大长细比镁合金细管复合塑性变形工艺研究

镁合金由于其具有良好的生物力学相容性、力学性能和可降解性,在医用领域呈现出较广泛的应用前景。本文主要研究了在AZ31镁合金细管的制备过程中,挤压工艺对其组织及性能的影响。研究结果表明:在模具温度为200℃,坯料温度为200℃,挤压比18.68时,所得细管组织最为均匀细小,壁差率最低为3.4%,同时抗拉强度达303.540 MPa;当挤压比为18.68,坯料温度为200℃时,管材晶粒为3.0μm,组织最为均匀细小,最大伸长率可达9.4%。     

挤压温度和挤压比对AZ31镁合金组织性能的影响

本文研究了挤压比和挤压温度对AZ31镁合金热挤压材显微组织和力学性能的影响.结果表明,挤压可以显著细化AZ31合金的显微组织,挤压比越大,晶粒尺寸越细小,力学性能得到较大提高;随着挤压温度的升高,晶粒有所长大,抗拉强度基本呈减小趋势,而延伸率则先升后降;挤压比为35、挤压温度为350℃时,可得到细化均匀的合金组织和良好的力学性能.     

AZ80A镁合金线膨胀系数的研究

采用金属线膨胀系数测试仪,测定了挤压态AZ80A镁合金低温下不同温度阶段的线膨胀系数,得到不同温度阶段线膨胀系数的变化趋势。其次比较了不同牌号的镁合金在不同温度阶段的平均线膨胀系数的差异,分析可能的原因。最后通过比较挤压态和铸态AZ80A镁合金的晶粒大小,解释了两者平均线膨胀系数差异的原因。为下一步研究低线膨胀系数镁合金提供参考依据。     

AZ31镁合金细管静液挤压工艺及组织性能分析

镁合金由于良好的生物相容性、可降解性和优良的力学性能,而展现出在医疗器械应用上的优越性.以AZ31镁合金为研究对象,研究镁合金细管静液挤压成形新技术,并且开发出一种高强韧AZ31镁合金薄壁细管.结果表明:模具预热温度为300℃,挤压坯料温度200℃,挤压比为17 ～31.5,采用超细石墨-PVC塑料粉制备的静液挤压用传力润滑介质进行静液挤压,获得的细管综合性能最好;挤压管坯组织与挤压前相比,得到明显改善,挤压前平均晶粒粒径为150μm,挤压后平均晶粒粒径＜7.0μm;抗压强度由均匀化处理后的210.5MPa提高至挤压后的375.2MPa.     

含钛镁合金新能源汽车型材挤压工艺优化

采用不同的挤压温度、挤压速度和挤压比进行了Mg-Al-Zn-Ti新型含钛镁合金新能源汽车型材的挤压试验,并进行了力学性能的测试与分析。结果表明:随挤压温度升高(300℃到400℃)、挤压速度增快(1 m/min到5 m/min)、挤压比增大(10到26)时,试样的抗拉强度和屈服强度均先增大后减小。与300℃挤压相比,挤压温度360℃时试样的抗拉强度和屈服强度分别增大17%、31%;与1 m/min挤压速度进行比较,采用挤压速度4 m/min挤压时试样的抗拉强度增大14%、屈服强度增大23%;与挤压比10相比,采用挤压比22进行挤压时试样的抗拉强度增大9%、屈服强度增大14%。Mg-Al-Zn-Ti新型含钛镁合金新能源汽车型材的挤压工艺优化参数:挤压温度360℃、挤压速度4 m/min、挤压比22。     

挤压态AZ80镁合金的塑性变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机,对挤压态AZ80镁合金在变形温度为250~450℃和应变速率为0.001~10s-1条件下进行热压缩塑性变形。将实验得到的流变应力经过温度修正后,分析该合金的应变速率敏感指数,构建其本构方程,并研究其发生动态再结晶的临界点。结果表明:低温低应变速率下变形时,AZ80镁合金的应变速率敏感指数较高;低温高应变速率下变形时,应变速率敏感指数较低;应变速率提高和温度降低都会导致发生动态再结晶的临界应变增大。     

新型含钛镁合金汽车散热器的挤压工艺优化

采用不同的挤压温度、挤压速度和挤压比,进行了新型含钛镁合金汽车散热器的挤压成型,测试与分析其力学性能。结果表明:随挤压温度从320℃提高至420℃、挤压速度从1.5 m/min增大至3.5 m/min、挤压比从12增大至24,散热器的抗拉强度先增大后减小,断后伸长率变化幅度较小。新型含钛镁合金汽车散热器的挤压温度、挤压速度和挤压比分别优选为:380℃、2.5 m/min、20。     

