自孕育法制备AZ61镁合金的微观组织

采用AZ91D镁合金母液与纯Mg熔体混合的自孕育法制备AZ61镁合金半固态坯料,研究了液-液熔体混合和导流.器角度改变对AZ61镁合金组织的影响.试验结果表明:液-液混合熔体经导流器浇注到铸型中后,可以使AZ61镁合金组织明显细化.相比未混合制备的AZ61,熔体混合有利于能量起伏、结构起伏、浓度起伏,增加有效形核,使晶粒细化;经倾斜导流器激冷、冲刷进一步细化晶粒,同时熔体流经导流器产生的二次混合又促进了有效形核,使平均晶粒尺寸大幅减小(约50％).随导流器角度增加,组织有粗化的趋势,但影响不大.     

熔体处理温度对自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料的影响

采用一种新的自孕育法制备2024变形铝合金半固态浆料,研究了熔体处理温度对2024变形铝合金水淬组织和铸态组织的影响。结果表明,熔体处理温度过低和过高时,组织平均晶粒尺寸较大。在700~730℃范围内时,晶粒平均尺寸较小,约为27.1~32.2μm。从浇注过程的温度变化曲线上可以看出,随着熔体处理温度的增加,孕育剂和冷却槽对熔体的冷却效果增强。合金熔体在孕育剂的激冷作用下,瞬间产生大量晶核,并在流经多流股混合冷却槽时,发生晶粒的游离和增殖,最终细化组织。     

浇注温度对自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态浆料的影响(Ⅰ)

采用新型的自孕育法制备AM60镁合金半固态浆料,研究浇注温度对自孕育法制备AM60镁合金半固态浆料的影响。结果表明:随着浇注温度的降低,组织中发达和粗大的树枝晶逐渐减少;在接近液相线温度时出现小块状或蔷薇状晶粒,晶粒的尺寸逐渐减小;分布逐渐趋向正态分布,且存在一个合适的温度加工区间,即630～680℃,对应的晶粒尺寸为58.4～63.1μm。加入的孕育剂在熔体中起到内冷铁作用,加快熔体的冷却速率,使熔体快速到达半固态区间。采用自孕育法制浆时,合金熔体中晶核主要来源于熔体中的高熔点质点(Al8Mn5)、孕育形核和晶粒游离与增殖。     

自孕育剂参数对自孕育铸造法制备AM60镁合金半固态浆料的影响(Ⅱ)

采用加入与母合金液具有相同成分的自孕育剂方法,研究孕育剂参数(孕育剂加入方式、孕育剂尺寸、孕育剂加入量和孕育剂组织)对AM60镁合金组织细化的影响。结果表明:加入自孕育剂后,熔体经导流器浇注到铸型中,可以明显细化AM60镁合金的组织。当孕育剂加入量为11%(质量分数)时,效果最好,平均晶粒尺寸仅为43.4μm,且分布均匀。孕育剂的原始组织对合金凝固组织有明显的影响,孕育剂本身的组织越细小,合金凝固组织越细小。孕育剂的加入使合金液中形成大的能量起伏和成分起伏,在合金凝固过程中起到吸热、形核、促进凝固和阻止二次相连续长大的作用,有助于形成细晶组织。     

熔体处理在制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料中的作用

采用自孕育法制备新型Mg-9Zn-2Al高锌镁合金半固态浆料,研究孕育剂加入量为5%(质量分数)、导流器角度为45°时熔体处理温度对Mg-9Zn-2Al镁合金组织的影响。对孕育剂加入熔体后的熔化状况进行分析,并从原子团簇角度探讨熔体处理温度对一次孕育的作用机理。结果表明:熔体处理温度过高或过低时,组织平均晶粒尺寸较大;在695~710℃范围内,晶粒平均尺寸较小,约为47.5~48.8μm。根据所推导出的孕育剂在导流器入口处的温度表达式,可以确定自孕育法铸造的最佳熔体处理温度,提出用固相率fS描述自孕育剂的熔化状况。     

