大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。     

等通道角挤压对Mg-0.6%Zr合金力学性能和阻尼性能的影响

采用金相组织分析、显微硬度测试和DMA阻尼技术研究等通道角挤压对铸造Mg-0.6%Zr合金(质量分数)结构与性能的影响。研究结果表明,Mg-0.6%Zr合金经过ECAP变形时,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,并随挤压温度的升高发生晶粒长大;变形后合金的室温力学性能明显改善,与铸态合金相比,显微硬度和拉伸强度均随挤压道次(1、2、4、6)的增加而增加,且合金经400℃挤压一道次后的阻尼性能优于铸态合金。     

混合稀土对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、透射电子显微镜等仪器设备研究低含量混合稀土对AZ80镁合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着混合稀土含量的增加晶粒不断细化,生成的板条相Al11RE3(RE代表Ce和La)也逐渐增加,在热变形过程中阻碍位错和晶界的运动,强化合金的力学性能,其中稀土的质量分数为0.15%的合金具有最佳的力学性能;该合金挤压态下的抗拉强度为320 MPa,屈服强度为221 MPa,伸长率为16%;在175℃时效16 h的条件下,材料达到峰时效,合金性能得到进一步的提高,抗拉强度为354 MPa,屈服强度为246MPa和伸长率为9.4%。     

AZ31和ZK60变形镁合金阻尼性能的研究

在频率为10 Hz、应变为9.6×10~(-5)~1.45×10~(-2)时,对AZ31、ZK60镁合金室温下的阻尼性能进行研究。结果表明:AZ31、ZK60镁合金阻尼性能可用G-L模型来解析;晶粒细化、析出相增多会阻碍位错运动,使镁合金阻尼性能下降;AZ31镁合金阻尼性能要优于ZK60镁合金,不同热加工态AZ31、ZK60合金的阻尼-应变曲线具有相同特点,表现为铸态合金阻尼性能较优,其次为热变形+T6热处理态、热变形态。     

热挤压AZ91D镁合金线材的组织与性能研究

对铸态AZ91D合金进行400~460℃不同温度下的正挤压,制备出直径为3~4 mm的线材。利用光学显微镜分析线材的组织,测试其拉伸力学性能和热膨胀系数。结果表明,在不同挤压温度下均可制备出AZ91D镁合金线材,挤压温度越低,线材晶粒越细小。线材具有优异的力学性能,经400℃热挤压成形的线材抗拉强度和伸长率高达285.6 MPa和5.3%,明显高于同牌号铸态合金的性能。线材的平均线膨胀系数为(21.3~27.4)×10-6K-1。较低挤压温度下制备的线材具有较高的力学性能与较小的线膨胀系数。     

挤压态Mg-3Al-0.8Sr室温压缩过程中的变形行为研究

在新三思拉伸实验机CMT-5150上对挤压态Mg-3Al-0.8Sr进行室温压缩实验,研究不同应变量下的组织演变过程,并对压缩时的应力-应变曲线和断口形貌进行分析。结果表明:Sr的加入可以推迟孪生的发生,当应变量超过3.5%时,随着应变量的增加{101-2}拉伸孪晶的数量不断增加;挤压态Mg-3Al-0.8Sr室温压缩时的应力-应变曲线可分为4个阶段并分别对应不同的变形机制。在实验合金的断口形貌图中观察到大量的解理台阶和少量的韧窝,表明实验合金的断裂机制以脆断为主,塑性断裂为辅。     

喷射沉积Mg-Al-Ca-Zn镁合金力学性能研究

采用喷射沉积加热挤压成形方法制备Mg-Al-Ca-Zn镁合金,使用SEM、TEM等技术对其组织和力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金组织均匀、晶粒细小,合金中存在大量细小的第二相;沉积挤压态合金抗拉强度可达到425 MPa,延伸率为3%,细晶强化是其主要强化机制;时效处理对喷射沉积挤压态合金抗拉强度无明显影响,但会降低高合金化合金的延伸率,固溶时效处理会降低合金抗拉强度,但可提高低合金化合金的延伸率。     