不同温度下镁合金挤压棒材组织性能研究

研究了不同挤压温度对ZK60镁合金挤压棒材组织、织构及性能的影响规律。随着挤压温度升高,挤压棒材的再结晶程度逐渐增加。当挤压温度由250℃增加到300℃时,棒材的平均晶粒尺寸dm和RSD值分别由4.21μm和1.34减小到3.83μm和1.16,晶粒均匀细小;温度进一步升高到350℃时,平均晶粒尺寸有所增加,组织均匀性大幅降低。同时随着挤压温度不断提升,棒材内部基面织构有所减弱,织构的主要组分为(0001)[1010]和(1120)[1010]织构。在晶粒细化、组织均匀性改善以及织构弱化的作用下,300℃时棒材的综合力学性能最优,伸长率为26.7%,抗拉强度为332MPa,同时拉压非对称性CYS/TYS明显减弱。     

AZ31变形镁合金性能与组织的研究

对商业化的AZ31B和AZ31D变形镁合金挤压后的型材进行取样,对其拉伸性能、断口形貌和金相组织进行了观察。结果表明：挤压后的镁合金发生了动态再结晶,生成了细小的等轴晶粒,从而提高了材料的强度和塑性加工性能,其中AZ31D镁合金的塑性提高得更大。在此基础上进一步对镁合金的变形机制进行探讨。     

AZ61镁合金静态再结晶分析

对AZ61镁合金热轧后的原始板材及经42组不同退火制度处理后的退火板材进行了金相组织观察及平均晶粒尺寸计算,对其静态再结晶过程进行分析。结果表明,温度越高,静态再结晶过程进行的越快,但再结晶进行最充分时,晶粒尺寸越粗大;经42组退火制度对比后,发现退火温度250℃、退火时间240min时,静态再结晶进行最充分,平均晶粒尺寸最小,达到7.9μm,为今后镁合金的生产和应用起到重要指导意义。     

AZ31镁合金型材挤压生产工艺的研究

采用卧式挤压机,对AZ31镁合金型材挤压工艺进行了生产跟踪试验研究,确定了AZ31镁合金型材在挤压操作时的最佳挤压筒温度、镁棒温度、模具预热温度和挤压速度。分析了型材产品的力学性能和微观组织结构,结果表明在给定操作工艺下,可得到高强度、细晶粒度、良好塑性和表面光洁的挤压型材。     

含钛镁合金材料的挤压工艺优化

为了优化Mg-5Al-1Zn-0.8Ti含钛镁合金的挤压工艺,在不同的挤压温度和挤压速度参数下对试样展开了组织和力学性能的测试与分析。结果表明:挤压温度从325℃增加到425℃,挤压速度由1 m/min提高到5 m/min,试样的平均晶粒尺寸先减小后增大,力学性能先提升后下降。与325℃挤压温度相比,400℃挤压温度下的含钛镁合金试样的平均晶粒尺寸减小了34%,抗拉强度和屈服强度分别增大了24%和29%,断后伸长率减小28%;与1 m/min挤压速度相比,3 m/min挤压速度下试样的平均晶粒尺寸减小了26%,抗拉强度和屈服强度分别增大12%和14%,断后伸长率减小21%。因此,Mg-5Al-1Zn-0.8Ti含钛镁合金的挤压工艺参数优选为:挤压温度400℃、挤压速度3 m/min。     

非对称轧制对AZ31B镁合金组织及性能的影响

开展了非对称轧制对AZ31B镁合金晶粒细化影响的研究,分析了不同温度及不同压下率时宏观形貌和晶粒尺寸变化,并与对称轧制作了对比。结果表明,非对称轧制的整体晶粒尺寸比对称轧制更为细化;非对称轧制在温度为350 ℃、压下率为60%时晶粒最为细小均匀,上表面、中心层和下表面的平均晶粒尺寸分别为2.35、2.84和2.22 μm。在初轧温度为300～350 ℃范围内,组织产生充分动态再结晶;随着轧制温度继续升高,晶界产生充分迁移和扩散,晶粒随之长大,导致镁合金的综合性能变差。非对称轧制板材的抗拉强度和断后伸长率都优于对称轧制板材,在400 ℃轧制时,压下率为30%时获得较为优异的综合力学性能,抗拉强度为365.36 MPa,断后伸长率为34.9%。     

AZ31镁合金在拉应力下的组织演变规律

采用Instron 3500拉伸试验机对挤压态AZ31镁合金在室温下进行不同应变速率的室温拉伸,利用X-射线衍射仪和光学显微镜分别对织构和金相进行观测。实验结果表明,拉伸后形成了卷曲的晶粒结构;动态再结晶的临界应力随着应变速率的增加而增加;应变速率对动态再结晶晶粒尺寸的影响不大,其晶粒尺寸约1~2μm;动态再结晶分数随着应变速率的增加而增加。     

