AZ31镁合金挤压轧制过程微观织构演变

利用光学显微分析和电子背散射衍射(Electron Back Scatter Diffraction,简称EBSD)技术,研究了AZ31镁合金在挤压开坯、轧制及退火过程中微观组织和织构的演变规律。结果表明:挤压后板材呈现出特殊的纤维织构,基面平行于挤压方向,在随后的轧制过程中纤维织构逐渐向基面织构转化,且随变形量的增加,基面织构逐渐增强,最终形成了强烈的基面板织构。     

温热弯曲成形过程中AZ31镁合金型材的微观织构演变

采用光学显微镜、X射线衍射仪和EBSD分析研究AZ31镁合金型材温热弯曲成形前后横截面外侧微观组织和织构的演变规律。结果表明:弯曲成形前,型材为(10 10)平行于挤压方向的线织构;弯曲成形后,型材线织构被削弱。弯曲过程中拉伸孪晶数量减少,由弯曲前的5.39%降低至弯曲后的2.22%;压缩孪晶增多,由弯曲前的0.141%增加至弯曲后的0.222%。挤压型材的大量拉伸孪晶使得应力集中,协同温度的影响,非基面滑移开动并协调了晶粒c轴的应变,因而提高型材的塑性变形能力。     

AZ31镁合金热压缩过程中晶粒取向和织构的演变

利用电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术分析AZ31铸态镁合金在不同温度和真应变下热压缩的晶粒取向和织构特点,从晶粒取向和织构角度分析不同温度下其动态再结晶(DRX)的类型。结果表明:在热压缩过程中,350℃时,AZ31铸态镁合金表现为连续动态再结晶(CDRX)特征,新晶粒取向与基体相似,具有较强的{0002}基面织构,以基面滑移为主;500℃时,为旋转动态再结晶(RDRX)特征,真应变为0.5时,新晶粒取向与基体偏转成一定角度,具有两种主要的基面织构,由于动态再结晶的定向形核、择优核心长大和旋转动态再结晶造成这两种基面织构弱于350℃时的{0002}基面织构;且随着真应变的增加,其中一种织构由于滑移系的改变而逐渐消失。     

挤压态AZ31镁合金拉伸变形织构分析

根据X射线衍射图谱绘制了晶面反极图,研究了拉伸变形对挤压态AZ31镁合金织构的影响.结果表明,挤压态AZ31镁合金具有明显的(0002)基面织构,且存在C轴与挤压方向呈16°～21°角分布的倾斜基面织构.拉伸变形使基面织构弱化,(1010)柱面沿C轴发生了45°角的转动.     

初始取向对AZ31镁合金微观织构演化的影响

将从挤压棒材中截取的长轴与挤压方向分别成0°,45°和90°的AZ31镁合金长方体试样在中、高温度(523-723 K)下沿长轴方向压缩变形,利用OM和SEM/EBSD技术观察和分析了初始取向对其微观织构演化的影响.结果表明,随着变形温度的降低,初始取向对变形行为的影响显著增加,在523 K时,长轴平行挤压方向的0°试...     

AZ31镁合金挤压棒退火组织和织构的演变

试验研究了退火温度对AZ31镁合金挤压棒组织和织构的影响.结果表明:铸态镁合金挤压后,初始强点织构向(80°,90°,0°)面聚集,主要织构组分强度提高.对热挤压后的AZ31镁合金进行退火,可以细化晶粒,使组织均匀,300℃退火时平均晶粒尺寸5μm为最小;随着退火温度的升高,形变织构(80°,90°,0°)逐渐减弱,再结晶织构(0°,90°,0°)和(90°,55°,0°)逐渐增强,300℃退火之后二者均被弱化,400℃退火之后取向分布漫散度增大.     

