挤压温度对AZ31镁合金组织性能的影响

研究挤压温度对AZ31镁合金异型材制品组织结构、抗拉强度和电导率的影响.用锥模挤出散热片,制品采用水冷,挤压比为13.5.结果表明:对于密排六方结构的AZ31镁合金,孪晶常出现在晶粒的一侧,并以周期性的形式重复出现;挤压温度直接影响制品的组织结构及抗拉性能,挤压温度对电导率的影响较小.随着挤压温度的升高,动态再结晶速度加快,晶体中的孪晶明显减少,晶粒尺寸增加.在挤压温度为400℃,经水冷却的散热片型材,其抗拉强度和电导率分别为267 N/mm2和17.3 IACS%.     

Nd对挤压态AZ31镁合金耐腐蚀性能的影响

采用盐雾腐蚀和动电位扫描法研究稀土元素 Nd 对挤压态 AZ31 镁合金耐腐蚀性能的影响,并利用扫描电镜分析合金腐蚀试样的微观形貌,用X射线衍射衍射仪分析合金的物相组成和腐蚀产物。结果表明, Nd 能够明显提高AZ31 合金的耐腐蚀性能,且合金的腐蚀速率随 Nd 含量的不同而发生变化,盐雾、电化学腐蚀实验结果一致     

挤压温度对AZ31B镁合金型材质量的影响

探讨了不同挤压温度对针梁挤压力、表面质量和力学性能的影响,从微观方面研究了组织和性能之间的关系。结果表明:随着挤压温度的升高,挤压力下降;型材表面出现颜色不一致的条带,相应的抗拉强度和屈服强度降低。     

挤压比和挤压温度对AZ31镁合金组织性能的影响

研究了AZ31镁合金挤压变形,分析了挤压比和挤压温度对合金组织性能的影响。结果表明,挤压后合金发生了动态再结晶,形成了等轴晶粒,细化了晶粒。随着挤压温度的增大,合金晶粒长大,强度和塑性下降,挤压比增大,合金晶粒细化,强度和延伸率都随着挤压比的增大而增大。在低温与大挤压比的共同作用下,镁合金的韧性有效地得到提高。     

应变速率对AZ31挤压变形镁合金力学行为的影响

通过静态拉伸试验机和高应变速率冲击拉伸试验装置,对AZ31挤压镁合金分别进行了不同应变率下拉伸力学性能的试验,获得了各应变速率下完整的应力-应变曲线。并通过扫描电镜对其拉伸断口进行分析。结果表明,其屈服应力、拉伸强度随着应变速率的增加而增加,失稳应变则随着应变速率的增加而有所减小;而弹性模量则对应变率不敏感。采用Johnson-Cook材料模型描述AZ31镁合金应变速率相关的应力应变本构模型,其拟合结果和实验结果基本相吻合。扫描电镜断口分析结果表明,动态和静态的断裂方式基本相同,都是以准解理断裂特征为主,局部区域伴有解理断裂。     

挤压态AZ31镁合金的疲劳行为研究

通过外加总应变幅控制的疲劳试验和断口形貌分析,确定了挤压态AZ31镁合金的循环应力响应行为、循环变形行为、疲劳寿命行为和疲劳断裂机制。结果表明,在外加总应变幅控制的疲劳加载条件下,挤压态AZ31镁合金呈现明显的循环应变硬化现象和拉-压不对称循环变形现象,其弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述,断口上的疲劳裂纹的萌生和扩展均以穿晶模式进行。     

AZ31镁合金板等应变速率挤压研究

本文设计了等应变速率模具,将等应变速率挤压技术应用于AZ31镁合金板材挤压。采用有限元软件对等应变速率挤压和传统挤压分别进行模拟仿真。对比研究了镁合金挤压过程中,分别使用等应变速率模具和传统模具时,金属流动速度场、等效应变场、模具出口温度场、平均应力场等坯料主要场变量的变化规律。研究结果表明：在本文设定的具体工况下,使用等应变速率模具挤压使金属流动速度场、等效应变场、模具出口温度场和应力场分布的均匀性分别提高了13.5%,43.2%,7.6%和13.4%。两种模具的出口处板材的等效应变均是从中心向边缘逐渐增加,温度场均呈现中心部分基本保持稳定,靠近板材边缘部分逐渐降低趋势,且等应变速率模具出口处板材温增小于传统模具。等应变速率模具减小了模具出口附近板材拉应力出现的范围,且在模具出口处等应变速率挤压板材的平均压应力大于传统挤压。     

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.     

