离心铸造对AZ91镁合金组织及力学性能的影响

为了研究卧式离心铸造工艺对AZ91镁合金力学性能及显微组织的影响,采用卧式离心铸造方法制备外径为400 mm、厚度为20 mm且长度为1 000 mm的AZ91镁合金管材,并对离心铸造态与自然凝固态AZ91镁合金管材的微观组织及力学性能分别进行了观察与测试.结果表明,离心铸造态AZ91镁合金管材的抗拉强度和伸长率分别为158 MPa和3.4%,与自然凝固态管材相比分别提高了20%和89%.离心铸造态镁合金管材的微观组织得到明显细化.与自然凝固态AZ91镁合金管材相比,离心铸造态AZ91镁合金管材在凝固过程中的共晶转变在很大程度上受到抑制,并形成了以α-Mg为主相的组织.卧式离心铸造方法提高了AZ91镁合金的综合力学性能,并使合金的组织得到细化.     

Y对AZ31镁合金铸态组织和性能的影响

采用真空熔炼炉制备AZ31Y镁合金.观察其微观组织,对析出相进行分析,并着重讨论了提高其力学性能的途径.结果表明,Y在AZ31镁合金中主要以块状A12Y化合物形式存在;高熔点的A12Y在合金凝固过程中首先析出,成为凝固的异质形核剂,从而细化了合金组织,改善了室温和高温力学性能;由于Y的强化,含Y AZ31镁合金平均晶粒尺寸降低幅度约为35.82%;室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为212MPa,147 MPa和7.5%,200℃时分别为117 MPa,98 MPa和10.2 %.     

外加磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁板进行TIG焊过程中,需要外加横向交流磁场.针对外加横向磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响进行抗拉强度和布氏硬度试验,并采用扫描电子显微镜对试样的焊缝进行组织分析.研究了磁场参数对AZ31镁合金接头组织和性能的影响规律以及磁场作用的机理.研究发现,外加横向磁场可以促使电弧摆动对熔池进行作用,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善.在适当的磁场参数作用下电磁搅拌达到最佳效果,此时焊接接头的综合力学性能最好.     

电磁作用对镁合金焊缝金属组织性能的影响

将纵向交流磁场应用于5mm厚的AZ31镁板GTAW焊接过程中，通过对焊接接头力学性能和显微组织的分析试验，找到了磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律，并对磁场作用机理进行了分析研究.结果表明，外加纵向磁场的电磁搅拌作用从 4个方面影响晶粒的形核及长大过程，使焊缝中晶粒组织得到细化，进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善，同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布)，促进气泡上浮，降低镁合金焊缝气孔及焊接热裂纹敏感性，抑制热裂纹及气孔的产生.     

晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.     

磁场对AZ31镁合金焊接接头疲劳性能的影响

为了研究外加磁场对焊接接头疲劳行为的影响规律,在对5 mm厚的AZ31镁合金板进行钨极氩弧焊过程中,外加纵向交流变频磁场.对不同磁场参数下镁合金焊接接头进行应变控制疲劳实验,采用光学金相和扫描电镜对焊接接头的显微组织和疲劳断口进行分析.实验结果表明：当磁场电流为2 A,频率为20 Hz时,焊缝的疲劳性能达到最佳值.合适的外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊缝的疲劳性能得到改善.     

热挤压对AZ31-0.25%Sb合金组织与性能的影响

通过不同温度热挤压处理、力学性能测试和组织形貌观察,研究了热挤压处理对AZ31-0.25%Sb镁合金组织与性能的影响.结果表明：热挤压处理可有效提高合金的力学性能,经220 ℃热挤压处理,合金的室温抗拉强度由263 MPa提高到297.6 MPa,屈服强度由96 MPa提高到222.1 MPa,提高幅度达131.4%;热挤压处理提高AZ31-0.5Sb%合金强度的原因是：挤压期间产生了形变强化和发生的动态再结晶,形变产生的高密度位错可提高合金的抗拉强度,而发生动态再结晶形成的细小晶粒可有效提高合金的屈服强度.     

