10%压下量时,AZ31镁合金冷轧板的变形主要为孪生;压下量为15%时,变形主要为孪晶和形变带。当压下量较小时,孪晶在板材厚度方向的分布存在明显的不均匀,轧面附近的孪晶比板材心部多。随着变形逐渐深入到板材内部,剪切应变在板材厚度方向上各层的分布也逐渐趋于均匀。由于是异步轧制,板材上下轧面附近剪切应变分布不同,对应显微组织中的孪晶和形变带存在差异。     

轧制路径对AZ31镁合金薄板组织性能的影响

研究了异步轧制路径对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响。结果表明,以每道次轧制方向旋转180°而板正法向不变的路径轧制时,板材的金相显微组织较好,晶粒细小（约为20μm）,孪晶少,伸长率达到26%,并且板材的屈服强度、应变硬化指数较高;而按每道次板材轧制方向和板正法向均旋转180°的路径轧制时,板材的塑性应变比值最大。这说明异步轧制路径对AZ31镁合金性能的影响是比较复杂的,应该综合考虑异步轧制工艺条件的影响,通过工艺优化提高异步轧制AZ31镁合金板材的冲压成形能力。     

异步轧制AZ31镁合金的微观组织与室温成形性能

探讨采用小异速比多道次异步轧制技术提高AZ31镁合金板材室温成形性能的可行性,研究异步轧制板材微观组织的特点、形成机理及其与成形性能间的内在联系。结果表明:多道次异步轧制所累积的剪切应变能有效促进压缩孪晶的交互作用,细化合金晶粒组织,削弱(0002)基面的织构强度;异步轧制AZ31镁合金板材后续退火处理后的室温伸长率和Erichsen值分别可达32%和6.14mm;(0002)基面织构减弱和塑性应变比的降低是板材室温成形性能提高的根本原因。     

AZ31镁合金轧制板材退火后的组织与力学性能

采用单向轧制和交叉轧制工艺分别进行了AZ31镁合金板材轧制实验,分析了轧制板材经退火处理后的组织与力学性能。结果表明:采用单向轧制工艺,当板材最终变形量相等时,经退火处理后的板材大压下量比小压下量得到的微观组织更为细小;交叉轧制得到轧制板材可以缓解镁合金轧制板材在室温下的各向异性,其微观组织较单向轧制均匀,具有更好的冲压成形性能;交叉轧制和单向轧制两种工艺得到的板材微观组织细化效果相似。     

变形参数对AZ31镁合金板材织构的影响

利用X射线衍射(XRD)方法测量了不同轧制状态,即不同变形温度和变形量条件下AZ31镁合金板材织构的变化特征。结果表明,经过轧制之后的AZ31镁合金板材形成强烈的基面织构;在250℃~400℃范围内,变形温度的升高、变形量的增大都会促进镁合金板材棱柱面、锥面等非基面滑移系的启动,从而影响各织构组分的锋锐程度和板材各向异性的强弱。随着变形温度的升高,镁合金板材的各向异性减弱;变形量的增大,镁合金板材的各向异性增强。     

AZ31镁合金板材多道次轧制压下量对变形能力的影响

采用不同压下量对具有基面织构的AZ31镁合金板材进行了多道次冷轧实验。并结合各个变形系Schmid因子的计算,分析了变形机制对冷轧变形能力的影响。结果表明:AZ31镁合金板材道次压下量(即咬入角)越小,无裂纹时极限变形量越大,其中每道次压下量为2.22%,极限变形量可达到26.67%(无裂纹);对基面织构取向晶粒,拉伸孪生{1012}和压缩孪生{1011}以及锥面c+a滑移的Schmid因子绝对值均随着咬入角的增大而减小,柱面滑移(0110)[2110]与(1100)[1120]两个滑移系Schmid因子值也随咬入角的增大而减小,在摩擦条件下,基面滑移的Schmid因子不为零;变形能力提高的原因主要在于低压下量有利于多变形系开动。     

累积叠轧焊温度和循环道次对AZ31镁合金组织和性能的影响

研究了累积叠轧焊温度变化和循环道次对AZ31镁合金板材组织和性能的影响,分析了累积叠轧焊工艺细化AZ31镁合金晶粒的机理.试验结果表明,加热温度从250℃增加到400℃时,第一个道次后的平均晶粒尺寸逐渐减小;在400℃保温5min、道次压下量为50%时,第二个道次的板材平均晶粒尺寸可以细化到1.3μm,抗拉强度为300MPa,伸长率达到25.2%.     

