镁合金板料制备技术的研究进展

综述了镁合金板材轧制技术的研究现状,介绍了温度、压下量、板坯厚度等轧制工艺参数及轧制方式对板材组织、性能的影响,分析评述了多种轧制工艺.随着节能环保意识的不断增强,镁合金板材将会有广阔的应用领域.     

铸态AZ31镁合金板材等温轧制工艺及组织性能研究

为研究铸态AZ31镁合金轧制工艺及轧制后组织性能,通过试验得到不同道次和变形量对铸态AZ31镁合金板材显微组织和力学性能的影响规律,并采用扫描电子显微镜研究了轧制后板材组织.结果表明,铸态AZ31镁合金板材经等温4道次、等变形量轧制后,板材厚度由20mm变化到4.8 mm,抗拉强度和屈服强度分别达到275 MPa和18...     

高性能轧制镁合金研究进展

随着轻量化需求的不断增加,镁合金作为最轻的结构金属材料受到了广泛关注。商用镁合金的强度与塑性仍然较低,限制了其在各领域的广泛应用,深入研究高性能镁合金板材制备工艺是打破其应用限制的关键所在。目前,轧制是生产高性能镁合金板材的重要手段,短流程、高效率、低成本的镁合金板材轧制工艺研发是国内外研究的焦点。综述了近几年先进轧制技术（如衬板控轧、非对称轧制、交叉轧制、叠轧、电脉冲辅助轧制及铸轧等）在制备高性能镁合金板材上的最新进展,浅析了几种新型轧制方法在工业应用方面的局限性,提出了未来高性能镁合金板材的研发需基于对工艺-组织-性能关系的深入探索,从新型低合金化体系开发和低成本短流程制备工艺两方面探索优化,为进一步满足镁合金工业应用需求提供思路。     

镁合金板材轧制成形边裂的研究进展

镁合金是近年来国家重点发展的金属结构材料之一,其具有质量轻、比强度高、弹性模量大等优点,同时具有良好的减震降噪和抗冲击等性能,被广泛应用到国民经济和工业生产等诸多领域。深入开展镁合金关键技术问题研究,对解决当前能源结构、产业结构的突出问题具有非常重要的意义。轧制是生产镁合金板材的常用方法之一,该生产工艺可以细化镁合金板材的组织,提高其力学性能,且具有连续化批量生产的优势。然而,镁合金板材在轧制过程中极易出现边裂,由此产生的大量切边废料严重影响了镁合金板材的成材率和材料利用率,限制了该材料的进一步发展。针对镁合金板材轧制过程中出现的边裂问题,近几年学者们采用在线加热、包覆轧制、衬板轧制、异步轧制、预制凸度、模型预测等方法对镁合金板材轧制成形进行了研究,并取得了积极的效果。这为制备无边裂或少边裂的镁合金板材提供了可能,且其工业化生产将带来巨大的经济效益。本文归纳了国内外镁合金板材轧制成形边裂的研究进展,简述了镁合金板材轧制成形易产生边裂的宏微观原因,分类总结了轧制温度、压下制度、轧制速度和应力状态等宏观因素对边裂产生的机理及影响规律,并从晶体的结构、织构、组织均匀性、孪晶和脆性相等微观角度分析了镁合金板材边裂的机制。基于镁合金板材轧制边裂的宏微观机制及影响规律,总结了减轻边裂的方法,即通过改变轧制方式、转换轧制路径、改进成分设计等手段减少镁合金板材轧制成形边裂的产生,同时分析了目前研究中存在的不足并对今后的研究方向进行了展望。     

初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的 揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制.方法 通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能.结果 经过多道次交叉轧制后,不同初始晶粒尺寸的板材均发生了孪生现象,但粗晶板材的晶粒尺寸仍明显大于细晶板材.退火处理后,细晶退火态板材组织均匀性较好,而粗晶退火态板材的组织虽有细化,但并不均匀.随着交叉轧制次数的增加,两种板材内非基面取向晶粒都有所增加.退火后粗晶板材中非基面取向晶粒更多.结论 晶粒细化和晶粒取向强化导致退火后的交叉轧制细晶镁合金板材具有更高的强度.粗晶板材伸长率较高主要与其具有更多的非基面取向晶粒有关.     

