等通道转角挤压Al-10Mg-4Si合金的组织与性能研究

在250℃下以Bc路径对Al-10Mg-4Si合金进行4道次和8道次的等通道转角挤压,以求达到改善合金组织和提高合金力学性能的目的.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对挤压前后的微观组织分析表明:铸态合金基体晶粒比较粗大,第二相Mg_2Si以粗大的汉字状或骨骼状分布于基体晶界处;经ECAP挤压后,基体晶粒得到细化,原粗大的汉字状Mg_2Si被碎化为短棒状或多边形状颗粒,并呈一定的弥散分布.室温拉伸测试结果表明:ECAP4道次挤压后,合金的抗拉强度和伸长率由铸态的166MPa、1.64%提高为322MPa、21.7%;ECAP8道次挤压后,合金的伸长率继续提高为24.7%.但抗拉强度下降到293MPa.     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸力学性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到250 MPa、20.5%和61.3 HV9.8,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能（英文）

采用等通道转角挤压(ECAP)Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度HV9.8分别达到250 MPa、20.5%和613 MPa,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

等通道挤压Mg2Si增强ZK60镁合金的显微组织及力学性能

研究等通道挤压(ECAP)对ZK60+2Si镁合金显微组织、室温力学性能和高温抗蠕变性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要由-Mg基体、Mg2Si相和MgZn相组成,等通道挤压可显著碎化原粗大汉字状Mg2Si相并使其趋于弥散分布,同时基体组织也得到细化。挤压4道次后,合金的室温抗拉强度由154.8MPa增加到270MPa,伸长率由4.5%增加到17.5%。挤压6道次后,合金的伸长率进一步增加到21%,而抗拉强度却下降至261MPa;合金的高温蠕变寿命由铸态20h延长到203h,稳态蠕变速率下降了约1个数量级,这主要是因为细小颗粒状MgSi相有效阻止了晶界滑移。     

等通道转角挤压对耐热镁合金AZ61-4Si组织及性能的影响

研究了镁合金AZ61-4Si等通道转角挤压前后的微观组织与力学性能。结果表明:经4道次挤压后汉字状Mg2Si相细化为细小颗粒状,基体α-Mg与离异共晶相β-Mg17Al12也得到细化;合金的屈服强度提高128%,伸长率提高340%,抗拉强度提高89%,高温蠕变断裂寿命提高8倍,蠕变速率为0.058%/h。与4道次相比,经8道次挤压后微观组织没有明显变化;屈服强度有所提高,抗拉强度和延伸率有所降低,高温蠕变断裂寿命有所下降,蠕变速率有所提高。对等通道转角挤压改善实验合金微观组织及力学性能机理进行了分析。     

等通道转角挤压ZAM63-1Si镁合金的组织和性能

试验研究了Mg-6Zn-3Al-1Si镁合金通过等通道转角挤压(ECAP)后的微观组织和力学性能。结果表明:ZAM63-1Si镁合金ECAP后,α-Mg基体、汉字状的Mg_2Si相及层片状MgZn相得到有效细化,随着道次的增加,汉字状Mg_2Si逐渐破碎成颗粒状,并逐步相对均匀地分布在细化后的α-Mg基体中。等通道转角挤压后,该合金的力学性能显著提高。铸态合金屈服强度为41 N/mm~2,抗拉强度为62 N/mm~2,伸长率为1.35%。1道次挤压后合金的屈服强度提高到152 N/mm~2,抗拉强度提高到173 N/mm~2,伸长率提高到2%;4道次后屈服强度和抗拉强度分别提高到210 N/mm~2和240 N/mm~2,伸长率提高到6.5%。     

往复挤压对Mg-6%Si合金组织与力学性能的影响

研究了往复挤压对铸造Mg-6%Si (质量分数,下同)合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：往复挤压4道次后,Mg-6%Si合金的显微组织得到显著细化,粗大树枝状的初生Mg2Si相变为细小颗粒状,而汉字状的共晶Mg2Si相也变为弥散分布的点状相,且这些颗粒状的Mg2Si相均匀分布在基体中。往复挤压4道次后,Mg-6%Si合金的抗拉强度和延伸率分别提高了82.3%和810.9%。断口分析表明,往复挤压合金的断裂模式由脆性断裂转变为韧-脆性断裂。     

改进型ECAP路径对Al-Mg_2Si原位复合材料组织与力学性能的影响

采用一种结合BC、BA路径特点的改进型路径BC-UD2、在250℃对铸造Al-10.9%Mg2Si原位复合材料进行等通道转角挤压(ECAP)来细化组织、改善Mg2Si增强相形态及分布状态,考察其对力学性能的影响。结果表明:经BC-UD2路径8道次ECAP挤压后,复合材料基体由约100μm发达的树枝晶组织细化为约1.5μm的细晶粒组织;原先粗大的汉字状共晶Mg2Si相被细化为约0.85μm的多边形状颗粒,趋于均匀分布状态,较常规BC路径中Mg2Si颗粒沿基体晶界聚集分布状态有很大改善;经BC-UD2路径挤压后复合材料的抗拉强度由铸态的166.9 MPa增大到331.8 MPa,伸长率由铸态的0.43%增加到23.6%,分别提高了99%和5 400%;同时也比BC路径挤压材料的抗拉强度(297.3 MPa)提高了12%,伸长率(15.15%)提高了56%,综合力学性能显著提高。     

