铸造镁合金晶粒细化理论与技术

粗晶组织是限制铸态镁合金力学性能的主要因素之一。细化晶粒能有效地改善镁合金铸件的力学性能和成形性能。研究铸造镁合金晶粒细化的影响因素和控制方法一直是一个热门的课题。基于国内外研究现状,阐述了铸造金属晶粒细化的理论模型,总结了铸造镁合金晶粒细化技术的最新研究成果。     

剧烈塑性变形工艺加工镁合金的研究进展

镁合金结构件主要是采用传统的铸造工艺生产,变形加工后的镁合金性能比铸造镁合金更优异,镁合金的变形工艺方法成为目前研究的重点。为此,本文分析了剧烈塑性变形工艺成形镁合金的技术原理,介绍了剧烈塑性变形工艺对镁合金显微组织、力学性能、晶界取向和织构取向的影响,总结了镁合金在剧烈塑性变形下晶粒细化的机理,并展望了剧烈塑性变形制备镁合金的未来发展方向和需要解决的问题。     

镁及镁合金的晶粒细化

叙述了镁及镁合金晶粒细化的几种方法，如熔剂处理法、熔体过热法、熔体搅拌法、合金化细化晶粒、固态变形处理、半固态成形及快速凝固工艺等。细化镁合金晶粒尺寸能显著提高其力学性能，这对推广镁合金的应用具有重要意义。     

基于FEM的战地车用AZ31镁合金板材ICAE工艺研究

细化晶粒、提高金属综合性能是当前战地车用AZ31镁合金板材塑性成形工艺迫切需要研究的内容。提出了AZ31镁合金板材的减径通道转角(Ironing channel angular extrusion,ICAE)挤压成形工艺。采用数值模拟结合理论分析的方法,对ICAE工艺下200 mm×2 mm的AZ31镁合金板材微观组织演化规律进行了研究。结果表明:ICAE通过晶粒破碎和动态再结晶可以显著细化AZ31镁合金晶粒,板材平均晶粒尺寸可达15μm。     

液态模锻对AZ91D合金组织和性能的影响

:在实验室条件下,分别采用金属型铸造和液态模锻工艺对AZ91D镁合金进行了成形,对比分析了两种不同成形方式下试样的力学性能.通过透射电镜和X射线衍射,得出液态模锻可以细化晶粒、促进位错的生成,从而使该镁合金综合力学性能获得极大的改善.     

镁合金晶粒细化方法浅析

综述了目前国内镁合金的几种晶粒细化方法,包括液态凝固过程的细化晶粒法,如异质形核法、快速冷却法、附加振动法、半固态成形晶粒细化法。固态成形过程的细化晶粒法,如具有代表性的等通道转角挤压法、高压扭转法、大应变轧制法。分析了镁合金晶粒细化研究的研究进展和存在的问题,为进一步开发绿色高效的镁合金晶粒细化技术提供一些思路。     

AZ31镁合金薄带立式双辊铸轧试验研究

利用近终形双辊铸轧薄带新工艺快速凝固、动态直接成形的特点,直接制备镁合金薄带坯。研究了镁合金立式铸轧成形工艺及退火工艺,分析了不同工艺下的微观组织。结果表明:采用铸轧工艺很好的解决了坯料成形问题,同时细化晶粒,提高镁合金薄带坯的加工成形性能。经400℃,60 min退火,可以获得平均直径9～10μm分布均匀的等轴细晶组织。     

AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究

采用间接式挤压铸造成形工艺,研究了AZ91D镁合金的挤压铸造组织和力学性能。试验结果表明,由于压力损失和铸件壁厚的影响,导致铸件不同部位的凝固组织和力学性能不同。挤压铸造镁合金组织中初生α-Mg相晶粒平均尺寸为25~30μm左右,抗拉强度和伸长率分别为220MPa和2.5%;不但晶粒尺寸比半固态流变压铸成形的细小,而且其力学性能也更高。     

Si对喷射成形AZ91镁合金微观组织的影响

在保护气氛中采用喷射成形技术制各AZ91和AZ91+2.0%Si镁合金,采用OM、SEM、XRD及TEM等技术分别对合金的微观组织进行观察和分析.结果表明:与相同成分的铸造镁合金相比,喷射成形技术显著细化合金组织;喷射成形沉积态AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为17 μm,离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析被有效改善:对于喷射成形AZ91+2.0%Si镁合金,喷射成形过程中高的冷却速度抑制了Mg2Si相的长大,细小的Mg2Si相呈现为近球形或多边形态,与基体结合良好且弥散分布,并可以作为а-Mg异质彤核核心,使合金组织得到充分细化.     

镁合金晶粒细化的研究现状及发展

阐述镁合金晶粒细化的研究现状,对合金化、大应变量机械形变、半固态成形、挤压铸造、快速凝固粉末冶金等晶粒细化手段进行分析,指出现阶段存在的问题和今后的工作方向.     