变形参数对AZ31镁合金板材织构的影响

利用X射线衍射(XRD)方法测量了不同轧制状态,即不同变形温度和变形量条件下AZ31镁合金板材织构的变化特征。结果表明,经过轧制之后的AZ31镁合金板材形成强烈的基面织构;在250℃~400℃范围内,变形温度的升高、变形量的增大都会促进镁合金板材棱柱面、锥面等非基面滑移系的启动,从而影响各织构组分的锋锐程度和板材各向异性的强弱。随着变形温度的升高,镁合金板材的各向异性减弱;变形量的增大,镁合金板材的各向异性增强。     

热轧过程中AZ31镁合金的组织及织构演变

对AZ31镁合金铸轧板进行单道次热轧实验,利用光学显微镜、X射线和透射电镜对热轧过程中微观组织和织构的演变规律进行研究。结果表明:AZ31镁合金铸轧板具有较强的基面织构,当热轧变形量较小时,孪生是主要的变形机制;当热轧变形量较大时,位错滑移成为主要的变形机制;10%热轧态中出现的透镜状的{1012}宽孪晶使基面织构明显减弱;20%热轧过程中则出现{1012}、{1011}-{1012}两种不同形貌的孪晶;当变形量大于20%时,位错滑移大量开动,基面织构也显著增强,并在随后的退火过程形成细小均匀的再结晶组织。     

AZ31镁合金压缩过程中的变形性能及组织演变

在不同温度下对AZ31镁合金进行了热压缩,研究了试验合金高温变形时变形量与温度之间的关系以及组织演变.结果表明,随着温度升高,AZ31镁合金塑变能力增加,适宜在高于240 ℃进行热加工.非基面滑移系开动是AZ31镁合金塑性提高的主要原因.随着变形量的增大,晶粒逐渐细化.当变形量达70%时,晶粒细化至2～3 μm.发生动态再结晶是高温压缩过程中晶粒细化的主要原因.     

AZ31镁合金EBSD试样的制备方法

提出了一种AZ31镁合金电子背散射衍射(EBSD)试样制备方法,合理的电解工艺参数:直流电源电压为15～20 V,电解电流强度为0.1～0.5 A,电解温度为-30～-40 ℃,电解时间为120~200 s.试验结果表明,在对AZ31镁合金试样进行EBSD分析菊池带质量和晶粒取向图时,取向标定率可达到95%以上.而采用传统的制样方法,其取向标定率为85%.此外,新的EBSD试样制备方法具有实用且费用低的优点,试验成本仅为传统方法的1%.     

AZ31镁合金包辛格效应研究

采用拉、压循环试验测试了AZ31镁合金的包辛格效应(BE),并研究了BE的机制。测试结果表明:压缩预变形后反向拉伸出现明显的BE,而拉伸预变形后反向压缩出现反包辛格效应(RBE);且包辛格效应比反包辛格效应明显。循环拉、压加载过程中的显微组织和晶体取向演化研究结果表明,出现包辛格效应是由于预压缩时改变晶粒取向与反向拉伸时去孪生效应共同作用的结果;预拉伸变形虽然不改变晶粒取向,但使轴比c/a值降低,使反向压缩时发生孪生更加困难,从而导致反包辛格效应。     

AZ31镁合金热轧变形的动态再结晶机制

在轧制温度603~703 K、轧制压下量20%~40%、应变速率4~16 s-1下对AZ31镁合金进行轧制变形,研究轧制压下量、应变速率和变形温度对AZ31镁合金变形组织的影响,分析了镁合金的动态再结晶机制。结果表明：应变速率和变形温度不仅影响动态再结晶进行的程度,而且能够改变再结晶的方式或形核机制。当轧制应变速率= 13.9 s-1,变形温度T=603 K时,再结晶方式为孪生动态再结晶;变形温度升高到703 K时,沿晶界有链状新晶粒出现。当变形温度T= 673 K,应变速率= 11.35 s-1时,再结晶方式以孪生动态再结晶为主;应变速率降低到= 4 s-1时,再结晶方式以旋转动态再结晶为主。     

AZ31铸造镁合金的物相和显微组织

使用XRD、OM、SEM-EDX以及WD/ED-CMA等技术研究了AZ31铸造镁合金的物相、显微组织及主要元素分布.结果表明：AZ31铸造镁合金由α-Mg基体、共晶体以及弥散分布于晶内的细小析出相组成,是一种典型的铸造离异共晶体组织.α-Mg晶粒为粗大的等轴晶,颗粒直径约为150μm;共晶体由α-Mg与β-Mg17（AlZn）12组成,沿晶界呈不连续网状分布,β-Mg17（AlZn）12为多角形块状和片层类似粗珠光体状;元素Al、Zn主要富集在晶界上,与Mg形成β-Mg17（AlZn）12相,元素Si、Mn与Mg、Al形成Mg2Si、AlMn析出相,弥散分布于晶内,有少量Si固溶于α-Mg基体中,引起α-Mg基体的X射线衍射峰向高角度偏移,且其晶格常数有所减小.     