Mg-Al4C3中间合金对AZ31B镁合金组织的细化

采用SEM、EDS 和XRD 等测试手段研究Mg-50%Al4C3中间合金对AZ31B 镁合金显微组织的细化效果.研究结果表明,中间合金的加入可显著细化AZ31B镁合金的枝晶组织和晶粒尺寸.当Al4C3的加入量为0.9%时,α-Mg 晶粒的平均尺寸由基体合金的280 μm降至约53 μm.β相由连续网状转变为不连续的网状和细小弥散的粒状.通过能谱分析及面错配度计算证实,Al4C3可成为初生α-Mg晶粒的良好异质核心.     

镁合金复合变形微观组织和力学性能研究

对AZ31镁合金压痕-压平复合变形进行实验研究。研究结果表明,镁合金材料在低温塑性变形时,孪晶及孪生变形是主要变形机制;变形温度越高,孪晶组织越少;复合变形系数越大,孪晶组织越多,在晶粒内部产生了大量的孪晶组织;并且在晶界处开始发生动态再结晶,产生细小的动态再结晶晶粒;随着塑性变形程度的增大,晶粒取向开始发生变化,动态再结晶晶粒开始长大,直到覆盖初始的粗大晶粒,晶粒得到细化。当压缩率达到29%后,发生完全动态再结晶,晶粒得到充分的细化,晶粒平均尺寸达到8μm。当复合变形系数0.2时,组织中的孪晶数量较少,晶粒平均尺寸达到20μm。经过复合变形的AZ31镁合金板材的屈服强度达到212MPa,抗拉强度达到298MPa,延伸率提高至17.2%,分别提高20.1%、25.4%、34.3%。     

钙和碳变质对AZ91D显微组织与性能的影响

镁合金的晶粒细化对于材质的金相组织和力学性能起着决定性作用．本课题通过在AZ91D中加入Ca和C2Cl6晶粒细化剂,分别研究了Ca,C对AZ91D组织以及力学性能的影响．利用熔剂保护法,制备了AZ91D标准拉伸试样,经过T4,T6处理后,采用金相显微镜（Olympus）、扫面电镜（SEM）和能谱分析仪（EDAX）对制备的试样进行了显微组织、断口形貌及成分进行了观察与分析,并测试了抗拉强度和布氏硬度．试验结果表明：经过显微组织和断口形貌观察,加入细化剂后形成Al4C3,有效的抑制了晶粒的长大,使晶粒得到细化,当Ca和C2Cl6复合应用时,使得AZ91D的晶粒细化更加明显,力学性能得到提高,抗拉强度最高达到216N／mm^2,布氏硬度值达到60HB．     

AZ91磁控A-TIG焊电弧形态及焊接接头组织性能

为了分析磁场和活性剂对AZ91镁合金焊缝组织性能的影响规律并探究相应的作用机理,在A-TIG焊接过程中施加纵向交流磁场,采用高速摄影技术观察并拍摄电弧运动形态,对焊缝进行硬度、显微组织和物相组成分析.结果表明,当磁场电流为1.5 A、磁场频率为50 Hz、焊接电流为80 A、涂覆量为3 mg/cm~2时,焊缝硬度最大值为68.88 HV.在合适的磁场参数和活性剂配比下,电弧挺度最大,电弧收缩明显,此时电弧的搅拌作用致使晶粒显著细化,且析出相Al_(12)Mg_(17)明显增多,这对改善焊接接头的力学性能具有积极作用.     

不锈钢丝增强AZ91镁合金复合材料的显微组织及其力学性能

采用渗流铸造法制备了体积分数约为40%、60%、80%的不锈钢丝增强AZ91镁合金复合材料.利用万能试验机对其进行压缩实验;并利用扫描电镜观察复合材料的显微组织以及压缩后的断口形貌.结果表明:不锈钢丝在AZ91镁合金基体中的分布随着其体积分数的增加逐步均匀;不锈钢丝与AZ91镁合金界面润湿性较好.压缩试验表明:复合材料的抗压强度较AZ91镁合金抗压强度明显提高,40%、60%、80%体积分数的复合材料断裂强度分别为371、387、553 MPa;随着不锈钢丝体积分数的增加,材料的破坏方式由剪切破坏转变为劈裂.     