等通道角挤压对喷射沉积Al-Cu-Mg合金显微组织和拉伸性能的影响

<正>美国加利福尼亚大学的研究人员采用等通道角挤压(ECAP)工艺对喷射沉积Al-4.4Cu-0.8Mg合金进行处理以制造大横截面的细晶块体材料。技术人员对该喷射沉积Al-4.4Cu-0.8Mg合金的密度和拉伸性能变化作了检测,并用扫描电子显微镜(SEM) 和透射电子显微镜(TEM)对其显微组织进行了分析。在200℃时成功地用ECAP工艺对喷射沉积Al-4.4Cu-0.8Mg合金进行了加工。经过一次ECAP加工,材料接近完全致密化,残余孔隙尺寸从约20 μm降为小于3 μm。同时,合金中生成了长约1 μm宽约200 nm的细长组织。经过多次ECAP处理,合金的显微组织变为等轴化和均匀化。经过4次ECAP加工,材料的晶粒度降到了100-250 nm。经过ECAP工艺处理后,喷射沉积Al-4.4Cu-0.8Mg合金的室温强度提高了110%。材料强度的提高可归因于孔隙的减少,位错密度的提高和晶粒的细化。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织与性能

用单辊快速凝固(RS)薄带在330℃热挤压制备了直径Φ14mm的AZ91D合金棒材,用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化,研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现,热挤压后RS薄带之间焊合良好,挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55.9%;屈服强度高77.6%;伸长率与铸态相当;维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后,快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化,伸长率却提高了5.6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的á-Mg单相固溶体中有少量β-Mg17Al12相脱溶析出,而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出,室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织,而且和挤压加工过程密切相关。     

热轧对挤压态Mg-8.3Gd-2.6Y-0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、背散射电子衍射分析(EBSD)、显微维氏硬度和拉伸试验等测试方法对预挤压Mg-Gd-Y-Zr合金板热轧后的显微组织和力学性能进行研究。挤压板在热轧过程中发生连续动态再结晶,晶粒尺寸由挤压态的18μm细化至13.5μm,增强细化强化效果。相比于挤压态,轧制态合金的(0002)基面织构增强,强化织构强化效果。同时轧制态合金中Mg5(Gd,Y)动态分解相体积分数有所增加,增强第二相粒子强化效果。在三者的综合强化作用下,较挤压态合金沿挤压方向(ED)的抗拉强度(UTS)为312 MPa、屈服强度(TYS)为213 MPa,轧制态合金沿轧向(RD)的抗拉强度(UTS)和屈服强度(TYS)得以提高,分别为342、264 MPa,伸长率(EL)也由挤压态的6.6%增加至9.5%。轧制态合金经过200℃时效55 h后,合金抗拉强度和屈服强度分别提高至421 MPa和351 MPa,伸长率降低至3.3%。     

AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,对AZ61B镁合金在温度为623K和673K,应变速率为0.01,0.1、1 s-1时,应变量为50%的高温塑性变形行为,以及热模拟后镁合金组织的变化进行了研究。分析了流变应力与应变速率和温度的关系,计算出了应力指数和变形激活能,结果表明:流变应力随应变速率的增加而增加,随应变温度的增加而减小;镁合金发生了动态再结晶,有大量细小等轴晶出现,探明了变形软化的主要机制是动态再结晶。     

Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金热压缩动态再结晶的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金的变形规律及动态再结晶行为进行研究。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而降低;变形量对应力-应变关系的影响很小;变形过程中发生动态再结晶,随变形程度的增加,动态再结晶晶粒不断增多,材料呈现明显的软化趋势,流动应力下降。当动态再结晶过程完成以后,继续变形,材料又出现硬化行为;并且动态再结晶平均晶粒尺寸的自然对数与Zener-Hollomon参数的自然对数呈线性关系。根据实验分析,合金适宜的热加工条件为:变形温度400～450℃,应变速率0.1～5s-1。     

