6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板的组织与力学性能（英文）

在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061 Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到了铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061 Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了拉伸性能测试、微观组织和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Al_3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的抗拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的抗拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。     

AZ31B/6061爆炸焊复合板平面应变压缩及轧制变形行为

采用爆炸+轧制工艺可以制备出较薄且表面质量较高的AZ31B/6061复合板,但AZ31B/6061爆炸焊复合板的轧制较难成功。本试验以平面应变热压缩对复合板的热轧进行物理模拟,通过轧前预热、AZ31B镁合金和6061铝合金的热压缩、复合板的平面应变压缩试验研究,选择出了合适的参数,成功地对复合板进行了轧制。结果表明,400℃5 min条件下压缩后的复合板在各压缩率下整体上包覆和"鼓肚"程度均比较小; AZ31B/6061爆炸焊复合板在400℃热轧温度下可以轧制成功,但不同压下率下轧制的复合板出现了不同程度的翘曲,且翘曲程度随着压下率的增加先减小后增大,30%压下率的复合板翘曲程度最小,平直度较高,无边裂,轧件质量良好。这种探究轧制参数的方法对于其他异种材料复合板也具有一定的参考价值。     

热轧制备Ti-6Al-4V/6061/AZ31B复合板及组织与性能研究

利用热轧复合工艺制备Ti-6Al-4V/6061/AZ31B(简称Ti/Al/Mg)叠层复合板,并研究了轧制温度对其组织与性能的影响.结果表明,Ti/Al/Mg叠层复合板中Ti/Al及Al/Mg界面结合良好.铝层和镁层的组织在厚度方向上是不均匀的,镁层组织的不均匀是由于轧辊与板材表面之间的摩擦力所致,铝层组织的不均匀是...     

Al-Mg-Ti轧制复合板界面结合机理及力学性能

采用加热轧制复合的方法制备了6061/AZ31/Ti-6Al-4V/AZ31/6061复合板,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射分析(XRD)和拉伸试验机等分析技术对复合板两种界面的结合机理、力学性能及断裂特征进行了分析.试验结果表明:当轧制压下量大于或等于40％时,由于变形的深入,Ti-6Al-4V层会出现颈缩或断裂;当轧制温度为420℃时,6061/AZ31界面会出现金属间化合物Al3Mg2,且有这种金属间化合物生成的区域,界面拉剪试验过程中会发生断裂,界面的力学性能降低;当轧制温度为380℃、压下量为30％时,Al-Mg-Ti轧制复合板界面结合强度综合性能最优,Al-Mg和Mg-Ti两种界面的失效基本发生在界面原子相互扩散的区域,且不同温度下轧制得到的复合板在拉剪过程中均表现为脆性断裂.     

热轧5A06/AZ31铝镁复合板结合界面

用热轧法制备了5A06/AZ31铝镁层状复合板材,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多功能力学性能试验机等仪器,研究分析了轧制工艺参数对5A06/AZ31铝镁复合板界面形貌及结合强度的影响,并分析了其结合机制。轧制温度、压下率分别控制在430℃～450℃、35%～50%时热轧制备的5A06/AZ31铝镁层状复合板具有良好的结合界面,其结合界面具有一定的元素扩散层;扩散层厚度影响着复合板的结合强度,界面结合强度随轧制变形量和温度的增加呈现先增后降的现象;在轧制温度450℃、压下率45%时出现强度峰值,约为72. 57N/mm~2。     

镁铝爆炸复合板界面轧制变形行为的数值模拟

用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA研究了6061Al/AZ31B/6061Al爆炸复合板的界面轧制变形行为。分析了复合板轧制方向和宽度方向的界面节点在不同轧辊转速和相对压下率下最大等效应力和应变的变化规律,并进行了定量比较。模拟结果表明:不同轧制条件下,镁铝复合板界面各节点的最大等效应变值和应力值呈现不同的分布特点。最大轧制力随相对压下率和轧辊转速而变化。在轧辊转速30 r/min、相对压下率20%时,可以获得较好质量的轧制复合板。结果能为镁铝爆炸复合板的轧制工艺提供理论参考。     