新SIMA法制备AZ91D半固态坯

利用等径道角挤压试验、半固态等温处理试验、金相显微镜、SEM等试验方法和分析设备，对经过等径道角挤压的AZ91D镁合金在等温处理过程中的微观组织演变进行了研究。通过研究，提出了新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法。新SIMA法制备的半固态坯料的微观组织均匀，晶粒球化程度好，晶粒细小，平均晶粒尺寸在20—50μm之间。随着保温时间的延长，新SIMA法制备半固态坯料的微观组织有长大的现象，其可用Ostwald熟化理论描述。随着等温处理温度的升高，晶粒的尺寸先增加后减小，形状系数接近1。随着材料在ECAE中获得的等效应变的增加，半固态坯料的晶粒尺寸减小。     

自孕育法流变压铸AZ91D镁合金微观组织特征

采用一种新的自孕育法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析。结果表明,自孕育法可以制备出组织细小、均匀的半固态浆料。将自孕育法制备半固态浆料短时保温后,浆料中初生α(Mg)内部没有液相夹裹,平均晶粒尺寸为70.4μm;在增压压力为180 MPa,压射充型速度在2~5 m/s内,经585℃保温10 min的AZ91D镁合金半固态浆料能顺利进行流变压铸,能够改善AZ91D镁合金铸件的微观组织,获得性能良好的半固态压铸件。     

等温时间对自孕育法制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料的影响

采用自孕育法在线制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料,研究了等温温度为585℃时,等温时间对Mg-9Zn-2Al镁合金半固态组织演变的影响.结果表明,随着保温时间的延长,晶粒先球化而后恶化,并且不断长大,保温4～8 min时,其晶粒较好,尺寸为65～72 μm,圆整度在1.2～1.3之间.在此过程中,组织的演变主要经历高熔质点相的析出及较小过冷度下的瞬态形核、镁原子堆积促使初生相的长大和α相的合并长大三个阶段.     

轧制温度对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机等研究了320?410℃不同轧制温度对AZ61镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明:AZ61镁合金经不同温度轧制后,晶粒内部均有大量孪晶出现.随着轧制温度的升高,AZ61镁合金晶粒先增大后减小,320℃轧制的合金晶粒尺寸最小,并有大量第二相在晶界处析出.与挤压态...     

半固态AZ61镁合金触变压缩变形特性

利用Gleeble-1500热模拟试验机分别对SIMA法制备的半固态AZ61镁合金和常规铸态试样进行了压缩试验, 分析了它们的应力-应变关系和组织变化.研究表明,半固态AZ61镁合金触变压缩变形时,变形抗力明显低于常规铸态时的变形抗力,并且随着变形温度的提高,变形抗力显著减少;同时随着应变速率的升高, 变形抗力也愈大.半固态镁合金触变压缩变形后,其球状组织呈明显的受压变形特征.     

轧制工艺对双辊铸轧AZ61镁合金组织性能的影响

研究了利用双辊铸轧镁合金铸轧坯直接进行热轧的生产工艺,研究了不同热轧工艺过程对产品品质的影响.研究表明,在400℃热轧时,随着压下量增加,铸轧镁合金显微组织的再结晶程度提高,晶粒细化;随着轧制温度的提高,显微组织中孪晶减少,再结晶程度提高,晶粒变得均匀且细小;在400℃下连续热轧到1.5 mm,得到的板材力学性能最优.     

挤压态AZ61镁合金磨损性能研究

主要研究了挤压态AZ61镁合金在不同载荷和滑动摩擦速度条件下的磨损性能。采用SEM对磨损面进行显微组织观察与分析,讨论了不同载荷下材料的主要磨损形式。结果表明,磨损质量损失随着滑动摩擦速度和载荷的增加而增加。挤压态AZ61镁合金的磨损机制主要分为轻微磨损和严重磨损。轻微磨损主要是擦伤磨损、氧化磨损与剥层磨损,在磨损面上形成的擦痕与裂纹,其磨损程度较轻,磨损面积小;当载荷增加到100N和120N时,塑性变形和熔化在磨损面形成的磨痕较深且磨损面积大,表现为严重磨损。     

