往复挤压快速凝固ZK60合金的组织与力学性能

利用快速凝固和往复挤压制备细晶ZK60合金,并研究合金的组织与力学性能。结果表明,快速凝固薄带晶粒尺寸为1~8μm,2道次往复挤压后,合金晶粒尺寸为3μm,大量10-50 nm的颗粒从基体析出。随着挤压道次增加,沉淀颗粒增多,晶粒未进一步细化;2道次挤压后,合金抗拉强度高达319 MPa;屈服强度随挤压道次增加而增加,经6道次挤压,屈服强度为253 MPa,伸长率和硬度随挤压道次增加变化不大,分别为（7±1）%和（77±1）HV5。力学性能好归因于晶粒细化和弥散分布在基体上细小颗粒的强化作用。     

形变热处理对ZK60镁合金组织性能的影响

对ZK60镁合金进行了热挤压、热处理实验,并对挤压态、挤压后T5处理态、挤压后T6处理态试样分别进行了室温拉伸试验,并观察其金相组织.结果表明:铸态ZK60镁合金热挤压后,在晶粒细化同时,有大量细小点状第二相析出,使其综合力学性能明显提高.挤压后直接时效的T5态试样,其抗拉强度比挤压态有所提高,伸长率稍有降低;挤压后经T6处理的试样,抗拉强度和伸长率均比挤压态、挤压+T5态的低.     

时效温度对ZK60镁合金组织和性能的影响

对ZK60镁合金在100～220℃进行时效处理,通过金相组织分析、断口扫描分析及力学性能测试,研究了时效温度对ZK60镁合金的显微组织与力学性能的影响.结果表明:时效处理能明显改善ZK60镁合金的组织和力学性能.其力学性能随时效温度升高呈规律性变化,网络结构是力学性能变化的主要原因.得出ZK60镁合金力学性能的优化时效温度为190℃.     

铸态和热处理态ZK60-xCa镁合金的组织与力学性能

利用光镜、扫描电镜、XRD和DSC,分析了铸态和热处理态ZK60-xCa合金的组织和相组成,测试了其硬度和室温拉伸性能.结果表明,随着Ca含量的增加,铸态组织逐渐细化,生成Mg6Zn3 Ca2新相,晶界相逐渐增多,且趋于连续网状分布;硬度逐渐提高,而抗拉强度和伸长率逐渐降低.MgZn2相绝大多数固溶于α-Mg基体中,而Mg6 Zn3 Ca2相少量固溶.ZK60和ZK60-1.25Ca合金拉伸性能经648 K固溶后均显著提高,随固溶温度的提高而逐渐降低;经448 K时效后,前者的抗拉和屈服强度有所提高,后者的抗拉强度不变,两者的伸长率均降低.     

Nd对ZK60镁合金均匀化退火组织的影响

研究了添加Nd元素的ZK60镁合金铸态和退火态的金相组织和相组成,同时测定了随着均匀化时间的不同合金硬度的变化.结果表明,Nd能显著细化镁合金晶粒,减少晶间的第二相.Nd在ZK60镁合金中形成Mg12 Nd,均匀化后该相消失,其中的Nd以单质形式固溶到基体中,起到固溶强化作用.随着Nd含量的增加,固溶效果增加,需要的均匀化时间也增加.     

成形过程对ZK60镁合金薄带组织和力学性能的影响

用OM,SEM,TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究.常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生.轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金.退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小.退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:388 MPa,301 MPa,22.9％和311MPa,219 MPa,19.3％.镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶.     

热处理对挤压镁合金ZK60拉伸变形与断裂行为的影响

通过不同态ZK60镁合金的金相显微组织观察、力学性能试验和断口SEM分析,研究了热处理对挤压ZK60镁合金拉伸变形与断裂行为的影响.结果表明,ZK60合金固溶态与挤压态相比抗拉强度和伸长率均有相当程度的降低,而时效硬度峰值时的抗拉强度与固溶态和挤压态相比有一定的提高,但伸长率却有较大幅度的降低.合金固溶处理后晶粒较挤压态显著粗化,且合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出.ZK60合金挤压态和固溶态的断面都有韧窝特征,为微孔形核的韧性断裂机制,而时效峰值态的断面上有解理河流和解理台阶,呈现出脆性解理断裂的特征.     