塑性成形方法对镁合金耐蚀性的影响及展望

随着镁合金产业的快速发展,如何通过塑性成形方法提高镁合金的耐蚀性成为了重要课题。镁及其合金因具有低密度、高比强度和较好的回收性等优点而受到广泛关注,然而室温变形能力和耐腐蚀性能差等缺点是其广泛应用的瓶颈。在总结镁合金腐蚀特点及面临问题的基础上,综合分析了国内外塑性成形方法对镁合金腐蚀领域的相关研究,综述了不同加工成形方法在提高镁合金耐蚀性应用方面的进展,从腐蚀机理和工艺参数2个方面进行了讨论。介绍了不同塑性成形方法对镁合金耐蚀性的影响机制,其中包括挤压–ECAP、超声滚压处理、等通道转角挤压、热轧处理、触变成形、板材挤压、板材轧制、交叉轧制、异步轧制和异步交叉轧制、压铸、快速凝固、搅拌摩擦焊、增材制造、喷丸等。从成分分布、析出相等微观角度阐述了影响镁合金腐蚀行为的机制,指出了塑性成形方法在提高镁合金耐蚀行为方面存在的问题,为提高镁合金的耐蚀性提出建议。     

宽幅镁合金厚板轧制工艺研究

研究了在3300mm可逆式轧机上试制AZ41M镁合金宽厚板的轧制工艺.通过设计合理的轧制方式,选择在480℃,7～8h的加热制度下,确定合理的辊型、压下制度,试制出宽度达2000mm的AZ41M镁合金宽厚板.其外形尺寸、同板差、板材平直度、力学性能等各项技术指标均满足有关标准的技术要求.     

工艺因素对AZ31镁合金板材室温成形性能的影响

通过不同的加工工艺制备具有不同晶粒尺寸和织构的AZ31镁合金板材,通过室温埃里克森试验研究了工艺因素对提高镁合金板材室温成形性能的影响。结果表明:增大晶粒尺寸,减弱基面织构,可以改善镁合金轧板在变形过程中产生的在轧制方向的硬取向,增大镁合金轧板的延伸率,从而提高镁合金室温成形性能;用异步轧制工艺(轧制和退火温度为400℃、异速比为1.5)制备的试样晶粒尺寸增大到20μm、(0002)极图最大极密度仅为2,室温杯突实验测得IE值达到了5.71,显著提高了材料室温成形性能。     

TC4钛合金电子束自由成形/热轧加工组织演变规律研究

采用电子束自由成形的方法成形出TC4钛合金板材,然后进行热轧,通过分析不同轧制工艺条件下的微观组织,研究了轧制工艺参数对电子束自由成形板材微观组织的影响规律。研究表明,与电子束自由成形后的板材相比,经轧制或轧制后热处理的板材组织主要是热机械加工组织,原始组织中的孔洞也得到弥合。轧制变形是改善电子束自由成形后钛合金组织的一种有效手段。     

镁合金板材成形极限图(FLD)的实验研究

首次利用电蚀网格法,在BCS-30D板材成形性试验机上进行镁合金板材成形实验,利用先进的ASAME自动应变测量系统进行应变测量分析,测试镁合金板材的成形极限图(FLD).实验表明,室温下AZ31B镁合金冷轧态板材的力学性能和冲压性能不佳,难以完成成形极限图的测试,不具备成形加工能力;热轧态镁合金板材具有一定的塑性和成形性能,并测试了其成形极限图.成形极限曲线FLC的测试对制订镁合金板材的冲压成形工艺提供了理论依据.     

镁合金板材的生产历史与研究现状

近年来,来自节能和环保的压力大大促进了镁合金产业的发展,具有高技术含量的镁合金板材的制备技术愈来愈受到人们关注。介绍了国内外镁合金板材的生产历史及其制备技术的研究现状,并讨论了传统制备技术和近来发展起来的几种新型轧制制备技术的特点、基本原理、研究现状及应用,对我国镁合金板材生产的发展状况进行了阐述,并提出了我国镁合金板材的发展方向。     

Drawability of AZ31 magnesium alloy sheet produced by equal channel angular rolling at room temperature

The objective of this study is to investigate the possibility of improved drawability of AZ31 magnesium alloy sheet produced by equal channel angular rolling process at room temperature. Although with similar optical microstructure, the limiting drawing ratio of AZ31 magnesium alloy sheet is improved from 1.2 to 1.6 for the specimens before and after equal channel angular rolling, which is due to the changing crystal orientation that induces shear deformation through this process. The enhanced drawability in AZ31 magnesium alloy sheet provides the possibility for drawing at ambient temperature by controlling the crystal orientation in AZ31 magnesium alloy sheet.     

