往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的晶粒细化

研究往复挤压Mg-4Al-2Si(AS42)合金的显微组织和晶粒细化机制。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,随挤压道次的增加,合金的晶粒尺寸迅速减小;对合金挤压8道次后,得到晶粒细小、均匀分布的等轴晶组织,晶粒尺寸由铸态的45μm减小至1.5μm,此时,合金组织的细化趋于稳定,达到细化极限;晶粒细化机制是在往复挤压过程中通过累积动态再结晶,使再结晶得以彻底完成;增加位错密度和加剧晶界畸变使再结晶形核数目增多;大量挤压破碎、均匀分布的Mg2Si第二相颗粒成为再结晶形核核心,从而使晶粒得以细化;往复挤压11道次时,由于挤压温度过高,导致晶粒发生异常长大,最大尺寸约为10μm。本试验条件下晶粒发生异常长大的温度阀值约为400℃。     

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。     

坯料细化处理对AZ31镁合金挤压组织的影响

对超声细化和未细化的AZ31镁合金棒料进行均匀化退火后热挤压,并对热挤压后的组织和硬度进行了对比分析。结果表明,与未经过晶粒细化处理棒料的热挤压组织相比,预先经过晶粒细化处理的AZ31镁合金棒热挤压组织更加均匀。当挤压比λ为16、挤压料温度为380℃、挤压速度为0.9 m/min时,组织发生回复再结晶。与未经晶粒细化处理棒料的挤压组织相比,经过晶粒细化处理的挤压组织更加细小;挤压速度增加到10 m/min时,经过晶粒细化处理后的AZ31镁合金挤压变形后棒料边缘容易发生二次再结晶现象,形成一条宽约75μm的粗晶组织,边缘附近区域组织中有孪晶形成。同时,经过晶粒细化处理后的AZ31镁合金挤压棒的硬度较高。     

Al-5Ti-0.25C晶粒细化剂对6063铝合金组织性能的影响

试验研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对6063铝合金铸锭晶粒尺寸的影响,并分析了其对热挤压行为及挤压材力学性能的影响规律。结果表明,未添加细化剂时,6063铝合金的显微组织主要由平均晶粒尺寸460μm的粗大晶粒构成;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒尺寸明显减小。在热压缩试验中,随着晶粒尺寸的减小,其进入稳态流变阶段时对应的真应力逐渐减小,挤压过程中所需要的挤压力降低,挤压棒材的再结晶晶粒尺寸也随之减小,此外,Al-5Ti-0.25C细化剂还可提高挤压材的硬度、伸长率等力学性能。     

挤压温度及路径对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金等通道角挤压组织及性能影响

以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 6Zr镁合金为研究对象进行等通道转角挤压实验,研究了挤压温度以及挤压路径对Mg-Gd-YZn-Zr镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,350℃挤压温度下晶粒未发生明显的细化; 400和450℃挤压温度时形变晶粒晶界处发生动态再结晶,晶粒发生细化; 500℃挤压温度时晶界已部分熔化,导致晶界弱化。450℃挤压温度下,铸态和均匀态试样经过1p-ECAP挤压后,在粗大形变晶粒晶界先发生动态再结晶,粗大晶粒和动态再结晶晶粒共存形成双峰组织。均匀态试样1p-ECAP挤压后屈服强度和抗拉强度均提高,屈服强度由145. 0 MPa提高到175. 6 MPa,抗拉强度由254. 3 MPa提高到294. 7 MPa。由于存在双峰组织,细小的动态再结晶晶粒和粗大形变晶粒之间在拉伸过程中变形不协调,容易引起应力集中,导致断裂伸长率降低。A路径4p-ECAP挤压后晶粒细化不均匀,挤压试样不同部位的材料性能存在一定差异; BC路径挤压时由于在下一道次挤压时都转动角度,滑移面出现交叉,晶粒细化比较均匀,挤压试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率较高。     

等径通道挤压制备超细晶金属过程中后压力影响的有限元分析

使用有限元方法模拟在等径通道挤压过程中,后压力对材料塑性变形的影响,并对多道次挤压试验结果进行分析比较.结果表明:施加后压力可以有效提高材料每道次挤压的塑性变形程度和分布均匀性.在多道次挤压过程中,施加后压力可以大幅度降低晶粒最终细化尺寸,降低挤压温度来减小温度对晶粒细化效果的影响.     

温度对纯铜等通道挤压变形组织的影响

为了研究温度对纯铜晶粒细化的影响,分别在室温、160、200、250℃下,对纯铜进行挤压变形。结果表明,在室温下等通道挤压,退火态纯铜随挤压道次的增加,晶粒细化,硬度值逐渐升高,最后趋于饱和。从室温到250℃,随着挤压温度的升高,晶粒的尺寸明显减小,晶粒细化更显著。     

挤压温度对往复挤压工业纯镁组织性能的影响

研究了工业纯镁的往复挤压工艺,在不同温度下用往复挤压工艺细化工业纯镁晶粒.挤压4道次,用金相显微镜观测了不同挤压温度条件下晶粒细化效果,测试了晶粒细化后的强度和硬度.结果表明,在相同挤压道次下,随着挤压温度的提高,晶粒度不断增大,拉伸强度和伸长率下降；在150℃往复挤压后,拉伸强度达到221 MPa,伸长率为23％.     

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。     

ICAE对汽车用AZ31镁合金板材组织性能影响实验研究

汽车轻量化需要细化金属晶粒,提高板料综合性能,因而研究并优化模具结构、改善变形过程成为AZ31镁合金板材塑性成形工艺当前的研究内容。提出了减径通道转角(ICAE)挤压工艺。试验研究了ICAE制备的200 mm×2 mm的AZ31镁合金板材组织与性能,结果表明:在ICAE过程中,通过晶粒破碎和动态再结晶可以显著细化合金晶粒,挤压后的平均晶粒尺寸约为2~4μm,且晶粒大小均匀,力学性能较传统方法成形的挤压板材大幅度提高。