挤压态AZ31镁合金变形组织演变机制

研究了挤压态AZ31镁合金在压缩过程中的组织变化及其演变机制,探讨了孪生对加工硬化的影响。结果表明,当应变量小于4%时,孪晶含量随应变增大而增多;此后,随应变增加,孪晶含量反而逐渐减少,显微组织分析表明发生了退孪生现象。但织构分析表明,镁合金在压缩过程中并没有发生退孪生。孪晶长大与合并模型被用于解释组织分析显示的孪晶产生和消失现象。在挤压态镁合金的压缩过程中,孪晶的长大与合并导致基体几乎被消耗完毕,大部分基体转变成了孪晶组织,孪晶合并成片,以至于在显微组织观察中产生了孪生先产生后消失的假象。研究还表明,在孪生过程中镁合金的晶体取向发生86.3°的转变,使得镁合金从软取向变成了硬取向,这种取向的转变是镁合金压缩变形过程加工硬化的主要原因。     

高应变速率对挤压态AZ61镁合金力学行为的影响

采用光学显微镜对挤压态AZ61镁合金的显微组织进行了观察,利用Hopkinson杆杆测试技术对挤压态AZ61镁合金进行了高应变速率冲击拉伸试验,测定了该合金在不同应变速率下的完整动态应力-应变曲线;对该合金在高应变速率下动态应力-应变行为及其应变速率对挤压态AZ61镁合金的屈服行为及其断裂机制的影响进行了分析.结果表明,在整个加载过程中,材料的弹性模量变化很小;在拉伸过程中,该材料表现出明显的屈服点.随着应变速率的增加,材料的抗拉强度相应增大,失稳应变相应减小,但表现出的应变速率强化效应不明显.采用SEM对其断口进行分析,结果表明挤压态AZ61镁合金拉伸断口对应变速率不敏感,表现为以韧性为主伴有少量解理特征的混合断裂.     

正挤压对铸态AZ31镁合金组织与性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了正挤压试验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能.结果表明,正挤压可使铸态AZ31合金晶粒显著细化;挤压后抗拉强度和伸长率比挤压前分别提高22%和100%;随挤压温度升高,挤压所得试样的抗拉强度明显下降,但伸长率变化幅度较小;随挤压比的升高,挤压所得试样的伸长率和抗拉强度均明显升高.     

挤压态AZ31B镁合金的超塑性研究

将铸态镁合金AZ31B在300℃以1∶6的挤压比进行挤压,在310-460℃温度范围内,以1×10^-1-1×10^-4s^-1初始应变速率,对挤压后试样作单向拉伸试验,研究AZ31B镁合金的超塑性流变行为。扫描电镜对拉伸后的试样断口进行分析。试验表明,经过热挤压可以改善镁合金的拉伸力学性能,在415℃、应变速率为1×10^-4s^-4时挤压态镁合金具有良好的超塑性,伸长率达到了380%;断口分析表明,AZ31B的超塑变形的主要机制为晶界滑移。     

挤压态AZ31镁合金温热拉伸性能的各向异性

采用单向拉伸实验研究温热条件下挤压态AZ31镁合金板材5个不同方向的力学性能、显微组织、断口形貌。结果表明:挤压态镁合金力学性能具有明显的各向异性,170℃时,各向异性最明显,随着拉伸方向与挤压方向所呈角度的增大,抗拉强度从217 MPa增大到271 MPa,屈服强度却从174 MPa减小到71 MPa。镁合金在温热条件下变形机制为{1012}拉伸孪生、{1011}压缩孪生和{0001}基面a滑移;沿着不同角度拉伸时,变形机制有所不同。拉伸方向与挤压方向的角度小于45°时,挤压态镁合金表现为微孔聚集型的韧性断裂;且随着角度的增大,表现为韧-脆混合断裂,其中角度为67.5°时,镁合金以解理方式断裂。     