Electrochemical Performance of AZ31 Magnesium Alloy under Different Processing Conditions

为选择一种高性价比的镁电池阳极材料,借助电化学工作站、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对不同加工状态的AZ31B镁合金电化学性能进行研究。分别将挤压、轧制、铸轧和铸态AZ31B镁合金作为阳极材料,测试其电化学性能。结果表明,在4种加工状态下,挤压态镁合金是性价比最高的一种阳极材料;其组织由均匀细小的晶粒和第二相组成,拥有最负的平衡电位,最低腐蚀电流密度和最小自腐蚀速率;挤压态样品腐蚀后,表面产生疏松细小,且均匀分布的腐蚀产物,降低了阳极极化,增加了阳极利用率。轧制和铸轧态的AZ31B镁合金的电化学活性和耐蚀性能相对挤压态的较低。铸态AZ31B镁合金由于较粗大的晶粒、第二相和铸造缺陷,表现出不稳定的放电曲线和较正的放电电位。不同状态AZ31镁合金的腐蚀均以点蚀为主。     

搅拌摩擦加工AZ31细晶镁合金超塑性行为研究

借助搅拌摩擦加工工艺制备了AZ31细晶镁合金,研究对比了原始母材和各种晶粒尺寸细晶镁合金的超塑性行为。结果表明：AZ31板材平均晶粒尺寸由7.67μm细化到0.94μm~3.21μm。在450℃,应变速率5×10-4/s-1时原始母材最大延伸率为630%,搅拌摩擦加工后的材料最大延伸率为405%,说明晶粒尺寸与超塑性性能没有线性关系。超塑性变形机制主要是晶界滑移,孪生对变形也有一定影响。断裂机制是晶间微小空洞的形成、长大和连接。     

皮尔格轧制AZ31镁合金管材微观组织预测

精准预测镁合金管材在皮尔格轧制变形过程中的晶粒演变,对控制镁合金管材的最终性能具有重要参考意义,本文结合AZ31镁合金管材在皮尔格轧机上的轧制实验,建立基于动态再结晶、静态再结晶、静态回复、晶粒粗化及晶粒拓扑变形的元胞自动机模型,并借助有限元计算得出的每道次轧制结果,与元胞自动机结合起来,得到镁合金管材在轧制过程中的晶粒演变的动态特征,发现晶粒在轧制过程中产生连续再结晶并细化,并最终进行实验验证。     

基于元胞自动机AZ31镁合金微观组织模型

以AZ31镁合金在热压缩过程中微观组织演变为基础,结合元胞自动机模型(CA),建立了镁合金变形过程中再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶百分数模型。通过对铸态AZ31镁合金在不同变形条件下的热压缩实验,推导出镁合金的位错密度模型、临界位错密度模型、形核率模型和晶粒长大模型。结合元胞自动机具体演变规则,建立元胞自动机模型,并利用应力应变曲线及晶粒大小验证元胞自动机的模拟结果,验证该模型的准确性,结合实验数据和JMAK理论,推导出再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶百分数模型。借助DEFORM-3D分析软件得到镁合金在变形过程中,晶粒尺寸分布的变化情况以及动态再结晶百分数分布的变化情况。     

双辊快速凝固AZ31镁合金薄带试验研究

在等径双辊连铸机上进行了AZ31镁合金薄带连铸的试验研究，掌握了诸如浇铸温度、铸辊转速、辊缝和侧封等合理的工艺参数，成功地铸出了AZ31镁合金薄带并对其显微组织进行了分析。     

温度对AZ31镁合金轧制板材冲压性能的影响

通过在不同温度下单向拉伸实验,分别沿轧向、45°方向和横向对AZ31镁合金轧制板材的冲压性能进行了研究.结果表明:随着变形温度的升高,板材抗拉强度和屈服强度下降,断裂伸长率提高,应变硬化指数和塑性应变比降低.拉伸性能得到改善;温度高于200℃时,板材的冲压性能得到改善,其屈强比为0.876,应变硬化指数为0.158,塑性应变比为1.307.