循环道次对高温叠轧AZ31镁合金板材组织与性能的影响

目的通过高温累积叠轧工艺制备出高强度的镁合金,并研究该过程中循环道次对AZ31镁合金板材的微观组织与性能的具体影响。方法对累积叠轧1～5次板材进行微观组织观察,并进行显微硬度的测试,得到不同板材的硬度值,通过X射线衍射分析得到不同板材的取向结果,最终进行力学性能实验,并对比分析。结果随着循环道次的增加,板材抗拉强度有明显改变。从260 MPa先增加至310 MPa,最后稳定在350 MPa左右;非基面织构比重增加;断裂伸长率先降低后升高并稳定在10%左右。结论累积叠轧工艺使得AZ31镁合金板材产生了加工硬化,并显著细化了晶粒。循环道次的增加、孪晶产生和晶界数量显著增多导致强度进一步提高。     

表面渗铝改性镁合金的轧制组织性能

引入"固态扩渗+轧制"一种新的表面改性方式,在研究镁合金薄板表面改性方法及工艺的基础上,采用固态扩渗的方法对AZ31镁合金薄板进行表面渗铝改性处理获得Al/AZ31镁基复合材料;借助有限元软件LS-DYNA模拟其冷轧过程,获得最优轧制工艺条件并进行轧制试验,通过XRD、SEM、金相显微镜、布氏硬度测量计、往复式摩擦磨损试验机和CorrTest腐蚀电化学测试系统检测材料表面的组织性能。结果表明:Al/AZ31镁基复合材料轧制变形后表面形变强化使表面组织晶粒更加细小、均匀,同时产生新的物相MgAl2O4,使其耐磨耐腐蚀性得到改善,表面布氏硬度从HB61.4提高到HB63.5,摩擦因数由0.52提高为0.60,表面摩擦磨损质量损失从0.33mg减小到0.26mg;表面耐腐蚀性能显著提高,自腐蚀电位从-1.49V提高为-1.38V,自腐蚀电流密度从6.2×10-3 mA/cm2降为7.0×10-4 mA/cm2。采用"固态扩渗+轧制"的方法获得的Al/AZ31镁基复合材料的耐磨性有所改善,耐腐蚀性能显著提高。     

高性能镁合金板材轧制技术的研究

综述了铗合金板材轧制技术的研究进展,阐述了交叉辊轧制、大应变轧制、交叉轧制、非对称轧制技术的原理,分析了不同轧制技术对应板材的组织特点和晶粒细化机制,以及织构特点和形成原因,指出了当前镬合金板材轧制存在的主要问题及今后的发展方向.     

顶管轧制对挤压态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响

目的 研究顶管轧制工艺中不同压下率对ZK60镁合金管材显微组织和力学性能的影响,为顶管轧制工艺制备镁合金管材提供借鉴和指导.方法 基于有限元模拟及顶管轧制实验,对不同压下率下的模拟及实验结果进行对比验证,分析不同压下率下的镁合金管材轧制过程以及过程中的组织演变规律.结果 随着压下率的增加,管材整体应变呈上升趋势,并从外到内递减.在压下率为45％时,累积应变达到峰值,晶粒得到明显细化.轧制后材料的强度由273 MPa提升至377 MPa,伸长率由29％下降至10％.结论 使用顶管轧制工艺完全可以制备ZK60镁合金薄壁管材,这为高强薄壁镁合金管材的制备提供了一种新的方法和途径.     

钛合金棒材轧制成型研究进展

钛合金的研究正向着高性能化、低成本化方向发展,但钛合金棒材轧制加工技术还不是很成熟,其产品难以满足高端市场的需求。因此,针对钛合金轧制成型特点,论述了通过改进轧制工艺和轧制方式提高钛合金棒材综合性能的方法。分析了轧制温度、变形速度、变形量、热处理方法对产品成型及组织性能的影响,阐述了步进轧机、螺旋轧机、Y型轧机、行星轧机等轧制小规格棒材的特点,并指出了钛合金棒材轧制存在的问题和今后的发展方向。     

AZ31镁合金轧制工艺的研究

对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50%;每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25%;AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹。裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域。