轧制工艺对汽车用镁合金板材组织和性能的影响

对AZ31镁合金铸轧板材进行了不同初轧温度的多道次不同路径轧制试验。通过显微组织观察、室温拉伸试验研究了不同初轧温度和轧制路径对AZ31镁合金板材的组织和性能的影响。结果表明:在300~450℃,随着初轧温度的升高,AZ31镁合金板材试样平均晶粒尺寸逐渐增大,初轧温度达到450℃时,晶粒发生明显长大。相同初轧温度下,轧制方向交替变化轧制的AZ31镁合金板材试样比单向轧制试样晶粒更为细小。随着初轧温度的升高,试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率先降低后升高。采用轧制方向交替变化轧制的AZ31镁合金板材具有更优的力学性能。     

不同叠轧工艺对AZ31B镁合金超薄板材组织及轧制成形能力的影响

试验研究了不同叠轧工艺对AZ31B镁合金板材微观组织及轧制成形能力的影响。研究结果表明,采用厚板夹薄板的叠轧工艺可成功制备出厚度为0.05 mm的AZ31镁合金超薄板材,且表面质量良好,无边裂现象,平均晶粒尺寸约5μm。这种叠轧工艺可以有效细化合金板材组织,显著改善AZ31镁合金超薄板的轧制成形能力。     

控制初始织构提高AZ31镁合金板材冷轧单道次变形量（英文）

利用多道次降温热轧工艺得到的AZ31镁合金板材用于后续的一道次冷轧实验,单道次冷轧极限提高到41%。在多道次降温热轧工艺中,采用大的道次变形量进行轧制得到的终轧板材的织构强度较弱,得到的织构强度仅为一般AZ31轧制板材的1/3~1/2。研究表明,即使得到的板材的晶粒尺寸较为粗大,但是弱的织构仍有利于冷轧成形性的提高。对AZ31镁合金板材织构形成的变形机理进行了详细分析。     

Ca对AZ4.51变形镁合金组织和性能的影响

采用AZ4.51变形镁合金经均匀化处理和热轧后得到的厚度为1 mm的薄带.用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子万能试验机等对不含钙和钙含量为0.3%的镁合金薄带进行组织分析和性能测试.研究发现,Ca的加入改善了镁合金组织的均匀性,从而改善了合金力学性能的各向异性,使材料在不同方向上的强度和伸长率差别减小,尤其提高了材料在与轧制方向成45°方向上的力学性能,其轧制态的抗拉强度为292.7 MPa,屈服强度为200.1 MPa,伸长率为9.2%,分别提高了25.25%、43.75%和24.32%.同时Ca的加入提高了材料的变形能力,使镁合金在350 ℃轧制(每道次压下量设定为50%)时的一次压下量达到33.8%,提高了10%.     

微量Ce和Ca对AZ31组织演变及成形性能的影响

研究微量(0.2%,质量分数)Ce和Ca对AZ31合金组织演变和成形性能的影响,期望通过改善组织和织构开发低成本高成形性能的镁合金。结果表明:Ce和Ca可以使挤压态AZ31板材再结晶晶粒更加均匀细小;Ce和Ca可以弱化轧制退火态板材的基面织构,Ca会使AZ31板材的基面织构基极向横向发散,同时,Ce和Ca还能使AZ31板材的r值和各向异性降低;Ce和Ca可以大幅提高AZ31合金板材的室温成形性能,Mg-3Al-1Zn-0.2Ce-0.2Ca合金薄板的基面织构强度为3.2,r值为1.05,Δr值为0.04,其Erichsen值达到6.0 mm。织构的改善主要是由于合金元素引起的滑移系的改变,板材各向异性的降低与其织构的改善密切相关,室温成形性能的提高可以归因于织构的改善、较小的r值和较大的n值。     