加热温度对AZ31镁合金连续挤压组织与性能的影响

采用连续挤压方法,开展AZ31镁合金工艺试验,研究加热温度对挤出产品微观组织和力学性能的影响。结果表明,加热温度对AZ31镁合金组织影响明显,坯料室温挤压时,产品的芯部组织均匀细小,而表层的晶粒大小不均。随着加热温度的升高,微观组织的均匀程度提高。当坯料加热到450℃时,挤出产品芯部的晶粒有长大的趋势。连续挤压后的晶粒相比坯料显著细化,这是由于坯料在连续挤压过程中经历了多种变形,使晶粒得到细化。随着加热温度的升高,抗拉强度增加,伸长率变化不大,这是由于温度的适当提高,使再结晶充分,晶粒均匀程度提高。     

挤压温度对网球拍用AZ31镁合金管材耐蚀耐磨性能的影响

采用不同的挤压温度进行了网球拍用AZ31镁合金管材的挤压成形,并进行了腐蚀试验和磨损试验。结果表明:随挤压温度从225℃提高至350℃,AZ31镁合金管材的耐蚀和耐磨损性能均先提高后下降。网球拍用AZ31镁合金管材的挤压温度优选为325℃。     

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。     

强流脉冲离子束辐照挤压态AZ31镁合金性能

利用强流脉冲离子束(C+、H+)对变形镁合金AZ31的挤压态靶材分别进行0、1、30和50次辐照试验,分析辐照前后物相组成,检测随辐照次数增加靶材表面的显微硬度,并通过阳极氧化和盐雾试验检测耐蚀性能。结果表明,随HIPIB辐照次数增加,靶材表面显微硬度呈提高趋势,50次辐照表面显微硬度270 HV0.01,较原始靶材的63.7 HV0.01提高了3倍多;极化曲线显示自腐蚀电位和击穿电位提高,自腐蚀电流减小,30次辐照的自腐蚀电位达到-1363 mV,钝化区间为1065 mV;辐照处理后在盐雾试验中形成钝化膜使靶材腐蚀速率显著降低了65%,耐蚀性能得到较大改善。     

挤压态AZ31镁合金真空扩散焊试验研究

首先对挤压态AZ31镁合金进行等温热处理,获得不同的晶粒尺寸,然后研究时间、杂质、晶粒尺寸对扩散焊焊缝的影响.试验结果表明,在一定范围内,保温时间越长扩散焊效果越好;扩散焊前晶粒越细,扩散焊所需的时间越短,扩散效果越好,晶粒长大程度也小;熔合线处硬度值上升,距焊缝越远,硬度越低.     

挤压剪切与正挤压对AZ31镁合金塑性变形的影响

借鉴正挤压与多道次等通道挤压的特点提出了挤压(Extrusion)-剪切(Shear)复合挤压工艺(简称ES),制造了多副适合工业卧式挤压机的ES变形组合凹模,进行了ES挤压和普通挤压实验。构建了ES挤压和普通挤压的三维有限元热力耦合模型及数值模拟条件,对ES挤压过程的挤压力、累积应变演化进行了计算机模拟仿真。通过对坯料的应力状态进行了计算机模拟分析,发现ES挤压过程局部坯料受到四向压应力,ES挤压与普通正挤压相比可以显著提高镁合金变形过程的累积应变,因此可以更有效的细化晶粒。针对ES挤压和普通挤压棒料的不同位置进行了微观组织观察,发现在挤压温度为370℃、挤压比为12时ES挤压可以有效的细化晶粒,不仅可以细化棒材表层晶粒,心部也得到了细化。     

挤压速度和挤压温度对汽车用AZ31B镁合金工件表面质量的影响

主要研究了挤压速度和挤压温度两个工艺参数对AZ31B镁合金工件成形过程中表面粗糙度和显微硬度的影响。结果表明:当挤压速度小于2.8 mm/s时,提高挤压速度能降低镁合金的表面粗糙度数值,改善表面质量;当速度超过3.0 mm/s时,反而会提高粗糙度数值,对表面质量产生负面影响。提高挤压温度也能降低镁合金的表面粗糙度数值,当挤压温度到达360℃后,表面粗糙度不再发生变化,表面质量趋于稳定。当挤压速度小于2.4 mm/s时,提高挤压速度能提高镁合金的显微硬度,改善镁合金的表面质量;但速度超过2.4 mm/s后,显微硬度迅速降低,造成表面质量急剧下降。当挤压温度小于360℃时,提高挤压温度也能提高镁合金的显微硬度,温度超过360℃后,显微硬度明显降低。