镁合金管材挤压工艺及力能参数实验研究

对镁合金管材挤压成形进行了工艺实验研究,确定了镁合金管材挤压成形工艺参 数,分析了镁合金管材挤压成形时变形力的变化规律。研究结果表明,镁合金管材挤压成形时必须严格控制坏料温度、模具预热温度、润滑剂、挤压速度、挤压比等工艺技术参数。以上工艺参数对挤压力均有不同程度的影响。     

热轧过程中压下量对AZ61镁合金组织与性能的影响

采用热轧工艺对AZ61变形镁合金板材进行轧制实验研究,探讨在350℃轧制温度下不同压下量对板材显微组织、力学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果表明,随着变形量的增加轧后镁合金晶粒逐渐细化,压下量为20%的晶粒明显被拉长,出现了较多的变形带,硬度值升高;40%压下量轧制过程中镁合金发生了再结晶,致使形变带消失、晶粒尺寸细化;压下量为60%时晶粒尺寸最细小,第二相颗粒弥散分布在基体中,材料获得了优异的力学性能和耐蚀性能。     

轧制对Mg-5Zn-3Nd合金组织及力学性能的影响

为研究铸态Mg-5Zn-3Nd镁合金在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化,利用小型轧机对铸态Mg-5Zn-3Nd合金进行多道次轧制,并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明：该镁合金在常温下可进行多道次轧制,但每道次之间要进行330℃×15min的退火处理,总变形量可达到66%;随总变形量的增加,轧制流线逐渐形成,晶粒的平均尺寸逐渐变小,在许多晶粒内部存在孪晶,在退火过程中发生再结晶.镁合金中Nd主要分布在晶界处的第二相中,并且第二相含Zn较高,材料的强度和塑性均随变形量的增大而增加,当总变形量达到50%以上时,材料的强度和塑性达到极值,抗拉强度为285MPa,屈服强度为279MPa,伸长率为7%.     

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。     

AZ31镁合金压弯-压平复合变形孪晶组织及力学性能

分析镁合金压弯-压平复合变形特征,确定复合变形工艺参数,对AZ31镁合金压弯-压平复合变形进行了实验研究。研究结果表明,随着变形温度的增大,镁合金在压弯-压平复合变形过程中出现明显的孪晶组织,当变形温度为498K时,孪晶组织的比例最大,孪生为主要变形机制。当变形温度为483K时,细小的再结晶晶粒替代初始的孪晶区域带,平均晶粒尺寸为12.2μm。当变形温度为443K时,经过压弯-压平复合变形后的AZ31镁合金成形性能得到明显提高,当变形温度在483K时,循环变形道次为3次时,AZ31镁合金的延伸率为17.1%,较原始材料提高42%。     

退火处理对单道次轧制镁合金薄板组织的影响

变形镁合金因其优越的性能越来越受到国内外研究者的重视。采用单道次轧制的方法轧制出厚度为0.4 mm的AZ31镁合金薄板。对轧制后的薄板在不同温度、不同保温时间下进行退火处理,分析薄板在不同退火条件下的微观组织变化。结果表明:薄板经退火处理后组织变得更加细小均匀,平均晶粒尺寸为5μm。退火温度和保温时间共同影响着薄板的晶粒度,在320℃退火并保温80 min时平均晶粒度最小,仅有4.02μm。     

皮尔格冷轧无缝钢管成形过程组织演变过程研究

皮尔格冷轧技术作为冷轧无缝金属管材最主要的技术手段,具有材料利用率高、截面累积变形量大及加工精度高等特点,以LG-60皮尔格冷轧管机轧制304不锈钢为研究对象建立数值仿真模型,分析不同轧制工艺参数对皮尔格冷轧成形的影响规律。结合轧制实验,截取管材不同的变形段利用金相显微镜、扫描电镜以及X射线衍射仪分析研究了皮尔格冷轧过程中钢管组织演变规律,结果表明：本文所使用工艺参数条件均可以满足管材的塑性变形要求,但在轧制过程中极有可能形成裂纹或其他缺陷。因此通过对皮尔格冷轧仿真过程中轧制力、管材等效应力、残余应力以及外径回弹量等关键参数分析,获得基于送进量、回转角和Q值最优工艺参数,同时,发现轧制过程中随着变形量的增大,试样内部产生了大量位错,晶粒发生了碎化,晶粒尺寸减小,轧制过程中有奥氏体γ相转变为α''-马氏体相。     