热处理工艺对变形ZK60镁合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、金相分析、SEM和TEM等方法测试和分析ZK60镁合金在挤压态、T5、T6及双级时效态下合金的力学性能和显微组织.结果表明,经过T5时效处理后,合金屈服强度和伸长率提高,而T6时效处理对合金的强度和伸长率影响不大,双级时效可明显提高合金的强度,但是伸长率稍有降低.经T5、T6时效后,合金中析出大量细小弥散的β'1相,为合金的主要强化相,双级时效能提高β'1相的析出密度,从而提高合金的强度.ZK60挤压态和T5态合金的断裂方式为混合型断裂,而T6和双级时效的断裂方式为解理断裂.     

退火工艺对快速凝固镁合金薄带组织性能的影响

用双辊熔体旋转法制备的AZ31镁合金薄带,其显微硬度比铸态的有很大提高.本文探索了退火工艺对快速凝固镁合金薄带的组织及力学性能的影响,分析了微观组织与力学性能之间的关系.低于200℃时快速凝固薄带仍可保持其快速凝固特性.     

ZK60镁合金高压扭转模拟及实验研究

为了研究高压扭转工艺对ZK60镁合金组织及性能的影响,采用有限元法对ZK60镁合金试样高压扭转成形过程进行数值模拟,分析成形过程中等效应力、应变分布及变化趋势。通过压扭设备和专用模具对镁合金试样进行高压扭转实验,采用金相显微镜观察试样的显微组织,利用维氏硬度计测量试样的显微硬度。结果表明:高压扭转能有效细化晶粒,改善材料组织结构;在一定的压力下,随着压扭圈数增加,晶粒得到细化,整体显微硬度有较大的提高;高压扭转后试样的显微硬度沿试样径向呈V型分布,与有限元模拟中试样径向的等效应变分布趋势一致。试样不同区域的等效应力、应变和显微硬度差异较大,边缘处的等效应力、应变最大,显微维氏硬度值最高。     

Influence of aging on microstructure and properties of ZK60 magnesium alloy

The different aging process was investigated for ZK60 magnesium alloy to get the ideal synthetic properties. The results show that the values of strength, hardness and plasticity of ZK60 magnesium alloy increase at first and then decrease with increasing aging temperature, the suitable aging temperature of ZK60 alloy is from 160 to 180 ℃, At the meantime, the microstructures of appear mesh texture under high ageing temperature, this is the main reason why the mechanical properties decrease.     

脉冲电流对ZK60镁合金板组织与性能的影响

利用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和扫描电子显微镜(SEM)对ZK60镁合金板组织与性能进行分析。利用高密度脉冲电流对轧制变形ZK60镁合金板进行处理,使变形组织在较短时间内发生完全再结晶。再结晶晶粒的平均晶粒尺寸达到3μm,抗拉强度可达310 MPa,伸长率达30.7%。然而,经过同样时间的等效热处理,变形ZK60板并未发生完全再结晶。脉冲电流提高了轧制变形ZK60镁合金再结晶形核速率,加速了再结晶转变过程。脉冲处理优化了ZK60镁合金组织,使其获得了较高的综合力学性能。     

Effect of predeformation on semi-solid microstructure of ZK60＋RE magnesium alloy

Microscopical techniques were used to provide the semi-solid microstructure evolutions of ZK60+RE alloys formed by compression and equal channel angular extrusion(ECAE), respectively. It is found that after compression and ECAE, as-cast microstructures exhibit an obvious directional characteristic. The predeformation exerts a significant influence on the formation of thixotropic microstructures during partial remelting. Coalescence and Ostwald ripening are operative in the semi-solid mixture for both compression and ECAE formed alloys. Furthermore, the degree of spheroidization of ECAE formed alloy is better than that of compression formed alloy in appearance.     

