AZ31镁合金轧制变形后组织性能研究

本文研究了不同轧制变形量和轧制速度对AZ31镁合金板材微观组织和力学性能的影响。轧制变形可显著细化AZ31镁合金板材的晶粒尺寸并提高其综合力学性能。当轧制速度为5m/min,轧制变形量为50%时,板材平均晶粒尺寸最细可达到9μm,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到280MPa、180MPa和30%以上,同时探讨了AZ31镁合金屈服强度与晶粒大小之间的关系。在大量AZ31镁合金轧制相关文献和本文一系列实验研究的基础上,对比分析了不同轧制工艺对AZ31镁合金综合力学性能的影响。研究表明,本文所采用轧制工艺可显著提高AZ31镁合金板材的综合力学性能,同时降低板材轧向和横向的各向异性。     

异步轧制对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

对不同轧制温度、道次压下量以及轧制路径等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织和性能进行了研究。结果表明,当温度由623K升到723K时,晶粒发生长大,孪晶消失,板材的抗拉强度由275MPa降到250MPa,伸长率则由14.5%增加到18%;当道次压下量从5%增加到20%时,晶粒逐渐得到细化,板材的抗拉强度由道次压下量为5%时的265MPa增加到20%时的300MPa,伸长率则由18%降到15%;轧制路径的改变,使不同板材中孪晶的数量产生改变,路径A中的孪晶较多,伸长率较低,强度较高,路径D中的孪晶较少,伸长率较高,强度较低。     

异步轧制对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

对不同轧制温度、道次压下量以及轧制路径等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织和性能进行了研究。结果表明．当温度由623K升到723K时，晶粒发生长大，孪晶消失，板材的抗拉强度由275MPa降到250MPa，伸长率则由14．5％增加到18％；当道次压下量从5％增加到20％时，晶粒逐渐得到细化，板材的抗拉强度由道次压下量为5％时的265MPa增加到20％时的300MPa，伸长率则由18％降到15％；轧制路径的改变，使不同板材中孪晶的数量产生改变，路径A中的孪晶较多，伸长率较低，强度较高，路径D中的孪晶较少，伸长率较高．强度较低。     

Y对AZ81镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法,研究了稀土元素Y(质量分数为1%～4%)对AZ81镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,适量(1%～2%)Y的加入使AZ81镁合金的组织明显细化,β(Mg17Al12)相减少,同时析出了针状和粒状的化合物Al2Y。经时效处理后,随着Y含量增加,在室温和150℃时,合金的拉伸强度和伸长率基本上呈先升后降的趋势。当Y含量为2%时,合金在室温下的拉伸强度和伸长率达到最大,分别为277MPa和11%;Y含量为1%时,合金在150℃时的高温强度和伸长率达到最大,分别为220MPa和12.4%。Y主要是通过固溶强化、析出强化和细晶强化提高了合金的室温和高温强度,改善了合金的塑性。     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。     

热挤压工艺对AZ31镁合金组织与力学性能的影响

在不同挤压条件下对AZ31镁合金进行了热挤压试验,并对挤压前后材料组织与力学性能的变化进行了分析.研究结果表明,AZ31镁合金热挤压时发生了动态再结晶,材料组织比铸态时细化,力学性能大幅度提高;AZ31镁合金挤压后的组织及力学性能受挤压温度及冷却方式影响,在本试验范围内,AZ31镁合金在623 K挤压后空冷得到的组织均匀细小,力学性能良好.     

异步轧制AZ31镁合金板材在退火处理中的组织性能演变

研究了异步轧制AZ31镁合金板材经200～350 ℃退火30～120 min后的组织性能演化.在试验条件下,AZ31镁合金板材在200 ℃退火时,随保温时间的延长,组织的均匀程度和晶粒尺寸没有明显变化;在300 ℃退火30 min,基本完成再结晶过程,获得均匀细小的等轴晶,保温时间增加到60 min时,部分再结晶晶粒长大;在350 ℃退火30 min和60 min,均在完成再结晶的同时晶粒长大;300 ℃退火30 min后AZ31镁合金板材的综合性能较好,室温抗拉强度为315 MPa,伸长率为33.0%.     

同步和异步轧制AZ31镁合金板材的织构及力学性能

采用同步轧制(NR)和异步轧制(AR)工艺对AZ31镁合金挤压板材进行了轧制,研究了轧制过程中组织和织构的演化,以及总压下量和异步比对轧材组织、织构和力学性能的影响。结果表明,在压下量为3%～15%的范围内,同步轧制与异步轧制板材在晶粒尺寸以及均匀性上有相似的变化趋势。轧制过程中,在变形初期,随压下量的增加,孪晶数量不断增加,孪晶使同步轧制与异步轧制板材中晶粒取向都发生偏转,即C轴趋向于垂直于法向(ND),从而使初始挤压板材的丝织构强度减弱;而当压下量达到24%时,孪晶大量减少或消失。在压下量为3%～24%的范围内,同步轧制对板材力学性能的影响并不明显,峰值应变呈交替变化;异步轧制板材在压下量达到24%左右时,表现出了良好的塑性变形能力,抗拉强度达到309MPa,峰值应变达到0.163。     

