AZ31B镁合金表面纳米化处理后的显微结构特征

利用表面机械研磨技术(SMAT)在AZ31B镁合金表面施加剧烈塑性变形,获得纳米晶组织的细化表层, 利用光学显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究由表层到心部的组织结构变化特征.结果表明:经过SMAT处理后,样品表层的晶粒尺寸大约为50nm:靠近基体的区域(大约距表面40 μm),晶粒尺寸增加到约200nm.表而纳米化是通过孪晶分割和动态再结晶的共同作用实现的.硬度试验表明,SMAT后AZ31B镁合金样品表层的硬度显著提高,其原因可归结为两个主要的因素,即晶粒细化和加工硬化.     

表面机械研磨处理对AZ31镁合金力学性能的影响

通过表面机械研磨处理在AZ31镁合金表层制备了局部变形层组织,并测试了性能随组织的变化规律。结果表明,表面机械研磨处理可以制备出母材-孪晶-纳米晶的梯度结构。在相同的研磨时间下,大晶粒样品相较小晶粒样品形成的纳米层更厚,并且大晶粒样品在研磨2 h后纳米层厚度趋于稳定。在表面机械研磨处理过程中,基面织构的强度随研磨时间的增加先大幅降低后逐渐升高。显微硬度沿板材厚度方向先减小后增大。断口形貌分析表明,断口边缘断裂模式为韧脆混合断裂,芯部断裂为塑性断裂,样品断裂是裂纹由表面向芯部扩展的结果。表面机械研磨处理制备纳米晶的机理是位错聚集在孪晶界形成细小的高能亚晶,高能亚晶发生动态再结晶获得纳米晶。     

AZ31B镁合金的低温压缩变形机制

利用Geeble1500热模拟实验机对双辊连续铸轧AZ31B镁板在变形温度为100℃,应变速率为10-3s-1的条件下进行单轴压缩变形,并利用金相显微镜和透射电子显微镜对其微观组织进行观察。结果表明:在上述的条件下变形时,合金中产生大量的孪晶,孪晶与孪晶之间相互交截,在孪晶界及孪晶交截区出现大量的位错,并且有动态再结晶核心及再结晶小晶粒,说明该合金中动态再结晶形核位置主要为孪晶界及孪晶-孪晶交截区。     

AZ31镁合金变形与强韧化研究

研究了AZ31镁合金组织的演变过程和力学性能,结果表明:通过挤压变形及动态再结晶,可以显著细化合金晶粒,其尺寸可由约100μm减少到5μm;二次变形可以提高镁合金的抗拉强度。可见塑性变形是同时实现镁合金构件成形和强韧化的有效途径。     

AZ31镁合金变形与强韧化研究

研究了AZ31镁合金组织的演变过程和力学性能,结果表明：通过挤压变形及动态再结晶,可以显著细化合金晶粒,其尺寸可由约100μm减少到5 μm;二次变形可以提高镁合金的抗拉强度.可见塑性变形是同时实现镁合金构件成形和强韧化的有效途径.     

激光冲击处理诱导AZ31B镁合金表面纳米化

根据优化的激光工艺参数,利用激光冲击处理技术在AZ31B镁合金上制备出纳米结构表层,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)表征了AZ31B镁合金激光冲击处理后表面纳米层的微观结构,分析了纳米晶粒内微挛晶的成因,探讨了激光冲击处理诱导AZ31B镁合金晶粒细化的机理。晶粒细化机理归纳如下:在原始晶粒内,位错滑移导致位错缠结,应力集中诱发机械孪生;在亚晶粒和已经细化的晶粒内,继续形成位错缠结和位错胞;位错缠结转变成小角度取向差的亚晶界,细分粗大晶粒成亚晶粒;亚晶界演变成大角度晶界,最终形成等轴状、取向随机分布的纳米晶组织。     

挤压AZ31B镁合金板材高温轧制变形行为研究

通过单道次轧制试验,研究了AZ31B挤压镁合金板材在温度为365℃和450℃时的轧制性能,其变形量范围为10%～60%,应变速率为2.1s-1～5.0s-1。通过光学显微镜和扫描电镜观察了轧制变形中的微观组织及其演变。结果表明,在变形的初始阶段,孪生为主要的变形机理和硬化机制。由孪生变形积聚的畸变能和非基滑移的启动,导致了动态再结晶的形核与长大,增大变形速率可以抑制晶粒长大,使平均晶粒尺寸细化到7μm～10μm。365℃温轧制变形使板材晶粒明显细化,温度较高时,晶粒细化作用有限。在同一变形量下,随着轧制温度的升高,板材的晶粒呈长大趋势,在365℃轧制温度下,随着道次变形量的加大,细晶百分含量随之迅速增加。当轧制温度提高到450℃时,晶粒细化有限,晶粒尺寸保持在20μm以上。     

铝合金表面纳米化处理及显微结构特征

采用高能喷丸技术在1420铝合金上制备出纳米晶结构表层,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜及高分辨电子显微镜研究由表层沿厚度方向的结构变化特征,并对硬度沿厚度方向的变化进行分析.结果表明:经过表面高能喷丸处理,样品表面形成了厚度约为20μm的纳米晶层,平均晶粒尺寸由约20 nm逐渐增加到约100nm;距表层约20～50 μm为亚微细晶层;表面纳米化的程度与塑性变形量有关;表面纳米化是通过位错滑移的塑性变形方式实现的;与样品的内部相比,表面硬度显著提高.     