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。     

轧制对真空压铸AM50薄板组织与性能的影响

为研究真空压铸态AM50镁合金薄板在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化,利用小型轧机对该合金进行多道次轧制,并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明：该镁合金在常温下可进行多道次的轧制,但每道次之间要进行310℃×10min的退火处理,总变形量可达到45%;随总变形量的增加,轧制流线逐渐形成,晶粒变形成长条状,平均尺寸逐渐变小;变形量为40%时,沿轧制方向晶粒大约为2~4μm,轧制延展方向晶粒大约为5~10μm;随变形量的增大,材料的强度和塑性均在增加,而在总变形量达到40%时,材料的强度和塑性达到极值,屈服强度为282MPa,抗拉强度为329MPa,伸长率为8.8%.     

中间退火工艺对AA5052铝合金板成形性能的影响

采用组织分析和性能检测手段,研究了不同中间退火工艺对采用高通量连铸连轧技术生产的AA5052-H32成品板折弯及成形性能的影响.结果表明:优化中间退火工艺可有效提升成品板材的成形性能,在经480℃×8 h的中间退火后,成品板材折弯性能最好,成形性能得到改善;高温中间退火后,部分第二相颗粒在高温均匀化的作用下回溶,对基体的割裂作用降低,成形性能得以改善.     

AZ31镁合金热精轧及热处理工艺实验研究

采用单向轧制的方法对不同轧制温度、道次压下量等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织进行了研究.结果表明,多道次轧制时,单道次压下量为25%时所得到的晶粒最为细小均匀;轧制温度为300℃和400℃时对板材的微观组织没有明显影响;热处理时,保温时间为30 min的情况下,在温度低于150℃时,轧制板材再结晶不完全,温度超过350℃时轧制板材再结晶组织粗大,在250℃到300℃进行热处理得到的晶粒为5μm左右;在320℃保温15 min就可以达到再结晶,再继续增加保温时间到120min对组织几乎没有影响,说明在热处理时前一段时间组织发生再结晶变化,当组织转变完毕,延长保温时间对组织转变没有明显影响.     

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.     

工艺因素对铜-铝-铜复合板界面结合的影响

为了减轻导电材料的结构质量,在铝板两侧放置铜带制备出一种铜-铝-铜复合结构,采用冷轧工艺进行轧制成形.系统研究了轧制压下率和轧前表面处理对轧制复合效果的影响,对铜-铝-铜复合板结合界面进行了观察,分析了退火对结合界面的影响.结果表明,随着压下率的增加,复合板的剥切力增加.改变铜带厚度时,复合板的剥切力随铜铝厚度比的减小而增大.当铝板厚度为12 mm、铜铝厚度比为0. 06时,轧制复合效果最佳.冷轧复合前处理影响因素中,刷拭处理对复合效果影响最大,铜铝软化退火处理次之,酸碱洗处理影响最小.复合板结合界面在轧制后发生了互扩散.在250℃下进行不同时长退火时,复合板中形成了明显的扩散层.当退火时间为50 h时,复合板中出现了两层扩散层,扩散层厚度随退火时间的增加而增加.     

挤压温度对高纯铜组织演变规律的影响

为了研究挤压温度对高纯铜微观组织和变形行为的影响规律,通过反向挤压方式对高纯铜进行不同挤压温度下的挤压实验并观察了其显微组织.结果表明,随着挤压温度的升高,高纯铜的晶粒尺寸增大.当挤压温度为650 ℃时,挤压棒材的平均晶粒尺寸为36 μm;当挤压温度升至800 ℃时,挤压棒材的平均晶粒尺寸为51 μm.随着变形量的增加,当挤压温度为650~700 ℃时,压余变形区的平均晶粒尺寸趋向于由60 μm变为45 μm;当挤压温度为750~800 ℃时,平均晶粒尺寸则趋向于由90 μm变为75 μm.800 ℃挤压变形后晶粒内部出现大量以Σ 3特殊晶界为孪晶界的<111>60°退火孪晶.     