超声处理对AZ80镁合金热变形的影响

根据AZ80镁合金的差示扫描量热法升温曲线(DSC曲线)确定了该合金的热处理制度,将超声处理和未经超声处理的铸态AZ80镁合金经400℃保温6小时均匀化热处理后,在GLEEBLE-1500D热模拟机上进行热压缩实验,在350℃、应变速率0.1s~(-1)、压缩量60%的变形条件下该合金的真应力—真应变曲线特征未发生较大变化,均具有明显的动态再结晶特征,超声处理有利于AZ80镁合金在动态再结晶过程中得到较小的动态再结晶晶粒尺寸。     

挤压过程中剪切间隙对EW 75合金组织及力学性能的影响

通过OM、SEM和拉伸试验研究了剪切间隙对EW 75稀土镁合金挤压排材微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:铸态合金的显微组织为:α-Mg基体,共晶组织。晶粒尺寸大约是80μm。挤压态合金呈现出比铸态更好的力学性能,抗拉强度331 MPa,屈服强度258 MPa,伸长率为10.8%,没有在分界线附近断裂,说明剪切间隙对挤压排材影响较小。     

异步轧制AZ31镁合金板材的晶粒细化及性能

采用上下轧辊速比1.125的异径异步轧制方法对AZ31镁合金板材进行轧制。采用光学显微镜、X射线衍射仪和电子拉伸机等设备分析轧制前后AZ31镁合金板材的微观组织和力学性能。结果表明:AZ31镁合金热挤压板坯在加热到350℃后,经一道次38%压下率的异步轧制,可获得平均晶粒尺寸为2.8μm的等轴晶粒,板材轧制方向的伸长率和抗拉强度显著增加;轧制过程中形成了非基面晶粒取向;伸长率的增大与晶粒细化和非基面织构的形成有关,抗拉强度的增大归因于晶粒的显著细化效应。     

数控机床用含钛镁合金板材的挤压工艺优化

为了优化用于数控机床的Mg-8Al-0.5Zn-0.5Ti含钛镁合金板材的挤压工艺参数,为工业化生产提供试验数据和参考。采用不同的挤压温度、挤压速度和挤压比,在工业化挤压生产线上进行板材的挤压试验和显微组织、力学性能的测试与分析。结果表明:随挤压温度从300℃提高至360℃、挤压速度从1 m/min增大至5 m/min、挤压比从8增大至16,板材的晶粒先细化后粗化,力学性能先提高后下降。与300℃挤压相比,350℃挤压时板材的抗拉强度、屈服强度分别增大22.7%、34.0%。挤压温度、挤压速度和挤压比分别优选为350℃、3 m/min、14。     

热处理对反向挤压AZ80镁合金组织与性能的影响

采用光学和扫描电子显微观察、X射线衍射及拉伸试验研究了反向挤压AZ80镁合金不同热处理状态下的显微组织及性能.结果表明:反向挤压AZ80镁合金热处理后析出的β-Mg17Al12相(β相)在不同热处理状态下形貌不同.经T6热处理后,β相在晶界处呈层片状析出,与挤压态相比,合金的强度稍有降低,但延伸率明显提高;经T5热处理后,β相在晶界处仍呈层片状,而在晶内呈颗粒状,与挤压态相比,合金的强度明显提高,但延伸率降低.     

AZ31/1060爆炸复合板界面区组织与性能研究

爆炸焊接是应用爆炸载荷使基板和复板面复合的固相连接技术,将镁合金和纯铝复合形成层状复合材料有望拓宽镁合金的应用。本文通过爆炸焊接成功地实现了AZ31镁合金和1060纯铝的面复合,应用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)及电子式万能试验机和维氏硬度计对AZ31/1060结合界面处的显微组织、成分分布、力学性能进行测试和分析。结果表明,应用爆炸焊接技术可以使AZ31镁合金和1060纯铝的焊合率达到99.4%;结合界面成波形结构,爆炸焊接过程中,界面处发生元素扩散;随着到界面距离的增加,镁合金的显微组织逐渐从形变带过渡到细晶区再转变为拉长晶粒区,远离界面的组织以等轴晶为主;AZ31/1060爆炸复合板抗拉强度为175 MPa,延伸率为3.3%,剪切强度为62.2 MPa,在拉伸断裂过程中镁合金先断裂然后纯铝断裂,结合界面处不发生开裂;界面处镁合金一侧存在高硬度区,厚度约为200μm。