Al-Zn-Mg-Cu铝合金ECAP变形后的组织和性能

通过对退火态的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金在523 K加热进行不同道次等径通道挤压(ECAP),采用120°模具在Bc路径下经10次ECAP变形后等效真应变达到6.2.试验结果表明,退火态合金试样ECAP挤压后晶粒明显细化,8道次之后晶粒细化趋于缓和,10道次后获得晶粒尺寸为0.8 μm左右的等轴状组织.性能测试结果表明:合金的显微硬度、抗拉强度及伸长率随着ECAP变形道次的增加而增大,ECAP提高了合金的综合力学性能,显著地改善了合金的塑性.     

ECAP对Mg-1Si合金组织和性能的影响

研究Mg-1Si铸造镁合金在挤压温度为623 K和挤压路径为BC条件下,等通道转角挤压(ECAP)不同道次变形对其组织及室温力学性能的影响。结果表明,随着挤压道次增加,α-Mg基体、Mg2Si相均得到细化且趋于均匀分布;铸态试样屈服强度为55 N/mm2,抗拉强度为93 N/mm2,伸长率为6%;1道次挤压试样的屈服强度提高67%,抗拉强度提高86%,伸长率提高95%;2道次挤压试样的抗拉强度和屈服强度与1道次相比有所降低,但伸长率进一步提高;3、4道次后试样的组织和性能相差不大;随着挤压道次增加,合金的伸长率逐渐提高,塑性提高。     

循环闭式模锻制备Mg-Si合金的组织和力学性能(英文)

首先制备Mg-xSi(x=0,1.5,3.3)合金,再采用一种新的大塑性变形方法——循环闭式模锻(CCDF)在450°C进行1、3和5道次加工。通过循环闭式模锻,粗大的Mg2Si颗粒被破碎成小块并且分布更加均匀,材料的拉伸强度、伸长率和硬度得到了提高。经5道次加工后Mg-1.5%Si合金的强度和伸长率同时得到提高,拉伸强度达142 MPa,伸长率为8%。采用干滑动摩擦进一步表征材料性能。结果表明,随着Si含量和加工道次的增加,材料的耐磨性能得到了提高,加工1道次后显著提高,再继续增加道次时提高不明显。经5道次加工后,Mg-3.3%Si合金的耐磨性比纯镁的高38%。根据Archard方程和摩擦效果,耐磨性的提高归结于组织的细化和均匀化。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

往复挤压Mg-Al-Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压(RE-n,n为挤压道次)制备Mg-4Al-2Si(AS42)、Mg-4Al-4Si(AS44)和Mg-6Al-6Si(AS66)合金,并在150℃和1.33×10-3s-1的初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:RE-8-AS42合金晶粒尺寸为2.1μm,Mg2Si颗粒尺寸为1.3μm;RE-4-AS42合金晶粒尺寸为4.8μm,组织中含有2～20μm的大块Mg2Si颗粒;RE-AS44和RE-AS66合金晶粒尺寸约为11μm,组织中存在>20μm的Mg2Si颗粒。合金拉伸强度随挤压道次增加而提高,RE-8-AS42合金性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为250 MPa、197 MPa和62%,高的性能归因于细小的晶粒和阻碍晶界滑移的细小稳定Mg2Si颗粒。     

Translations: BISITS—British Industrial and Scientific International Translation Service

This paper described the mechanical properties and corrosion behaviour of new designed Mg–Gd–Nd–Zn–Zr alloy processed by equal channel angular pressing (ECAP) at 375°C. An attractive phenomenon was observed. Both strength and ductility of ultrafine grained Mg–Gd–Nd–Zn–Zr alloy were improved after multipass ECAP. The microstructure of the alloys became much finer and more homogeneous with increasing ECAP passes. The yield strength, ultimate tensile strength and elongation of the alloys under eight-pass ECAP process were over 223?MPa, 270?MPa and 36% respectively, showing desirable mechanical properties of equal channel angular pressed Mg–Gd–Nd–Zn–Zr alloy. The equal channel angular pressed alloy displayed a lower corrosion resistance immersed in Hank's solution due to the crystalline defects as well as the galvanic corrosion induced by precipitation of ultrafine β phase particles.     

等通道转角挤压对L2工业纯铝力学性能的影响

利用等通道转角挤压(ECAP)技术挤压工业纯铝L2，探讨了挤压次数对其力学性能的影响。结果表明，随挤压次数的增加，L2的抗拉强度和硬度得到显著提高，抗拉强度可提高95％，硬度提高70％。挤压1次后，其伸长率由40％下降至15％，此后伸长率基本保持稳定。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。