自孕育半固态制浆技术的研究

分析了国内外制浆技术的现状及组织形成的理论,提出了一种新的半固态制浆技术——自孕育法,即采用与合金同成分的本体孕育并经过导流器进一步孕育的方法,并对AM60合金进行了浆料制备试验。通过控制合金熔体温度与局部过冷使之具有大量的晶核,再利用流动冲刷,获得具有非枝晶初生固相的固-液混合浆料。试验结果表明,经过自孕育处理,当温度为650℃、孕育剂加入量为熔体质量的11%时,制备的半固态浆料具有均匀、细小、非枝晶状的微观组织,晶粒平均尺寸仅为51μm。     

热挤压及固溶处理对AZ61镁合金组织和性能的影响

研究了不同温度下的热挤压工艺以及后续的固溶热处理对AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响.利用扫描电子显微镜观察分析了AZ61镁合金拉伸断口形貌,探讨了其拉伸断裂机制.结果表明,热挤压可以细化晶粒、产生高密度位错从而有效提高合金的力学性能,试验发现在385℃下挤压AZ61镁合金组织均匀,塑性最好.经过热处理之后,370℃下挤压AZ61镁合金的强度有很大提高;385℃下挤压AZ61镁合金强度和塑性下降;400℃下挤压AZ61镁合金的塑性显著提高.     

半固态触变成形AZ91D镁合金卫星角框件

通过对等径道角挤压处理后的AZ91D镁合金坯的触变成形试验，并借助于金相显微镜、Instron材料拉伸试验机等分析手段，对AZ91D镁合金卫星角框件的半固态触变成形工艺进行了研究。研究结果表明：当坯料加热温度为560℃，保温时间为20min，模具预热温度为400℃，保压时间为40s时，强度可达到292MPa，伸长率达到4．8％；触变成形对材料微观组织的影响主要表现为较明显的固液相分离现象，而对制件晶粒形状的影响比较小，在成形过程中，坯料的流动方式是以液相包裹球状固相颗粒的方式进行的；通过固溶处理和自然时效可以提高触变成形后的卫星角框件的强度；当固溶时间为6h，强度提高幅度在10％以上。     

挤压态AZ81镁合金的热加工变形和加工图

在 Gleeble-1500D热模拟机上进行热压缩试验,研究了变形温度为320～440℃、应变速率为0.001～1.000 s-1、最大变形程度为60%的条件下挤压态AZ81镁合金的高温热变形行为.热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构关系式来描述,平均激活能为182.17 kJ/mol,大于其自扩散激活能.根据材料动态模型,计算并分析了挤压态AZ81合金的热加工图,结合显微组织观察结果,分析了挤压态AZ81镁合金的热加工性能.在变形温度为320～440℃、应变速率为0.001～1.000 s-1、最大变形程度为60%的条件下,失稳判据ξ(ε)>0,说明AZ81镁合金在该条件下塑性变形性能良好.并根据加工图获得了在试验参数范围内的热变形过程的最佳工艺参数范围,其热加工温度选在380～400℃、应变速率为0.010～0.100 s-1时较好.     

超声场下熔体温度对SnSb合金凝固组织的影响

研究了超声场下熔体温度对SnSb包晶合金凝固组织的影响，分析了其影响机制。结果表明，在超声场作用下，熔体温度对凝固组织的细化效果有显著的影响，对Sb质量分数为10.5％的SnSb包晶台金，在熔体温度为330℃时进行超声处理的细化效果最为显著。     

钕对AZ61镁合金铸态显微组织和力学性能的影响

主要研究了Nd对AZ61合金铸态组织和力学性能的影响。研究结果表明Nd元素对AZ61镁合金有明显的细化作用,当加入1．0％Nd时,细化效果最为显著,而且有最佳的力学性能。经分析,Nd与合金中的镁铝元素形成热稳定性较高的金属间化合物,在α-Mg晶粒内和晶界均有分布。     

AZ91D镁合金半固态浆料制备的研究

采用AZ91D镁合金为试验原料，用自行研制的新型半固态浆料设备及直接流变成形装置为试验设备，研究不同温度、剪切速率下半固态组织的变化规律，并与常规铸造组织相比较。研究表明：适量提高剪切速率或降低温度，半固态组织的固相颗粒会变得细小、均匀和圆整。同时，对新型装置制备半固态组织的机理进行了研究。