退火温度对Mg-Li/Al复合板界面组织与结合强度的影响

通过温轧制备5083Al/Mg-9.5Li-2Al/5083Al复合板,经200℃～400℃退火1h处理,利用扫描电子显微镜(SEM)和EDS对所制备的复合板进行显微组织结构观察,采用粘连法测试退火复合板的结合强度。结果表明,200℃温轧可以制备出界面结合良好的5083Al/Mg-9.5Li-2Al/5083Al复合板;复合板在350℃以上退火可形成连续的扩散层,扩散层由靠近镁锂合金一侧的Mg17Al12相和靠近铝合金一侧的Al3Mg2相组成,Li原子固溶于Al3Mg2相中;结合强度测试结果表明,当退火温度为350℃时,界面结合强度最高,达到了20MPa。     

压下率对大厚度比Al/Mg/Al层合板性能的影响

采用0.2 mm Al+5 mm Mg+0.2 mm Al的组坯方式,400℃保温10 min热轧制得大厚度比Al/Mg/Al层合板,研究了压下率对其界面结合、镁基材组织及拉伸性能的影响。对压下率为41%、49%和60%热轧制备的Al/Mg/Al层合板进行了界面SEM观察、微观组织观察、拉伸实验及拉伸断口的观察。结果表明,大厚度比Al/Mg/Al层合板在压下率为60%时,边部的附加拉应力造成边裂的出现;经41%压下率热轧可实现界面结合,但存在微缺陷,压下率为49%及以上可实现良好结合;压下率对Al/Mg/Al层合板的屈服强度和抗拉强度影响较小,对其伸长率影响较大。随着压下率增加,伸长率先增加后减小。压下率为49%时,伸长率最大为26%,其原因在于该工艺下镁基材的晶粒均匀细小,韧性提高。     

Al/LZ91/Al三层复合轧制板材组织及界面扩散行为

采用金相显微镜,扫描电镜,观察了Al/LZ91/Al复合板界面组织和形貌,研究了不同退火参数对复合板界面扩散和拉伸性能的影响,并建立了扩散方程。结果表明,Al/LZ91/Al三层复合板退火后中间层LZ91镁合金发生了回复和再结晶,先前轧制被拉长而变形了的晶粒退火后转变为均匀而细小的等轴晶粒。Al/LZ91/Al三层复合板退火后界面发生了Mg和Al等元素的扩散,界面由基体α-Mg+β-Li相、Mg17Al12相、Al3Mg2相以及α-Al相等组成;退火温度为300℃保温1h后的三层复合板抗拉强度和伸长率最大,分别达到130 MPa和15.8%。     

热压退火处理对AZ31/L2热轧复合板结合强度的影响

采用热轧工艺一道次制备出AZ31镁合金/L2纯铝复合板材,并研究了退火工艺对复合板结合强度的影响。结果表明,在50 %压下率和425 ℃轧制条件下,AZ31和L2板材经单道次热轧变形后完全复合,复合板外观完整、无宏观裂纹,结合面剪切强度为29 MPa。退火温度≥300 ℃时,AZ31/L2复合板界面处生成硬脆的中间相,导致结合强度严重下降。经250 ℃×15 MPa的热压退火处理后,复合板结合强度达到37 MPa,剥离面内密布大量条带状撕裂棱,热压退火工艺可以提高复合板的结合强度。     

镁铝轻质复合板多层挤压复合工艺

采用挤压工艺对AZ31镁合金板和6061铝合金板进行多层挤压复合,结合扫描电镜、能谱分析仪、金相显微镜、EBSD以及万能拉伸试验机等分析手段,研究了不同坯料层数对AZ31/6061复合板的微观组织及力学性能的影响。实验结果表明:复合板镁合金侧中存在大量的细小再结晶晶粒和少量变形组织,复合板铝合金侧的晶粒呈现典型的带状结构,且周围有大量细小再结晶晶粒生成;此外,复合板中Mg/Al界面具有良好的冶金结合,且有不同厚度的界面反应层生成,其中P1板的界面反应层以Mg_2Al_3为主,P2板靠近镁合金侧有Mg_(17)Al_(12)生成,靠近铝合金层有Mg_2Al_3生成。     

