铸态Mg-8Y-6Gd-1Nd-0.17Zn稀土镁合金高温压缩本构行为及加工图

研究了铸态Mg-8Y-6Gd-1Nd-0.17Zn镁合金在应变量为50%、温度350℃~450℃、应变速率0.0001s-1~0.1s-1的范围内热压缩过程中的本构行为、组织演变和热加工性能。通过选用双曲正弦本构方程来描述合金的流变行为以及变形参数间的关系。实验结果表明，温度和应变速率对Mg-8Y-6Gd-1Nd-0.17Zn镁合金的流变应力行为有重要影响，其流变应力随温度的降低和应变速率的增加而增大，并且在温度高于400℃压缩时，合金的真应力应变曲线具有典型的动态再结晶特性。在本实验条件下，该合金变形期间的活化能（Q）和应力指数（n）分别为359.258 KJ / mol 和5.24，实验值与计算值之间的平均误差（ARE）为3.37％。最后基于动态材料模型加工理论，结合热加工图和压缩过程中的组织演变，确定了该合金的最佳热加工参数为：加热温度400~450℃，应变速率为0.0001s-1~0.001s-1。     

半固态等温处理Mg-Zn-Y合金微观组织演变

研究了挤压Mg-2Zn-x Y(x=0.5,1,2,at%)合金在半固态等温处理过程中的微观组织演变规律。结果表明:3种Mg-2Zn-x Y合金中,挤压Mg-2Zn-1Y合金中α-Mg基体晶粒尺寸最小,挤压Mg-2Zn-2Y合金中出现了大量的孪晶;当半固态等温时间为10 min时,随着等温温度的升高,Mg-2Zn-x Y合金中α-Mg固相晶粒均逐渐趋于球化,且α-Mg固相颗粒逐渐分离,晶界处的液相和晶内液池体积分数均明显增加;随着580℃等温时间的延长(≤30 min),Mg-2Zn-0.5Y合金微观组织演变以Ostwald熟化机制为主,而Mg-2Zn-1Y和Mg-2Zn-2Y合金微观组织演变过程中Ostwald熟化机制和固相颗粒熔化机制同时起主导作用。     

挤压态AZ63M镁合金显微组织及高温变形行为研究

本文研究了不同挤压比和挤压温度(挤压桶温度)对AZ63M镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响,探索了挤压态AZ63M镁合金最优时效处理工艺和热加工工艺。实验挤压比选用9、32、41、81,挤压温度为200℃、250℃、300℃。热处理采用固溶+时效(T6)和挤压后时效(T5)处理两种方式,绘制了在变形温度为300℃～450℃和应变速率为5×10_-2s_-1～5×10_-4s_-1的热加工图。结果表明：随着挤压温度降低从300℃到200℃,合金晶粒尺寸从31μm减小到14μm,抗拉强度从225MPa增加到368MPa,伸长率从13.6%增加至17.3%。随着挤压比增加从9到81,合金晶粒尺寸从24μm减小至8μm,抗拉强度从277MPa增加至376MPa,伸长率从15.3%增加至16.1%。挤压温度为250℃,挤压比为32,挤压速率为60mm/min挤压、T6(420℃×8h+210℃×18h)处理后,AZ63M镁合金抗拉强度与挤压态AZ63M(330MPa)对比提高了18%,达到390MPa,伸长率降低了6%,和铸态AZ63M相比,挤压态AZ63M的热加工区域增大,最优热加工区域为温度400℃～450℃,应变速率5×10_-4s_-1～1.5×10_-3s_-1。     

石墨烯增强轻金属基复合材料的研究进展

石墨烯由于具有优异的综合性能(导电、导热和机械性能),被认为是制备先进金属基复合材料的理想增强相。综述了石墨烯增强轻金属基复合材料在制备工艺、力学性能及物理性能方面的研究进展,并讨论了石墨烯在金属基体中的强韧化机制,分析了石墨烯金属基复合材料在制备过程中的难题,总结了添加石墨烯对于不同轻金属基体的力学性能的改善情况,展望了今后轻金属基石墨烯复合材料的研究方向。     

