连续变断面循环挤压与高压扭转对合金组织和性能影响的综述

论述了高压扭转工艺与连续变断面循环挤压法两种大塑性变形方法的工艺原理和工艺特点。并介绍了这两种方法在细化金属组织方面的应用。高压扭转工艺和连续变断面循环挤压都能明显细化晶粒,均是优化材料性能的有效途径。重点分析了连续变断面循环挤压过程中变形参数对材料组织及力学性能的影响。     

连续变断面循环挤压对AZ31镁合金组织与力学性能的影响

采用连续变断面循环挤压技术及新型复合模具对AZ31镁合金进行挤压变形,分析织构演变和循环次数对AZ31镁合金的组织和力学性能的影响。结果表明:AZ31镁合金经过3次循环的变形,上下端平均晶粒尺寸由母材的29.4μm细化到6.1μm,显微硬度提高了18.4 HV,水平方向和轴向的抗拉强度均得到显著提高,轴向的伸长率得提高15.1%,并且宏观织构显示晶粒取向发生了定向转变。     

镁合金等通道转角挤压的研究进展

综述了等通道转角挤压(ECAP)技术在镁合金上的研究进展,分析了ECAP挤压镁合金组织细化机制的研究现状,总结了模具结构和不同工艺参数对组织和性能的影响。内模角φ=90°时,晶粒细化效果最佳;沿Bc路径挤压后,试样具有最佳的显微组织;随着挤压道次增加,晶粒变的更加均匀细小,且合金强韧性逐步提高;挤压速度会影响晶粒分布的均匀性;随着挤压温度升高晶粒细化效果减弱,低温更易产生细小晶粒。最后,讨论了ECAP挤压对镁合金性能的影响,并对今后ECAP挤压镁合金的发展方向进行展望。     

连续变断面循环挤压工艺参数对TC4钛合金显微组织及硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC4钛合金进行变形,研究变形工艺参数对TC4合金沿径向显微组织及显微硬度的影响。结果表明,随着变形温度升高,α相尺寸虽然变化较小但还是有一定程度的长大;变形速度对显微组织中初生α相的含量影响较小,但对其形态和晶粒尺寸的影响相对较大:低速变形时,初生α相呈长条状,而以较高速度变形时,初生α相晶粒呈等轴状,且晶粒有一定程度细化,这是由于在该变形条件下发生了完全动态再结晶;随着变形道次的增加,晶粒细化程度增加,当试样经6道次循环挤压后组织细化效果显著,由原始尺寸的10μm细化至4μm。变形温度及变形速度对试样沿径向的显微硬度分布影响较小,但循环道次却对其影响较显著,随着循环道次的增加,试样沿径向显微硬度值较高且同一试样上的差异较小、分布较均匀,这与组织得到显著细化及均匀化有关。     

连续变断面循环挤压工艺参数对TC11合金组织及显微硬度的影响

采用连续变断面循环挤压对TC11合金进行变形,研究了变形温度、变形速度、变形道次对其沿径向显微组织及硬度分布的影响。结果表明:在再结晶温度附近变形时,α相尺寸减小并呈等轴状,晶粒细化显著;而在较高温度变形时,晶粒细化效果变差。同时,变形速度对α相形貌影响较大,速度较低时,初生α相呈长条状,而当速度较高时,初生α相呈等轴状,且分布均匀。变形温度和变形速度对TC11合金沿径向的显微硬度分布有一定影响,试样经不同工艺参数变形后,同一试样沿径向的显微硬度值差异较小且分布较均匀,这与晶粒细化程度较好有关。采用连续变断面循环挤压制备TC11细晶材料时的较佳工艺参数为:850℃,5 mm/s,6道次,α相晶粒尺寸为4~4.5μm,且分布均匀。     

循环扩挤工艺挤压AZ80镁合金的微观组织与力学性能

采用循环扩挤(cyclic expansion-extrusion,CEE)变形工艺挤压AZ80镁合金并借助金相组织观察、拉伸性能测试和EBSD研究了多道次挤压对该合金的组织与性能影响。结果表明:AZ80镁合金经过CEE变形后,晶粒的尺寸随着挤压道次的增加而减小,4道次挤压后,晶粒尺寸细化至2μm,整体分布均匀且呈等轴晶,但是晶粒的细化程度并不是一直随挤压道次的增加而提高,2道次挤压后,随着挤压道次的增加,晶粒的细化程度减慢;镁合金CEE变形后的抗拉强度、屈服强度和伸长率均随挤压道次的增加而不断提高;CEE变形的细化机制是连续动态再结晶。     