The Microstructure,Texture and Mechanical Properties of the Rolled Al/Mg/Al Clad Sheets

Two types of three-layered Al/Mg/Al clad sheets were fabricated by hot rolling. The first (sheet A) underwent a single pass with a small rolling reduction of 33% and the second (sheet B) underwent four passes with a large rolling reduction of 71%, and both were subsequently annealed at 200 °C for 1 h. Microstructural examination and tensile tests on the fabricated sheets revealed that 17.8-μm-thick intermetallic compound layers (IMCLs) appeared at AZ31/5052 interfaces in sheet B while none were observed in sheet A. The AZ31 layers in sheets A and B exhibited basal textures with intensities of 15.1 and 9.8, respectively, and only sheet A exhibited tensile twins (TTs) in the AZ31 layer. Recrystallization resulting in grains was preferred near the AZ31/5052 interface and the intersections between TTs. Owing to its larger rolling reduction, more extensive recrystallization was observed in the sheet B component layers than in sheet A. Sheet B exhibited better mechanical properties with a much higher ultimate tensile strength (UTS) than sheet A (230 versus 102 MPa) and a slightly larger elongation (19 versus 17%).This indicates that texture intensities and the extent of recrystallization of component layers have a significant effect upon the mechanical properties of clad sheets.     

焊接温度对Mg/Al扩散焊接头微观组织和性能的影响

采用真空扩散焊在不同焊接温度下对AZ31B镁合金和6061铝合金进行连接。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱（EDX）观察Mg/Al异种金属接头的显微组织。结果表明：随着焊接温度的升高,扩散区各层的厚度增加,且组织发生明显变化。440°C时扩散层由Mg2Al3层和Mg17Al12层组成;460和480°C时由Mg2Al3层、Mg17Al12层和Mg17Al12与镁基固溶体的共晶层组成。随着加热温度的升高,高硬度区域显著增多,区域内不同位置的硬度存在明显差别。当焊接温度为440°C时接头的最大抗拉强度为37MPa,脆性断裂发生在Mg17Al12层。     

退火对AZ91/1060爆炸复合板界面的影响

将AZ91镁合金/1060纯铝爆炸复合板进行退火处理,对热处理前后结合界面处的显微组织、成分分布、力学性能进行分析和研究。结果表明,退火过程中镁元素易于向纯铝中扩散,扩散层主要位于靠近界面的纯铝中;退火后的复合板界面处的扩散层厚度和最高硬度均比未热处理时有明显提高,高硬度层从原始复合板界面的镁合金一侧转移到纯铝一侧,原始复合板中引起界面处硬度升高的原因是加工硬化效应,热处理后界面处的高硬度是由于在扩散层中产生镁-铝固溶体和金属间化合物;随着退火温度的升高,界面处扩散层厚度增加,组织中发生再结晶趋势增强,形变带逐渐消失。     

Preliminary investigations on the Mg–Al–Zn/Al laminated composite fabricated by equal channel angular extrusion

In order to utilize the advantage of low density and overcome the disadvantages of poor corrosion resistance and low strength, the laminated composites of Mg alloys fabricated by different methods have attracted extensively attentions. In this paper, the equal channel angular extrusion (ECAE), which has been widely used to fabricate ultrafine grain bulk materials, was introduced to fabricate the Mg–3Al–1Zn/Al (AZ31/Al) laminated composites at different temperatures. After fabrication and annealing treatment at different temperatures, the microstructural evolution and phase constitution near the joining interface of AZ31/Al composites were evaluated using optical and scanning electron microscope as well as X-ray diffraction (XRD). The results indicated that the higher annealing temperature promoted the formations of thicker bonding layers and more reaction phases near the joining interface, which mainly included Mg₂Al₃ and Mg₁₇Al₁₂ phases. The AZ31/Al laminated composite fabricated at 300 °C revealed thicker diffusion layer than that fabricated at 200 °C after anneal under the same condition, and the appropriate technological parameters of fabricating AZ31/Al laminated composites were also discussed.     