轻量化高强度镁合金过渡车钩研制

基于有限元分析方法对AZ80M高强度镁合金等温精密模锻成形进行了模拟,并进行了等温模锻成形试验。进行了镁合金过渡车钩的模具优化,进行了力学性能及局部解剖组织检验。结果表明,等温模锻成形的镁合金过渡车钩能满足拉伸500 kN和压缩550 kN的要求,且过渡车钩各区域组织均匀,力学性能良好。相比于钢制过渡车钩,AZ80M高强度镁合金过渡车钩减重51%(38→18.5 kg)。     

镁合金蜂窝板隔声性能分析

采用AZ31镁合金板材、AZ31镁合金蜂窝芯、铝合金蜂窝芯制备了镁合金蜂窝板和镁-铝蜂窝板,并测定具有不同结构参数的蜂窝板的隔声性能。预期高隔声镁合金蜂窝板应用于交通运输装备上,将可提高地板或壁板的减振降噪能力,极大改善乘坐的舒适性,提高能源效率。     

不同状态下AZ31镁合金板材V形弯曲性能研究

采用具有不同弯曲半径的V形槽弯曲模具对不同状态、不同厚度的AZ31镁合金板材进行系列弯曲试验,测算AZ31镁合金弯曲回弹量,分析板厚和相对弯曲半径对回弹的影响。研究表明:在凸模弯曲半径r不变时,板带厚度越大,回弹角越小;在板厚一定时,相对弯曲半径r/t越大,回弹角越大;厚度较小板带的回弹角变化幅度受弯曲半径的影响比厚度较大板带的更大;热处理态板材的弯曲成形性能优于冷轧态板材。     

AZ80镁合金半固态组织的等温演化研究

对半连续铸造和热挤压态AZ80镁合金进行半固态等温处理,研究了其微观组织的演变规律和α-Mg晶粒尺寸及形状系数与工艺参数的定量关系。结果表明,相同参数条件下,挤压AZ80镁合金经半固态等温处理后,α-Mg晶粒更圆整,晶粒尺寸分布更均匀;其α-Mg晶内液相出现机制以溶质元素富集和高能储备导致晶内局部优先熔化为主;而半连续铸造AZ80镁合金半固态等温处理过程中,α-Mg晶内液相出现机制以枝晶臂合并导致液相进入晶内为主。挤压AZ80镁合金经不同参数的半固态等温处理后,α-Mg晶粒尺寸均符合高斯分布;其较佳的半固态处理工艺参数为570℃保温20min,此时固、液相的相对分布更均匀,α-Mg晶粒平均形状系数为0.86,且多集中于高系数区。     

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的组织与性能

氧化铝纤维增强铝基复合材料在很好的工业应用前景。对其制备工艺、力学等已进行了大量研究。目前多数研究都是针对铸造或压力铸造的复合材料，未见有关这种材料变形后的组织与性能研究的报道。本文针对这一情况对经热挤压的复合组织与性能及断裂行为进行初步研究。     

等离子喷焊镍基合金耐磨性能研究

采用等离子弧喷焊技术在不同转弧电流下喷焊DG.Ni60A和DG.Ni60WC25两种镍基合金粉末,对各喷焊层进行了硬度和耐磨性分析。试验结果表明,转弧电流大小对喷焊镍基合金层的耐磨性影响较大,喷焊DG.Ni60A合金粉末时,转弧电流为100 A时的试样磨损量为0.090 57 g,转弧电流为150 A时的试样磨损量高达1.116 17 g,相差10余倍。喷焊DG.Ni60WC25合金粉末时,转弧电流为100 A时的磨损失质量仅为0.018 83 g,转弧电流为200 A时的磨损失质量高达0.744 97 g,相差约40倍。镍基合金中加入WC,在一定条件下可以提高喷焊层的耐磨性能;转弧电流为150 A时,未添加WC硬质相的DG.Ni60A合金粉末喷焊层的磨损失质量高达1.116 17 g,而添加了WC硬质相的DG.Ni60WC25合金粉末磨损失质量为0.018 83～0.744 97 g。