挤压轮转速对AZ31镁合金连续挤压显微组织的影响

在250型连续挤压机上对挤压态AZ31镁合金进行连续挤压试验,观察比较挤压前后在纵截面上的组织变化,并研究挤压轮转速对AZ31镁合金显微组织的影响.结果表明:经过连续挤压后,AZ31镁合金晶粒得到细化;随着挤压轮转速的提高,在产品心部区域的晶粒尺寸逐渐增大;当挤压轮转速为7.0 r/min时产品的表层和心部区域的显微组织趋于均匀.     

AZ31B镁合金半固态挤压试验研究

对AZ31B镁合金半固态挤压成形管材进行了试验研究,确定了材料加热温度、搅拌时间、搅拌速率、静置时间及半固态浆料浇注温度等成形工艺参数,分析了镁合金管材挤压制件的显微组织与力学性能及其影响因素.结果表明,半固态镁合金挤压制件组织的晶粒细化,小而均匀,尖角钝化,表现出明显的塑性变形特征;制件的抗拉强度、伸长率、断面收缩率、硬度及冲击韧度均有较大幅度的提高.     

连续变断面循环挤压AZ31镁合金的组织与性能

采用连续变断面循环挤压法分别对变形镁合金AZ31铸锭和商业AZ31进行不同循环道次的变形,考察其组织、性能变化.结果表明:AZ31镁合金铸锭经过一个循环的挤压,晶粒明显细化.商业AZ31铝合金材料分别进行2、4、6、8次循环变形,随着变形量增大,平均晶粒尺寸不断减小,组织趋于均匀;真应变为16时,平均晶粒尺寸为5.5 μm;随着循环次数增加,伸长率不断增加,与原始态的相比可提高2倍左右,但强度没有明显变化.     

超细薄壁镁合金管挤压成形工艺及微观组织

对镁合金管件挤压成形工艺进行了实验研究,确定了其成形工艺参数.分析了镁合金管件在400℃挤压成形时微观组织的变化,挤压比(变形程度)对管件微观组织的影响.实验结果表明,热挤压加工可有效地细化镁合金的组织,随着挤压比的增大,挤压管件的晶粒明显变小.     

热挤压工艺对ZK60合金组织性能的影响

通过热挤压工艺对ZK60镁合金进行变形,研究了挤压比和挤压温度对T6态ZK60合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:挤压可以显著细化ZK60合金显微组织,并且挤压比越大,晶粒尺寸越细小,力学性能也得到较大提高;在试验中发现,在较低温度300℃时挤压所得到的ZK60镁合金组织均匀,力学性能较为良好.     

变形温度和冷却方式对AZ80镁合金组织与力学性能的影响

研究了挤压温度(340和380℃)和冷却方式(空冷和水冷)对扩-收挤压工艺制备的AZ80镁合金筒形件的显微组织和力学性能的影响.使用光学显微镜、 日立SU5000扫描电子显微镜和Instron 3382万能拉伸实验机表征了其显微组织与力学性能.结果表明:不同挤压温度及冷却方式对挤压态AZ80镁合金显微组织及力学性能影响...     

等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

热挤压工艺对AZ31镁合金组织性能的影响

为满足更多的结构件的应用需求，采用热挤压T艺对AZ31镁合金进行变形，研究了挤压比和挤压温度对AZ31合金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合金显微组织．且挤压比越大，晶粒尺寸越细小．力学性能得到较大提高；挤压温度也影响AZ31镁合金组织性能，在实验中发现，在350℃时AZ31镁合金组织均匀，力学性能较为良好。     

加工工艺对ZK60镁合金力学性能和阻尼性能的影响

采用显微组织观察、拉伸实验和阻尼测试等方法研究了一次挤压、二次挤压及锻造这3种不同塑性加工工艺对ZK60镁合金的显微组织、力学性能及阻尼性能的影响.结果表明:ZK60变形镁合金经3种塑性加工工艺处理后,不同变形态间的抗拉强度、屈服强度及伸长率相差不大,但其阻尼性能却发生显著变化,其中锻造态ZK60镁合金的阻尼性能相对于挤压态的提高2倍多;采用G-L理论分析3种不同变形加工工艺对ZK60镁合金阻尼性能的影响规律.     