热轧及退火处理对Mg-10Gd-3Y-0.3Zr合金显微组织及抗压强度的影响

为了探究Mg-10Gd-3Y-0.3Zr高温热轧及退火处理对合金显微组织及抗压强度的影响,文中利用光学金相显微镜观察高温轧制板材的显微组织,分析晶粒尺寸大小和动态再结晶程度.研究结果表明:随着变形量增加,晶粒尺寸显著减小,当下压量为60%时晶粒尺寸大小均匀,约为60μm,孪晶密度高;下压量达到60%之前,晶粒粗大,孪晶密度低,超过60%之后,再结晶晶粒逐步取代变形晶粒,晶粒尺寸减小,孪晶几乎消失.退火处理能够显著提高轧制板材的抗压强度,其中175℃×3h退火处理后强化效果明显,抗压强度达到424MPa,退火温度超过175℃后,强化效果开始减弱.     

轧制对AZ31/AZ91焊接接头组织及扩散的影响

为了理解异种镁合金焊接接头显微组织的变化规律,采用TIG焊接方法制备了AZ31/AZ91焊接接头,研究了轧制变形及热处理对AZ31/AZ91焊接接头显微组织及扩散系数的影响.结果表明,随着轧制变形量的增加,AZ31/AZ91熔合区的晶粒细化程度增大,但在随后的420℃×8 h固溶处理过程中,由于再结晶充分,因此晶粒逐渐变大.在420℃×2 h固溶处理过程中,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而增大;在420℃×8 h固溶处理条件下,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而减小.相同轧制变形量下,Al的扩散系数随着保温时间的增加而减小.     

镁合金板材冲压成形工艺及极限拉延比研究

对镁合金筒形件冲压成形进行了实验研究，确定了镁合金筒形件拉延成形工艺参数．镁合金筒形件拉延成形时，坯料加热温度范围300—400℃，模具温度范围170—210℃，镁合金板材极限拉延比达到2．2；当成形温度低于200℃时，拉延件易产生断裂缺陷，当成形温度高于400℃时，将产生氧化现象，且易起皱；极限拉延比的影响因素主要有坯料加热温度、模具温度、润滑剂选用、模具结构等。     

中等轧制变形对304不锈钢退火孪晶界及晶粒尺寸的影响

304不锈钢经中等轧制退火热处理后,采用电子背散射衍射(EBSD)技术表征了合金晶界特征分布和晶粒微观组织变化。结果表明,变形量小于30%时,退火后特殊晶界比例呈下降趋势,合金发生再结晶,晶粒组织细化,晶粒组织分布不均匀;当变形量为35%时,含有较高比例的∑3退火孪晶晶界,但二次退火孪晶∑9和∑27晶界比例较低,表明不利于二次退火孪晶晶界的生成。这在于大变形经退火处理后,生成的退火孪晶晶界以共格孪晶晶界为主,较少产生非共格孪晶晶界。     

基于元胞自动机AZ31镁合金固溶处理研究

镁合金具有导热导电性好、电磁屏蔽性能优越、与环境相容性良好等诸多优点。但是镁合金在室温下塑性较差,导致其在轧制过程中易出现裂纹从而影响其质量。为了有效提高其可塑性,在加工前往往需要对其进行固溶处理。基于此,通过金相实验,得到AZ31镁合金管材原始晶粒组织,基于晶粒长大的热力学机制、曲率驱动机制和能量耗散机制,建立元胞自动机模型,针对镁合金建立了三大晶粒演变规则,研究AZ31镁合金在不同温度和不同时间下晶粒演变规律与边数变化情况,最终获得晶粒均匀分布且以六边形为主的微观组织。通过晶粒长大拓扑学分析与晶粒尺寸分布统计,得出晶粒尺寸在不同温度和时间内呈正态分布,其中六边形晶粒最多;在此基础上,建立固溶情况下的晶粒长大数学模型,合理预测并控制AZ31镁合金固溶后的晶粒尺寸和最终性能,分析了晶粒长大动力学,得出镁合金生长指数为0.87,并通过实验验证了元胞自动机模型的正确性和合理性,为研究镁合金在变形过程中的晶粒演变奠定基础。     

轴类零件楔横轧三维数值模拟

利用Pro/E建立楔横轧模具和轧件的三维参数化模型,将其导入ANSYS/LS-DYNA有限元软件中,建立楔横轧轧制阶梯轴的有限元模型,对轴类零件楔横轧成形过程进行了三维数值模拟,得到轴类零件轧制过程中轧件内部的应变场、轧件表面变形形状等信息,为研究其他零件的轧制成形机理及变形规律提供了参考和理论依据.