Y对AZ31镁合金晶粒细化作用的研究

通过在AZ31镁合金中加入稀土元素Y,采用金相分析、SEM、EDX、XRD等手段,研究Y对合金的晶粒细化效果,井通过拉伸实验以及断口分析,考察了晶粒细化效果对材料力学性能的影响,并对细化机理进行了探讨。结果表明,AZ31合金中添加微量稀土元素Y,晶粒可明显细化为均匀细小的等轴晶,由未细化的400μm细化至40～50μm,合金的力学性能得到提高。Y与合金中的Al结合生成高熔点、高热稳定的稀土相Al2Y,造成凝固过程中固液界面前沿成分过冷度增大,是稀土元素细化镁合金晶粒的主要原因。     

AZ31变形镁合金及其挤压工艺的研究现状

本文根据文献资料总结了AZ31变形镁合金的性能特点、高温流变应力方程及其挤压工艺的研究和应用现状，为进一步开展AZ31镁合金挤压工艺的研究，特别是计算机模拟提供了参考依据。     

变形参数对AZ31镁合金变形抗力的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机对AZ31镁合金在变形温度为250~400℃、变形速率为0.5~3.0s^-1下进行热变形模拟实验,得到了AZ31镁合金真实应力-真实应变曲线,并通过光学显微镜观察了试样在变形中的微观组织.结果表明,动态再结晶是该实验条件下晶粒细化的主要机制,变形参数影响了再结晶的程度.     

AZ31镁合金的研究现状

综述了国内外对AZ31镁舍金的研究现状。讨论了主要合金元素对AZ31镁合金的组织和性能的影响,介绍了AZ31镁合金的晶粒细化、塑性成形技术的研究现状。对AZ31镁合金的发展前景进行分析。     

稀土元素Gd、Ce对AZ31镁合金硬度的影响

本文以AZ31变形镁合金为研究对象,在其基础上添加了不同含量的稀土元素Gd和Ce,研究AZ31-8Re镁合金的铸态组织和性能.利用光学金相显微镜、维氏硬度测试仪等实验设备研究镁合金的相的微观组织和力学性能,系统地比较了不同含量的稀土元素Gd和Ce的镁合金的性能,分析了不同含量的稀土元素Gd和Ce对镁合金力学性能的研究了稀土元素Gd和Ce对AZ31变形镁合金的组织和力学性能的影响.     

稀土Nd对AZ 31镁合金铸态组织和力学性能的影响

利用气氛电阻炉制备了AZ 31-xNd合金(x=0.05%,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%),采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)对不同Nd含量的实验合金进行了显微组织观察和分析,结果发现,Nd在AZ 31-xNd合金中形成了Al_3Nd和Mg_(12)Nd相,这些含Nd相导致AZ 31镁合金在凝固过程中的晶粒细化,从而提高了AZ 31镁合金的铸态室温力学性能,随着Nd含量的增加,合金的铸态室温抗拉强度极限和延伸率均先升高后降低.     

挤压态AZ31B镁合金在超塑变形过程中的微观组织及力学性能研究

通过正向温挤压获得了细晶微观组织的AZ31B镁合金。研究了在310～460℃范围内,应变速率1×10-3～1×100/s下的超塑性流变行为。结果表明,在415℃、1×10-3/s的条件下AZ31B镁合金具有良好的超塑性,最大延伸率可达380%。应变速率敏感指数达到0.47。通过光学显微镜和扫描电镜（SEM）分别观察了AZ31B镁合金在超塑变形过程中的微观组织演变和断口形貌。晶界滑移机制为AZ31B超塑变形的主要机制。     

AZ31镁合金单轴拉伸过程中的{0002}双峰织构观察

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)结合电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)及拉伸试验机对不同拉伸应变量下A731镁合金挤压板的显微组织、微观织构、宏观织构及力学性能进行了观察.结果表明:在拉伸变形初期(ε=0.002),AZ31镁合金挤压板中就生成了大量呈条带状分布的孪晶,条带走向与拉伸方向垂直,在整个拉伸过程中孪晶数最持续增加.EBSD微观取向分析结果显示,最初生成的大量孪晶都是c轴拉伸孪晶.孪晶取向在{0002}极图中呈双峰形态分布,峰点偏转方向与宏观拉伸方向垂直,偏转角度为±20°-30°,{OOO2}宏观织构强度随变形量的增加呈现波动上升趋势,最终形成双峰形态,偏转方向及角度与EBSD观察到的拉伸孪晶双峰织构一致,因此,孪晶可能是宏观织构形成{0002}双峰形态的重要诱因.由于{11-20} <10-10>取向晶粒中生成大量拉伸孪晶以及孪晶界对滑移的阻碍,拉伸样品表现出低屈服强度和高n值,分别为50 MPa和0.56.     