稀土Y对AZ31镁合金金相组织和力学性能酌影响

研究了稀土元素Y对AZ31镁合金金相组织和力学性能的影响。结果表明：当稀土添加量为0．6％～0．9％时，仅（Mg）基体晶粒变细，并且加入量为0．9％时得到更细化的组织，13相（Mg17Al12）在晶界由连续网状变为断续弥散状分布，由于α（Mg）基体晶粒的细化和p柏形貌的改善，合金的力学性能有提高；当稀土添加量为1．2％时，α（Mg）基体晶粒显著粗化，β相（Mg17Al12）内部出现针状和圆盘状的第二相，力学性能下降。     

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。     

稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

研究了稀土元素钕、铈、镧三种元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响。结果表明：随着稀土含量的增加AZ31镁合金的组织得到细化,相应的力学性能也得到了提高。原因是加入稀土元素以后,镁合金中的β相（Mg17Al12）在晶界由连续网状变为断续弥散状分布,由于α（Mg）基体晶粒的细化和β相形貌的改善,合金的力学性能得以提高。     

AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊对AZ91D镁合金进行焊接试验,研究了搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明,当转速为1 000～1 400 r/min、焊速为50～150 mm/min时,均可得到表面成形良好、内部无孔洞和隧道的焊缝;焊接区与母材组织差异极大,焊接区形成细小、均匀的再结晶组织,具有锻造组织特征;热影响区为部分再结晶组织,再结晶晶粒沿原铸造晶粒的晶界生长;对接头进行拉伸试验,断裂发生在母材处,表明接头的抗拉强度高于母材.     

Effect of Friction Stir Processing on Microstructure and Mechanical Properties of Cast AZ31 Magnesium Alloy

对铸态AZ31镁合金进行单道次和双道次搅拌摩擦加工,对其微观组织和力学性能进行研究.结果表明:铸态AZ31镁合金搅拌摩擦加工后,共晶网状β-Mg17Al12相破碎并发生固溶,微观组织显著细化和均匀化.AZ31镁合金母材和单道次搅拌摩擦加工后的试样没有择优取向,而双道次搅拌摩擦加工后的试样存在择优取向,其(0002)基平面与试样表面平行.单道次和双道次搅拌摩擦加工后试样的抗拉强度分别提高了43和82MPa,延伸率提高了4.3％和11.9％.搅拌摩擦加工后试样的拉伸断口表现为韧性断裂特征.     

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.     

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。     

搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织与性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态AZ31镁合金进行单道次加工,研究加工区域的微观组织和力学性能。结果表明：搅拌摩擦加工过程中,材料发生了剧烈的塑性变形,粗大的β-Mg17Al12相显著破碎,形成细小、均匀的再结晶组织。XRD分析表明,搅拌摩擦加工导致大量的β相固溶到镁合金基体中,产生固溶强化作用。搅拌摩擦加工后的试样平均HV硬度值为810 MPa,高于铸态AZ31镁合金的硬度值,抗拉强度比铸态AZ31镁合金提高43 MPa,延伸率提高4.3%,拉伸断口表现为微孔聚合剪切断裂特征。     

Influence of Continuous Bending Process on Texture Evolution and Mechanical Properties of AZ31 Magnesium Alloy

Mg–3Al–1Zn alloy sheets have been deformed by continuous bending(CB) to investigate the effects of pro cessing parameters(bending angle and repetitive passes) on the texture and formability. The samples exhibited a bimoda microstructure with abnormal growth grains in the surface region and fine grains distributed in the center after CB process followed by annealing. The texture evolution measured by XRD indicated that the basal poles were rotated from ND toward RD, and the texture intensity decreased with the bending angle decreasing and repetitive passes increasing Compared with the as-received sample, the yield strength of CBA-120-2 sample significantly decreased from 183 to112 MPa, and a smaller r-value and a larger n-value were obtained. The formability of CB processed samples in annealing condition was significantly enhanced with the highest of Erichsen value of 5.4 mm, increased by about 135%. The improvement of formability was likely attributed to the weakened and RD-tilt basal texture and coarse grains in the surface part.     

锡对ZA62合金显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪等分析测试手段，研究了锡对ZA62合金显微组织及力学性能的影响。试验结果表明：在ZA62合金中添加少量锡能够析出弥散的Mg2Sn强化相，有效地提高ZA62合金的室温、高温强度；加入过量的锡时，Mg2Sn颗粒明显粗化，反而导致合金的强度和塑性下降。     

热轧温度对NZ2合金力学行为的影响

采用单向拉伸和对称拉压循环变形方法 (R=emin/emax=–1),研究了不同热轧温度 (650, 700和800 ℃)、不同取向(平行于轧向和垂直于轧向)、不同试验温度 (室温和375 ℃高温) 条件下NZ2合金板材试样的拉伸、低周疲劳性能。通过对合金显微组织,力学性能以及疲劳寿命曲线的分析和讨论,得出NZ2合金在650 ℃热轧能获得较好的综合力学性能