不同加工路径对汽车用AZ31B镁合金薄板冷冲性能的影响

对AZ31镁合金1.5 mm厚板材进行了不同路径等通道角挤压变形,研究了其对AZ31B镁合金板材冷冲性能的影响。结果表明,改变等通道角挤压路径不仅能够细化晶粒,更能够通过弱化其基面织构提高镁合金冷冲成形性能。与单向ECAP(路径A)相比,180°翻转挤压(路径C)后的板材冷冲性能最高。而对于每道次90°翻转(路径D),板材各个方向上的冷冲高度基本一致,说明变换等通道角挤压路径有利于降低镁合金板材的各向异性。     

变形方式、动态再结晶和孪晶对AZ31镁合金轧制织构演变的影响（英文）

为了获得AZ31镁合金轧制织构(0002)基面密度和轧制条件的定量关系,在压下量为20%~40%、轧制温度为300~500°C的条件下对AZ31镁合金进行热轧试验。采用板材中嵌入镁合金圆柱的方法计算板材厚度方向的剪切应变和等效应变量。利用光学金相显微镜、X射线衍射和EBSD技术检测轧制板材的显微组织、表面层和中心层(0002)基面织构密度。定量分析应变、动态再结晶和孪晶对AZ31镁合金轧制板材织构的影响。结果表明:在相同应变下,轧制开始温度为400°C时,(0002)基面织构极密度最高,并得到了(0002)基面织构极密度随温度和应变的变化规律。     

应变速率与温度对AZ31B镁合金板材各向异性的影响

由于镁合金复杂的变形机制以及现有制备工艺不够成熟,导致其各向异性明显,力学性能不太稳定,对镁合金成形性能有较大影响,因此,对镁合金板材各向异性的深入研究具有非常重要的意义。对AZ31B镁合金轧制板材进行了单向拉伸试验,主要研究其在不同应变速率和不同温度条件下的各向异性。结果表明:室温下,AZ31B镁合金力学性能随着应变速率的变化呈现出不同程度的各向异性,且45°方向试样的力学性能优于其他两个方向的;随着温度的升高,其力学性能的变化趋势在三个方向上均一致,强度的各向异性行为逐渐减弱,当温度升高到400℃时,强度的各向异性现象基本消失。     

轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响

在不同轧制温度对AZ31B镁合金薄板进行了温轧,对不同厚度板带的边裂和显微组织进行了观察和分析。通过轧制试验研究了轧制温度对AZ31B镁合金薄带的边裂和显微组织的影响。结果表明:镁合金薄板温轧边裂是由剪切变形引起的。随着轧制温度的升高,裂纹的深度和间隔都大幅度减小,孪晶数量减少,晶粒尺寸增大。在220℃轧制能够有效抑制边裂的产生,并得到较为理想的晶粒组织。     

基于纳米压入法AZ31轧制镁合金的蠕变行为研究

采用纳米压入法对AZ31轧制镁合金蠕变性能的各向异性行为进行了研究。采用连续刚度测试原理对沿轧制方向0°、30°、45°、60°以及90°的AZ31轧制镁合金板材进行纳米压入试验，基于Nix-Gao理论获得材料去除尺度效应的不同取向硬度值，并对材料5个方向的保载阶段蠕变行为的各向异性进行分析。结果表明，与宏观拉伸-压缩试验结果相似，基于纳米压入得到的不同取向AZ31轧制镁合金硬度值表现出明显的各向异性，蠕变应力指数沿着轧制方向的角度增大呈现增大趋势，0°和30°的蠕变应力指数分别为1.5和1.4,此时蠕变机理为扩散蠕变和晶界滑移协调作用。45°、60°和90°取向的蠕变应力指数分别为2.1、2.0和2.2,这3个取向的蠕变过程为晶界滑移为主导。