挤压AZ31B镁合金板材中温轧制变形中的组织变化

在220℃的温度条件下,对AZ31B挤压板材进行单道次轧制变形,通过光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了中温变形AZ31B微观组织演变。结果表明,在中温变形的初始阶段,孪生为主要的变形机制,随变形量的增加,变形畸变能的积聚以及孪晶间的相互作用,导致了动态再结晶的形核与长大,在大的变形量条件下,孪生、形变带和动态再结晶共同作用,使变形得以进行。     

AZ31镁合金多阶段超塑性变形

开展了多阶段变形的方法对AZ3 1镁合金超塑性性能提升的研究。结果表明 :第一阶段动态再结晶的最佳条件是温度 3 0 0℃、应变速率 1× 10 - 3s- 1 、此条件下变形量为 5 0 %的时候 ,晶粒尺寸约为 10 μm ;在第二阶段 ,实验温度为40 0℃以及应变速率为 10 - 3s- 1 的变形条件下 ,获得最大延伸率 2 82 .1%。     

AZ31B变形镁合金板坯的组织与性能研究

采用半连铸法制备了AZ31B镁合金板坯,研究了化学成分、杂质含量及均匀化退火工艺对AZ31B变形镁合金板材组织和性能的影响,通过冲断试验对试验板坯的宏观断口进行了分析.结果表明,所制备AZ31B镁合金板坯中的Mn、Fe元素含量超标导致板坯出现粗大柱状晶以及金属间化合物等缺陷,因此该成分的板坯只适合轧制中厚度的板材.该合金板坯采用阶段均匀化退火制度(380℃×8 h 420℃×6 h),改一火多道次轧制工艺为多火多道次,可轧制出8 mm厚板材,其力学性能达到相应标准要求.     

AZ31镁合金异步铸轧板的显微组织

研究AZ31镁合金异步铸轧板坯沿厚度方向的显微组织分布。结果表明,板坯组织沿厚度方向具有较明显的不均匀性。在板坯的上表面附近存在较多的流线型变形带组织;在中心处观察不到变形带组织,枝晶臂较粗大;在板坯下表面附近枝晶组织较细密。板坯上表面附近的流线型变形带是由上、下铸轧辊表面线速度差产生的剪切应变而引起的。Al、Zn和Mn在枝晶晶界处发生偏聚,Si均匀分布在α-Mg固溶体内。     

AZ31B镁合金电子束焊接接头组织及性能分析

采用电子束焊接方法对10mm厚的AZ31B镁合金进行焊接。利用光学显微镜、扫描电镜、射线衍射仪等手段分析了电子束焊接接头的外观和截面的特征、显微组织、元素分布、焊缝物相和断口形貌等,并利用维氏硬度仪和拉伸仪检测了接头区域硬度和接头强度。结果表明,采用电子束焊接AZ31B镁合金获得的焊缝正面成形美观,而背部存在轻微的凹陷,焊缝深宽比在8：1以上;与基体相比,焊缝中Mg,Zn比例下降,Al,Mn比例上升;焊缝中主要物相为Mg,Al和少量的Mg17Al12相;焊缝热影响区窄,焊缝组织为8～18μm的细小等轴晶粒;焊接接头硬度值均匀;焊缝抗拉强度均值为223MPa,断裂部位为焊缝区,断口为混合断裂形貌.     

AZ31B镁合金熔化极气体保护焊焊缝的组织和力学性能(英文)

使用熔化极气体保护焊对变形镁合金板材对接。在不同焊接工艺参数下观察焊缝中的气孔特征,分析气孔成因以及气孔对接头微观组织和力学性能的影响。显微组织检测结果表明:气孔主要分布在焊缝顶部或底部,而且气孔能相互连接甚至产生裂纹。然而,在合适的焊接工艺参数下,气孔的产生可以得到有效控制。拉伸测试结果表明:接头的平均抗拉强度接近甚至高于母材。由于第二相β-Mg17(Al,Zn)12的强化作用,焊缝区的硬度高于母材。     

Microstructure,texture and residual stress in a friction-stir-processed AZ31B magnesium alloy

Spatial variations of microstructure, hardness, chemical composition, tensile behavior, texture and residual stresses were investigated in a friction-stir-processed (FSP) AZ31B magnesium alloy. The residual stresses were measured using two different methods: neutron diffraction and the contour method. No significant variations in the hardness and chemical compositions were found in the FSP zones, including the severely deformed stir zone (SZ), which showed a finer grain size compared to the heat-affected zone and base material. On the other hand, significant changes in the tensile yield strength, texture, and residual stresses were observed in the FSP zones. The relationship between the texture variations and yield strength reduction; and its influence on the decrease in the residual stress near the SZ is discussed. Finally, the residual stresses measured by neutron diffraction and the contour method are compared and the effect of the texture on neutron diffraction residual stress measurements is discussed.     

镁合金AZ31搅拌摩擦焊接头的微观组织

采用搅拌摩擦焊接法焊接了镁合金AZ31, 研究了焊接参数对焊接接头微观组织和显微硬度的影响. 结果表明 焊接接头成形良好, 焊缝没有气孔、裂纹和夹渣, 焊缝区的显微硬度比母材稍有降低, 但降低幅度不大.     

AZ31B镁合金冷轧及退火后的组织与性能

研究了AZ31B镁合金的冷轧工艺与冷轧后的组织变化,以及退火过程中退火温度、保温时间以及冷轧变形量对再结晶组织的影响,获得了静态再结晶图.当冷轧变形量大于15%,退火温度不超过400 ℃,可以获得细小的再结晶晶粒.最佳的冷轧及退火工艺为:冷轧变形量15%～25%,退火温度200～350 ℃,时间为30～60 min.冷轧退火AZ31B镁合金板材具有较好的力学性能,应变速率对镁合金冷轧退火板材的伸长率影响较大,而应变速率对强度基本上没有影响.