Effect of annealing temperature on joints of diffusion bonded Mg/Al alloys

To study the effect of annealing temperature on the joints between magnesium and aluminum alloys, and improve the properties of bonding layers, composite plates of magnesium alloy (AZ31B) and aluminum alloy (6061) were welded using the vacuum diffusion bonding method. The composite specimens were continuously annealed in an electrical furnace under the protection of argon gas. The microstructures were then observed using scanning electron microscopy. X-ray diffractometry was used to investigate the residual stresses in the specimens. The elemental distribution was analyzed with an electron probe micro analyzer. The tensile strength and hardness were also measured. Results show that the diffusion layers become wide as the heat treatment temperature increases, and the residual stress of the specimen is at a minimum and tensile strength is the largest when being annealed at 250 °C. Therefore, 250 °C is the most appropriate annealing temperature.     

温轧工艺对6061铸轧板材显微组织和力学性能影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及万能拉伸机等研究了不同温轧温度及累积压下率对双辊铸轧6061铝合金板材组织性能的影响。结果表明,6061铝合金铸轧板组织主要由耐热相Al0.7Fe3Si0.3、Al9Fe0.84Mn2.16Si及少量强化相Mg2Si组成。合金中第二相随温轧道次递增逐渐由网格状、片状转变为沿轧制方向的线条状,最终变为细小的颗粒状。温轧后,有新的析出相Al0.5Fe3Si0.5产生,且Mg2Si相的数量增多。6061铝合金铸轧板较为适宜的温轧工艺为:370℃轧制+80%累积压下率,此时铸轧板热处理后的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别88.48 MPa,318.76 MPa和20.53%。     

温度峰值影响6061铝/AZ31B镁异种材料FSW接头成形的规律

以6061-T6铝合金与AZ31B镁合金为研究对象,基于Abaqus软件进行了异种材料搅拌摩擦焊过程的温度场数值模拟,重点分析搅拌针偏置镁侧下的搅拌区温度峰值影响焊缝表面成形的规律。结果表明,当焊接温度峰值高于Al-Mg共晶温度时,搅拌针根部附近区域会出现较明显的黏着现象,其随着焊接速度的降低而加剧,这与焊接温度峰值的升高相关。随着焊接速度的增加,焊缝表面更易避免裂纹缺陷的产生。当搅拌头的转速为1200r/min且焊接速度为40mm/min时,6061铝/AZ31B镁异种材料焊接接头的表面成形良好。     

Research on the Al/Mg/Al Three-layer Clad Sheet Fabricated by Hot Roll Bonding Technology

The three-layer clad materials consisting of Al(AA1100) / Mg(AZ31) / Al(AA1100) plate was fabricated by the hot roll bonding method. The crucial technological parameters of manufacturing clad sheet, including the threshold rolling reduction and clad-rolling bonding conditions were investigated. This clad sheet was produced successfully by hot roll bonding with the intermetallic phase formation, which can be observed using conventional optical microscope. The bond interfacial structures of the AZ31 / AA1100 ...     

退火处理对Al/ZE42/Al复合板界面组织和腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、盐水浸泡等方法研究了退火热处理工艺对Al/ZE42/Al复合板界面微观组织和该复合板在5.0%Na Cl(质量分数)水溶液中腐蚀行为的影响。实验结果表明:Al/ZE42/Al复合板经退火处理后,界面区域发生Mg和Al等元素的互扩散,界面扩散层包含2个反应层,靠近ZE42镁合金一侧的反应层为Mg_(17)Al_(12)相,靠近Al板一侧的反应层为Al_3Mg_2相,随着退火温度的升高或者保温时间的延长,ZE42/Al界面扩散层的厚度增加,ZE42镁合金发生了再结晶组织转变;退火热处理没有明显改善Al/ZE42/Al复合板的耐腐蚀性能,提高了腐蚀速率,其腐蚀机制为复合板边部向内部扩散而导致的电偶腐蚀加剧。