基于数值模拟的AZ31镁合金连续流变成形浇注温度的影响

本文首先通过ANSYS数值模拟软件模拟了不同浇注温度时设备型腔内AZ31镁合金温度的变化,并确定了半固态区在型腔中的位置。然后采用连续流变成形实验设备,在不同浇注温度下进行实验,得到了部分产品。对比实验得到的产品表面质量,确定了最佳的浇注温度范围为730-750℃。同时分析了740℃浇注时型腔中合金的组织演化过程,认为合金浇注进型腔后,在工作辊的剪切搅拌作用下经历了枝晶-玫瑰晶-球状晶的演化过程。     

AZ31镁合金及工业纯镁大气腐蚀行为研究

对AZ31镁合金和纯镁试样在大连地区海洋性气候中进行为期400 d的室外大气暴露实验,采用图像法计算腐蚀动力学方程,并分析了腐蚀产物的组成结构。结果表明,AZ31镁合金和纯镁试样进行为期400 d的大气暴露实验后,试样表面覆盖一层深灰色的腐蚀产物膜,试样表面腐蚀轻微的区域形成了一些孤立的"小岛","小岛"之间出现较深的蚀坑。AZ31和纯镁试样腐蚀面积分别占各自总面积的42.3%和65.0%。大气暴露实验后的AZ31试样腐蚀产物主要由MgO,Mg(OH)2,Al(OH)3,Al2O3以及Mg和Al元素的碳酸盐、硫酸盐和氯化物所组成。采用图像法统计计算的AZ31镁合金和纯镁试样腐蚀动力学遵循指数关系,H=C×tn。动力学方程分别为:HAZ31=0.403×t0.653,HP Mg=0.549×t0.665。暴露400 d后的AZ31和纯镁试样的腐蚀深度分别为20.2和29.3μm,后者是前者的1.45倍。     

基于FEM分析轧制预变形对AZ31B镁合金热轧板材边部损伤的影响规律

基于FEM(finite element method)研究了轧制预变形对AZ31B镁合金热轧板材边部损伤的影响规律。选用Normalized Cockcroft&Latham损伤模型,在轧制温度为400℃、轧制速度为0.5 m·s^-1的条件下,对规格为50 mm×20 mm×15 mm的AZ31B镁合金板材预先使用凸度轧辊制备不同形状的板坯,使板坯中部的变形量一致,边部比中部分别高出2,4和6 mm,然后分别进行多道次、小压下率和单道次、大压下率平辊轧制模拟仿真。结果表明,轧制预变形能够显著降低镁合金板材边部的损伤,经多道次轧后板材边部的拉应力减小,应力三轴度降低,边部与中部的应变差值减小,边部金属与中部金属流动趋于同步,且在预设仿真方案范围内边部凸度越大,轧后板材边部的损伤值越小,最小损伤值为0.729。对镁合金板材预变形后可实现单道次、大压下率轧制,板材的边部温度和应变速率均有所增加,有利于降低轧制过程中的边部损伤。研究结果可为少或无边裂镁合金板材轧制工艺制定提供理论依据。     

铣削加工对医用AZ31B镁合金表面完整性的影响

镁合金作为植入体材料其表面完整性对腐蚀速率有重要影响,使用干铣削机械加工对AZ31B镁合金展开表面改性研究,揭示铣削加工参数对表面完整性的影响规律。用表面粗糙度、表面润湿性和表面硬度为指标来表征表面完整性,通过正交干铣削实验探索切削速度、进给量以及背吃刀量铣削工艺参数对AZ31B镁合金表面完整性的影响。     

Cl、Na元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响研究

通过SEM、室温拉伸等试验研究了Cl、Na等熔剂元素含量对AZ31镁合金显微组织及力学性能的影响。研究结果表明：当AZ31合金中含有微量Cl、Na等元素时,将导致AZ31合金中Al-Mn的尺寸变大,从而使得合金的晶粒尺寸增大;Cl、Na等元素容易富集在Mg₂Al₃第二相周围,减弱了晶界之间的结合力,从而导致裂纹的产生,使得合金强度降低、塑性变差。     

脉冲电流对AZ21镁电极电压滞后的影响

AZ21镁合金在硫酸镁溶液中会产生表面膜,导致严重的电压滞后问题.加载脉冲电流可以减少AZ21镁合金的滞后时间,缩短放电初期时的电压降,降低平衡电压,提高放电平稳性等,有利于AZ21镁合金在电池中的应用.本文利用恒电流法、多电流阶跃法、电化学阻抗、扫描电镜等多种方法对AZ21镁合金在2 mol·L^-1的MgSO₄溶液的电压滞后问题进行实验研究.结果表明,经50 m A脉冲电流1 s后,AZ21的电压滞后时间可从6.35 s(3.23 V)降至0.59 s(0.034 V).     