异步轧制对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

主要研究了异步轧制对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响,以探讨提高AZ31镁合金板材塑性变形能力的途径。结果表明,由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的要大,其动态再结晶进行的比较完全,因此异步轧制有利于AZ31镁合金板材晶粒的细化与均匀化;并且改变异步轧制的工艺条件,能够在一定程度上改善镁合金板材中的金相显微组织和板材中的{0001}基面织构取向,使织构得到软化,显著提高AZ31镁合金板材的伸长率,轧向和横向都大约提高了33%,这说明异步轧制可以提高镁合金的塑性变形能力以及二次成形性能。     

异步SLSU对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

主要研究了异步轧制对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响，以探讨提高AZ31镁合金板材塑性变形能力的途径。结果表明，由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的要大，其动态再结晶进行的比较完全，因此异步轧制有利于AZ31镁舍金板材晶粒的细化与均匀化；并且改变异步轧制的工艺条件，能够在一定程度上改善镁舍金板材中的金相显微组织和板材中的{0001}基面织构取向，使织构得到软化，显著提高AZ31镁合金板材的伸长率，轧向和横向都大约提高了33％，这说明异步轧制可以提高镁合金的塑性变形能力以及二次成形性能。     

AZ80镁合金管材热挤压工艺及组织性能研究

选用不同的工艺参数对变形镁合金AZ80进行管材热挤压工艺实验研究;对挤压前后材料组织与力学性能的变化进行分析。研究结果表明：热挤压可以显著细化AZ80镁合金的晶粒,而且随着挤压比的增加,晶粒变得更加细小;增大挤压比也可以提高AZ80镁合金的抗拉强度和屈服强度。挤压比为18.2,坯料温度为390℃,模具预热温度360℃,凹模的半模角为60°～70°,可得到均匀的合金组织和良好的力学性能.     

钢丝增强AZ91复合材料的力学性能

为了提高AZ91镁合金的力学性能,采用浸入铸造法制备了体积分数为3.3%的不锈钢纤维增强AZ91复合材料,并在相同条件下对AZ91及其复合材料进行了热挤压处理.采用扫描电镜（SEM）和力学性能试验机分别对铸态和挤压态材料的显微组织、断口和拉伸性能进行了研究.结果表明：铸态AZ91及其复合材料的抗拉强度分别为250和240MPa.然而经过挤压后,钢丝增强AZ91镁合金的屈服强度和抗拉强度分别达到了375和428.6MPa,与挤压态AZ91和铸态AZ91复合材料相比,分别提高了50%、20%和57.6%、78.6%.同时挤压态复合材料的塑性变形量也显著提高.     

Kinetics of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy during homogenization

The kinetics of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy with different thicknesses during homogenization was analyzed.It is shown that fine grains are first formed at the boundaries of deformed bands in the twin-roll casting slab.The recrystallized grains with no strain are gradually substituted for the deformed microstructure of twin-roll casting AZ31 magnesium alloy.The incubation temperature and time for the recrystallization of a twin-roll casting AZ31 magnesium alloy strip with a thickness of 3 mm are lower and shorter than those of the 6-mm thick strip,respectively.The 3-mm thick twin-roll casting magnesium alloy has finer grains than the 6-mm thick strip.The activation energies of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy slabs with the thickness of 3 and 6 mm are 88 and 69 kJ/mol,respectively.The kinetics curves of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy were obtained.     

"C+RE"双重变质对AZ31变形镁合金显微组织和性能的影响

研究了“C＋RE”双重变质处理对AZ31变形镁合金显微组织和力学性能的影响。当对合金进行Ce（“C＋RE”）变质后,合金中出现Al4Ce相,不但细化了基体晶粒,合金中的Mg17Al12也同时细化,从而合金的屈服强度、塑性、冲击韧性得到提高。随着合金中Ce含量的增加合金中的Al4Ce含量也增加,合金的屈服强度、冲击韧性提高但塑性有所下降。