挤压前的时效处理对AZ80镁合金组织和力学性能的影响（英文）

主要研究了挤压前的时效处理工艺对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响,同时利用扫描电子显微镜对试样断口进行分析。结果表明:挤压前时效处理可以明显细化晶粒;时效过程中析出的Mg_(17)Al_(12)粒子弥散分布在晶界处,在动态再结晶过程中起到阻碍晶界移动、阻止晶粒长大、细化组织的作用;随着时效时间的延长或者时效温度的升高,晶粒细化效果减弱;对时效后合金进行挤压,试样的屈服强度、抗拉强度和延伸率均提高。通过对断口形貌的分析发现,早期裂纹产生于晶界处粗大的第二相周围,导致了拉伸过程中延伸率的下降。挤压前时效处理对AZ80的强化效果为高性能镁合金的设计和开发提供了一种全新的思路。     

热挤压及固溶处理对AZ61镁合金组织和性能的影响

研究了不同温度下的热挤压工艺以及后续的固溶热处理对AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响.利用扫描电子显微镜观察分析了AZ61镁合金拉伸断口形貌,探讨了其拉伸断裂机制.结果表明,热挤压可以细化晶粒、产生高密度位错从而有效提高合金的力学性能,试验发现在385℃下挤压AZ61镁合金组织均匀,塑性最好.经过热处理之后,370℃下挤压AZ61镁合金的强度有很大提高;385℃下挤压AZ61镁合金强度和塑性下降;400℃下挤压AZ61镁合金的塑性显著提高.     

挤压铸造对高锌镁合金组织与力学性能的影响

以高锌Mg-14Zn-3Al镁合金为研究对象,利用OM、XRD和SEM等研究了挤压铸造工艺对Mg-14Zn-3Al镁合金的显微组织、铸造缺陷和力学性能的影响。结果表明,挤压铸造Mg-14Zn-3Al合金的显微组织由α-Mg基体、长块状τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相、颗粒状或骨骼状的ε-MgZn相组成。随着挤压铸造压力不断增加,合金组织得到细化,第二相的数量增多,显微缩松得到抑制,铸件中的缩松面积从15.67%急剧减少到0.81%。经过挤压铸造处理后,Mg-14Zn-3Al合金的抗拉强度、伸长率分别达到218.1 MPa、5.2%,合金的力学性能得到明显改善。     

等通道转角挤压对生物Mg-Zn-Ca合金显微组织与腐蚀行为的影响

旨在探讨等通道转角挤压(equal-channel-angular-pressed,ECAP)对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织以及腐蚀行为的影响。对铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金进行了1,2,4道次的剪切挤压变形。采用光学显微组织观察、X射线反射法、电化学等手段研究了挤压道次对镁合金显微组织、织构以及腐蚀行为的影响,也特别关注了ECAP对试样的不同截面方向的显微组织演变以及模拟体液(simulatedbodyfluid,SBF)电化学腐蚀行为的影响。结果表明:ECAP变形后铸态Mg-3Zn-0.2Ca镁合金晶粒逐渐细化,变形后镁合金呈现出与挤压方向呈一定角度的002面剪切织构;随着挤压道次增加,合金的耐蚀性先增加后降低。等通道转角挤压对合金耐蚀性的影响是晶粒尺寸、晶体缺陷和织构变化的综合效果;ECAP变形后合金不同截面方向呈现不同的耐蚀性,垂直于挤压方向截面的耐蚀性优于另2个方向截面的耐蚀性。     

机械设备外壳挤压态新型镁合金的组织与性能研究

采用连续挤压工艺制备了机械设备外壳用挤压态新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti。对该镁合金进行了显微组织、XRD、力学性能和阻尼性能分析。结果表明:该合金由α-Mg基体和少量的Mg_(17)Al_(12)相组成,具有较佳的力学性能和阻尼性能。该合金的抗拉强度为327 MPa、屈服强度为268 MPa、断后伸长率为25%。与商业AZ31镁合金相比,在0.8Hz频率下该新型合金在25℃的阻尼性能增加了196%。