Influence of impurities on microstructure and mechanical properties of ZK60 magnesium alloy

The influence of impurity content on the microstructure and mechanical properties of ZK60 magnesium alloys was investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy and tensile test. ZK60 alloys were prepared by changing holding time of alloy melt during semi-continuous casting in order to control the content of impurity elements. The alloy with lower purity content is found to have less second precipitates and larger grain size in the as-cast state. However, in the as-extruded state, reducing impurities brings about a decrease in grain size and an increase in yield strength from 244 MPa to 268 MPa, while the elongations in the as-extruded alloys with different contents of impurities are almost the same. After T5 treatment, impurity content is found to have more obvious effect on the yield strength of ZK60 alloy. The yield strength of ZK60-45 alloys with low impurity content is increased up to 295 MPa after T5 treatment.     

热处理工艺对挤压变形ZK60镁合金组织与力学性能的影响

采用硬度检测、拉伸实验、金相分析、TEM分析等方法测试和分析了ZK60合金在铸态、挤压态、固溶态及T5和T6时效态下的硬度、强度和显微组织等。结果表明：ZK60镁合金在塑性变形和不同热处理状态下硬度和强度等力学性能变化明显。经过挤压和T5热处理后，ZK60合金的硬度和强度都大幅度提高。ZK60合金挤压后进行T5处理，其强度要比T6处理的强度明显要高，这与T5状态下合金中析出强化相分布更加密集和细小有关，T6热处理时，由于第二相尺寸以及相互间距都较大，因此强化效果反而不如T5状态。     

Effects of heat-treatment on microstructure of wrought magnesium alloy ZK60

The microstructure of the as-cast, as-solution-treated and as-aged wrought magnesium alloy ZK60 was studied. The results indicate that the microstructure of the as-cast ZK60 alloy is mainly composed of network eutectic （a-Mg＋MgZn） and divorced euteetic MgZn, which semi-continuously distribute along the grain boundaries or in the interdendritic area and almost dissolve into the matrix after solid solution treatment. The Laves phase MgZn2 is not sensitive to the heat treatment and seems to form at the early stage of solidification and keeps its size and shape till the aging stage. It is believed that the occurrence of the Laves phase in the ZK60 alloy would possibly contribute to the defects. Many new phases, including MgZn phase which is different from that forms during eutectic reaction, precipitate after aging treatment.     

轧制路径对ZK60镁合金板材组织和性能的影响

在250 ℃对轧制-热处理态ZK60镁合金板材进行9道次不同路径的轧制试验。采用光学显微镜、电子万能试验机、SEM、XRD等研究了轧制试验后ZK60镁合金的显微组织、室温拉伸性能、断口形貌及晶粒择优取向。结果表明:轧制路径对ZK60镁合金板材的晶粒尺寸变化无明显影响,但压下量对镁合金组织内的孪晶变化有很大影响;轧制路径的变化对ZK60镁合金板材的各向异性和力学性能有较大影响,在交叉+45°的路径下轧制后ZK60镁合金板材,各向异性较弱,具有良好的综合力学性能和轧制成形能力,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到244.31 MPa、371.14 MPa和25.46%;交叉+45°路径轧制对ZK60镁合金的晶粒择优取向有明显影响,能够改善镁合金板材的晶粒择优取向和各向异性,提高ZK60镁合金的力学性能。     

时效处理对AZ80和ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响

借助光学显微镜和力学性能测试仪器,研究时效处理对AZ80和ZK60锻造镁合金的微观组织和力学性能的影响规.结果表明:AZ80镁合金的抗拉强度和伸长率随着时效温度的升高呈现先增加后下降的趋势,当时效温度为170 ℃时,其抗拉强度和伸长率达到最大;ZK60镁合金的硬度随着时效温度的升高呈现先增加后下降的趋势,当时效温度为170 ℃时,其硬度达到最大,而其韧性正好呈现相反的趋势.此外,在140-200℃的时效温度范围内,ZK60镁合金比AZ80镁合金具有更好的冲击韧性与其他力学性能.