铝含量对应变诱发法半固态镁合金的影响

结合半固态合金成分设计原则,通过热力学计算,研究了3种成分的半固态镁合金。通过组织观察和流变学参数分析表明,半固态组织的形成速度随铝含量增加而加快,固相粒子变得细小、圆整。分析得出铝元素主要通过两个方面影响半固态组织,一个是液相形核,另一个是再结晶晶粒尺寸。随着铝含量增加,液相形核数量增多,再结晶晶粒尺寸减小,这些都促进了半固态组织的形成和演变,有利于镁合金半固态加工。     

镁合金晶粒细化的研究进展

总结了镁合金晶粒细化的现状。主要对目前应用较为广泛的过热处理法、变质处理法、动态晶粒细化、快速凝固法、固态成型工艺法进行了论述,同时阐述了镁合金晶粒细化的机理。     

纯镁的生物腐蚀研究

镁及其合金作为生物医用材料具有明显的优势，可以利用其耐蚀性差的特点，发展新型医用可降解镁金属材料．本文选择纯镁为主要研究对象，从杂质含量、加工处理状态等方面研究了两种纯镁在生理盐水中的腐蚀规律，表明降低纯镁中杂质元素的含量和细化晶粒可以提高纯镁在生理盐水中的开路腐蚀电位，减缓腐蚀速率．纯镁的腐蚀速率可以通过调整杂质含量、晶粒细化和固溶处理等方法进行控制，适宜发展成为一类新型的医用可降解金属材料．     

镁合金铸态晶粒细化技术的研究进展

综述了熔体过热法、氯化铁法、碳质材料变质处理法、熔体搅拌法以及加Zr、Ca或Sr等镁合金铸态晶粒细化技术的研究现状和最新进展,重点分析了不同细化方法的工艺特点和细化机理,指出了镁合金铸态晶粒细化研究还存在的问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

镁合金晶粒细化及机理研究进展

总结含铝及不含铝镁合金的晶粒细化方法和理论模型。不含铝的镁合金主要利用含Zr中间合金细化,而对含铝镁合金的晶粒细化缺乏深入理解并易引起混淆。未来的研究应致力于细化机理,尤其要结合合金、杂质元素及形核颗粒理解细化机理。     

动态凝固Al-Ti-C中间合金组织与细化活性

采用CASTEX连续铸挤技术，对液．固反应法获得的Al-Ti-C中间合金熔体直接进行动态凝固成形，制备细化剂合金线材，计算模拟了动态凝固成形区的温度场和应力场，试验研究了动态凝固组织的形成机制及中间合金细化铝晶粒的特性。结果表明：熔体连续铸挤成形经历动态凝固、半固态挤压和塑性成形3个阶段，为动态凝固与成形过程；该过程对熔体的强烈剪切与热扰动作用，可改善中间合金的组织形态，显著提高其细化活性。     

Microstructure formation and grain refinement of Mg-based alloys by electromagnetic vibration technique

The microstructure formation and grains refinement of two Mg-based alloys, i.e. AZ31 and AZ91D, were reported using an electromagnetic vibration （EMV） technique. These two alloys were solidified at various vibration frequencies and the microstructures were observed. The average size of grains was quantitatively measured as a function of vibration frequencies. Moreover, the grain size distribution was outlined versus number fraction. A novel model was proposed to account for the microstructure formation and grain refinement when considering the significant difference of the electrical resistivity properties of the solid and the liquid during EMV processing in the semisolid state. The remarkable difference originates uncoupled movement between the mobile solid and the sluggish liquid, which can activate melt flow. The microstructure evolution can be well explained when the fluid flow intensity versus vibration frequency is taken into account. Moreover, the influence of the static magnetic field on texture formation is also considered, which plays an important role at higher vibration frequencies.     

Review of grain refinement methods for as-cast microstructure of magnesium alloy

As the lightest structural metal, Mg and Mg-based alloys have great potential applications in the aerospace, automotive and nuclear industries. However, such applications have been limited by low ductility and strength. Theoretically, small grain sized structure can synchronously improve its ductility and strength. Yet,universally reliable grain refinement techniques for the magnesium alloys are still under investigation and some are in strong debating. This paper presents a brief review of development of grain refinement methods for magnesium alloys, which would contribute to a better understanding of the factors controlling grain refinement and provide an outlook of future research in this field.     

机械研磨工艺对 AZ91D 镁合金显微结构的影响

目的研究不同机械研磨处理条件对AZ91D镁合金表面晶粒细化行为与机制的影响。方法采用不同直径的弹丸对密排六方结构的AZ91D镁合金进行不同时间的表面机械研磨处理,对处理试样的表面显微结构进行对比和表征,分析晶粒细化机制。结果通过表面机械研磨处理可以实现AZ91D镁合金的表层晶粒细化。在一定范围内,弹丸直径越大,处理时间越长,表层晶粒细化就越明显,晶粒尺寸可细化至约24 nm。结论 AZ91D镁合金表面机械研磨处理晶粒细化是孪生和位错滑移的综合结果。选择弹丸直径16 mm,处理时间180 min的工艺参数,AZ91D镁合金表面机械研磨处理的效果最好。