AZ31镁合金细管静液挤压工艺及组织性能分析

镁合金由于良好的生物相容性、可降解性和优良的力学性能,而展现出在医疗器械应用上的优越性.以AZ31镁合金为研究对象,研究镁合金细管静液挤压成形新技术,并且开发出一种高强韧AZ31镁合金薄壁细管.结果表明:模具预热温度为300℃,挤压坯料温度200℃,挤压比为17 ～31.5,采用超细石墨-PVC塑料粉制备的静液挤压用传力润滑介质进行静液挤压,获得的细管综合性能最好;挤压管坯组织与挤压前相比,得到明显改善,挤压前平均晶粒粒径为150μm,挤压后平均晶粒粒径＜7.0μm;抗压强度由均匀化处理后的210.5MPa提高至挤压后的375.2MPa.     

Bi对AZ81镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和拉伸试验等方法,研究了Bi对AZ81镁合金组织和力学性能的影响。结果表明:在AZ81中加入适量的Bi后,细化了合金的铸态组织,同时基体中出现热稳定性较高的颗粒相Mg3Bi2。适量Bi的加入提高了合金的室温和高温力学性能,改善了合金的耐热性能。     

Sb对AZ31合金组织和力学性能的影响

通过性能测试和SEM、TEM形貌观察,研究了Sb对AZ31合金组织和力学性能的影响.结果表明:AZ31合金中加入Sb,能有效地改善合金的组织形貌,使析出相体积分数达到约20%,可显著提高合金的室温和高温强度.合金的组织结构是由富Al的α-Mg基体和高体积分数且弥散分布的细小析出相所组成,其中含Sb合金中析出的高熔点、弥散分布的Mg3Sb2 相具有颗粒细小、热稳定性好等特点,可有效阻碍位错的运动,是改善AZ31合金高温力学性能的主要原因.     

喷射沉积AZ31镁合金微观组织与力学性能

采用喷射沉积方法制备了AZ31镁合金沉积柱坯,利用热轧作为后续加工,研究了镁合金的组织变化及材料的性能.实验结果表明:沉积态合金组织均匀,晶粒细小(平均晶粒尺寸约为20μm);热轧变形的致密化过程、动态再结晶以及退火再结晶使合金具有良好的组织结构和力学性能;轧制态试样断口呈现为脆性解理断裂方式,退火态试样断口则表现为脆性和韧性断裂混合机制.     

Effects of RE on Microstructures and Mechanical Properties of Hot-Extruded AZ31 Magnesium Alloy

Effects of rare earth (RE) additions on microstructure and mechanical properties of the wrought AZ31 magnesium alloy were investigated. The results show that, by adding 0.3%, 0.6% and 1.0% RE elements, the as-cast microstructure can be refined, and the as-cast alloys‘ elongation and tensile strength can be improved. After extrusion, the alloy with 0.3 % and 0.6% RE additions obtain a finer microstructure and the best mechanical properties, but the alloy with 1.0% RE addition has the coarse A1-RE compound particles in grain boundaries which decreased elongation and tensile properties. Usually, Rare earth (RE) elements were used to improve the creep properties of aluminium-containing magnesium pressure die cast alloys at elevated temperatures. In this paper, it is also found that the high temperature strength of extruded materials can be increased by RE elements additions.     

均匀化热处理对AZ151镁合金显微组织的影响

采用热分析仪、光学显微镜和布氏硬度机等仪器,研究了不同的均匀化热处理条件下AZ151镁合金的显微组织和布氏硬度值,分析了温度对均匀化效果的影响以及硬度值随温度的变化,研究表明:温度是均匀化过程中的主要影响因素,并且扩散过程的速度随着温度的提高而增加;升高温度也不能使AZ151中的Mg17Al12完伞分解,AZ151镁合金合理的均匀化工艺为430℃/16 h.