填充材料对镁合金TIG焊接头组织与性能的影响

利用AZ31、AZ61两种焊丝对10mm厚的AZ31B镁合金进行TIG焊。使用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析两种焊丝焊接的接头外观形貌、显微组织、元素分布和焊缝物相等。结果表明:采用两种焊丝都能获得成形美观、无明显缺陷的焊接接头,采用AZ31焊丝焊接的接头形貌更优于AZ61焊丝;采用AZ61焊丝焊接的焊缝晶界上有Al12Mg17相产生,采用AZ31焊丝时没有;采用AZ31焊丝获得的接头硬度最高处位于母材区,而采用AZ61焊丝获得的接头硬度最高处位于焊缝区;采用AZ61焊丝获得的接头强度比AZ31焊丝的接头强度高20%。     

中厚度镁合金激光焊接组织与性能分析

采用CO2激光焊接方法对10mm厚的AZ31镁合金进行焊接。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段分析焊接接头的宏观形貌、显微组织、元素分布和焊缝物相等。结果表明:焊缝正面凹陷,背部成形较好;焊缝组织为细小的等轴晶粒,物相主要为Mg,未出现Al-Mg低熔点相;接头强度均值为212MPa,在断口处存在大量的气孔。     

NaCl介质中AZ31镁合金的动态电化学腐蚀行为研究

通过自腐蚀电位、电化学阻抗谱以及介质pH值测量研究AZ31镁合金在3.5%NaCl介质中的动态腐蚀行为,用光学显微镜、扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行观察,讨论AZ31镁合金的腐蚀机理。结果表明:AZ31镁合金在3.5%NaCl介质中的耐蚀性能较差;腐蚀从局部区域开始,初期以点蚀为主要特征;由于Mg(OH)2等腐蚀产物结构松散、分布不均匀,不能有效阻止腐蚀的发展,致使镁合金表面在较短时间内被严重破坏。     

AZ31B表面合金化接头显微组织及耐蚀性的研究

采用AZ31B镁合金真空扩散连接工艺,在AZ31B表面形成合金化扩散溶解结构。借助OM、SEM、EDS及XRD等方法分析不同工艺条件下结合界面扩散溶解层的微观组织及组成成分,利用PS-168a型电化学腐蚀测试系统对表面合金化扩散溶解层进行了耐蚀性测试。结果表明:恒温条件下,随保温时间的延长,在AZ31B表面形成宽度不等、与基材呈"锯齿"状咬合的扩散溶解层;扩散溶解层由过渡层和共晶区组成,自腐蚀电流比AZ31B镁合金基体提高约77%。     

镁合金动态再结晶的研究现状

动态再结晶对镁合金的影响已受到广泛关注。阐述变形温度、变形速率、变形程度以及稀土元素等因素对镁合金动态再结晶的影响,综述镁合金动态再结晶的5种再结晶机制。对镁合金动态再结晶的研究方向进行了展望。     

等离子喷涂Al_(65)Cu_(23)Fe_(12)涂层的组织与性能研究

采用等离子喷涂方法在AZ31镁合金表面制备一层Al65Cu23Fe12涂层以改善其表面性能。通过OM、XRD及EDS等分析方法,分析了涂层热处理前后的组织及性能。结果表明:等离子喷涂Al65Cu23Fe12涂层组织由Al65Cu20Fe15准晶相和Al(Cu,Fe)相两相组成;经过T4和T6处理后,相组成没有发生变化,T6处理使准晶相含量明显增加,由喷涂态的31.3%(原子分数)提高到40.4%(原子分数);Al65Cu23Fe12涂层的硬度与其准晶含量呈正比,T6态下的准晶含量最多,硬度最大,达到752.8HV0.1,比喷涂态提高了22.2%,远远大于AZ31基体的硬度;涂层的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.22～-0.79V,自腐蚀电流密度=21.5～58.7A/m2)远高于基体的耐腐蚀性(自腐蚀电位=-1.6V,自腐蚀电流密度=135.8～242.7A/m2)。热处理使涂层和基体的耐蚀性能降低。