锻态AZ81与AZ81E镁合金组织与冲击性能研究

对挤锻复合成形的AZ81、AZ81E镁合金,在室温进行了V型缺口冲击试验,研究了Ce对镁合金缺口冲击韧性的影响。结果表明:Ce的加入使AZ81镁合金的室温冲击韧性提高;锻态的AZ81镁合金断口为明显的韧脆断裂特征,而AZ81E因Al_4Ce相弥散于基体内,变形后在其周围组织形成产生强化,其断口形貌变为以韧性为主的韧脆混合断裂。     

镁合金复合有机涂层的研究现状与展望

镁及其合金的化学活性高,耐蚀性能差,阻碍了镁合金应用领域的拓展.采用预处理+有机涂装法制备复合有机涂层,综合了多种表面处理方法的优点,可获得耐蚀性能良好的镁合金保护涂层,是解决镁合金耐蚀问题的重要研究方向,具有巨大的应用前景.本文对几种镁合金复合有机涂层的制备原理和研究现状进行了综述,并提出了其发展方向.     

挤压态AZ81镁合金塑性加工性能的研究与分析

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 s<'-1>,最大变形程度为60%的条件下挤压态AZ81镁合金的高温流变行为.结果表明,采用加工理论分析材料的高温变形行为能准确反映出材料在不同变形条件下的组织演变规律.根据材料动态模型计算了挤压态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镁合金的热加工塑性变形性能,在变形温度320～440℃、应变速率0.001～1 s<'-1>,最大变形程度为60%的条件下,失稳判据ξ(ε)>0,说明AZ81镁合金在该条件下的塑性变形性能良好.热加工温度380～400℃、应变速率0.01～0.1 s<'-1>为最佳热加工工艺参数区.     

AZ71和AZ71E镁合金钨极氩弧焊焊缝微观组织对比研究

采用TIG焊分别对AZ71和AZ71E镁合金薄板进行不填丝的焊接加工.焊后对其接头焊缝区组织进行对比观察发现:添加了富铈混合稀土的AZ71E镁合金焊缝区出现了胞状树枝晶,组织未得到细化.究其原因是由于稀土元素与Al结合生成新相Al11RE3,消耗了一部分Al量,从而减弱了Al对α-Mg晶粒的细化作用,导致晶粒粗化.     

挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为

在温度为320～440℃、应变率为0.001～1s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为进行研究.结果表明挤压态AZ81镁合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变率的升高而升高,且随应变的增加,流动应力很快达到峰值,然后逐渐降低并趋于稳定.为评价挤压态AZ81镁合金在热模压成形过程中流动应力,结合Arrhenius方程并引入Zener-Hollomon参数,对流动应力做出相应的修正,根据修正后的流动应力构建挤压态AZ81镁合金流变应力高温变形本构模型.模拟结果表明该模型的应力预测值与试验值吻合较好,计算精度较高,为后续的模压近／净终成形工艺参数的制定提供一定的理论参考.     

Cu、Zn对Mg晶粒尺寸以及微观组织影响

通过向镁熔体中单独和复合添加一定量的Cu及Zn元素,探究了Cu、Zn对镁晶粒尺寸和微观组织的影响并阐释了其细化机理;同时深入表征了Cu、Zn单独及复合添加后合金的物相组成。结果表明：向纯Mg中加入Cu、Zn和Cu、Zn复合添加后,晶粒依次由柱状晶转变为等轴晶。单独加Cu、单独加Zn和Cu、Zn复合添加后,平均晶粒尺寸由纯Mg的1270μm分别减小至470、120和85μm。单独加Zn对Mg的晶粒细化机理主要为Zn元素的溶质效应;单独加Cu对Mg的晶粒细化机理主要为Cu元素的溶质效应和CuMg2相对晶界的钉扎作用;Cu、Zn复合添加后细化效果更好主要是因为Cu、Zn元素的复合溶质效应及第二相对晶界的钉扎作用更为强烈。此外,单独加Zn后,第二相呈颗粒状分布于基体中,合金中的物相组成为α-Mg+MgZn;单独加Cu后,第二相形貌呈网状,合金中的物相组成为α-Mg+CuMg2;Cu、Zn复合添加后,Mg-5Cu-3Zn晶界上的第二相呈现出两种不同的形貌,经鉴定,连续的块状第二相为CuMg2相,不连续的鱼骨状第二相为CuMgZn相。     

应变速率对AZ31挤压变形镁合金力学行为的影响

通过静态拉伸试验机和高应变速率冲击拉伸试验装置,对AZ31挤压镁合金分别进行了不同应变率下拉伸力学性能的试验,获得了各应变速率下完整的应力-应变曲线。并通过扫描电镜对其拉伸断口进行分析。结果表明,其屈服应力、拉伸强度随着应变速率的增加而增加,失稳应变则随着应变速率的增加而有所减小;而弹性模量则对应变率不敏感。采用Johnson-Cook材料模型描述AZ31镁合金应变速率相关的应力应变本构模型,其拟合结果和实验结果基本相吻合。扫描电镜断口分析结果表明,动态和静态的断裂方式基本相同,都是以准解理断裂特征为主,局部区域伴有解理断裂。     

基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟

运用DEFORM-3D有限元软件对铝合金筒形件旋压成形过程进行了数值模拟。通过在不同参数下的模拟,得出了一组较优的工艺参数,即:旋压温度为20℃,主轴转速为400r/min,壁厚减薄率为50%,旋轮进给率为0.75mm/r。同时分析了最优化模拟条件下工件变形区的应力、应变状态,即在毛坯与旋轮的接触区,等效应力和等效应变达到最大值。径向方向受到的力是旋压力的主要表现形式。     

稀土对AZ61镁合金变形过程中组织与性能的影响

研究了不同的稀土含量(富Ce和Mg-Nd中间合金)对AZ61镁合金在热挤压变形过程中显微组织和力学性能的影响。结果表明,在加入1%～4%的混合稀土后,铸态AZ61镁合金组织中的β相明显减少,铸态组织晶粒得到细化,大部分的Ce,Nd与Al结合生成高熔点、高稳定性的稀土相Al4Ce或者Al4Ce和Al3Nd稀土混合相,并呈针状、棒状或者不规则块状分布于晶界或晶粒内部,同时各试验合金中均不同程度分布有不规则的块状α-Al8Mn5相;在热挤压过程中,Al4Ce或者Al4Ce和Al3Nd稀土混合相阻碍晶粒或亚晶粒长大,使晶粒较铸态组织变细,合金力学性能随稀土含量的增加有所提升,但由于稀土相较粗大,割裂晶界及晶粒间的结合力,使其性能大幅度下降;铸态AZ61+xRE各试验合金均为脆性断裂机制,挤压态AZ61合金断裂方式属于以韧性为主的韧脆混合断裂,含稀土挤压态合金中分布有塑性特征的韧窝,但主要以解理断裂为主。     

横浇道几何特征对镁合金挤压铸造流态影响的数值模拟

在内浇道速度为0.1m/s,金属液和模具的温度分别为680℃、200℃的挤压铸造工艺条件下,用数值模拟方法获取金属液填充分别位于横浇道中间和切向浇道末端的阶梯平板的流场,来分析横浇道几何特征对充填流态的影响。结果表明,铸件位于中心时充填形态最好,不同流动距离下各向速度变化平缓;当向末端平移时,随横浇道当量半径减小,流动距离增加,X、Z方向速度变化剧烈,且充型方向上速度幅值增大,填充形态变得难以控制。