预挤压对AZ80模锻件的组织和力学性能的影响

通过对AZ80变形镁合金的模锻坯料进行挤压比为4的预挤压处理,研究挤压预变形对AZ80模锻件的组织和力学性能的影响。结果表明,预挤压处理的模锻样品时效时,以晶界颗粒状连续析出β相为主,而铸锭直接模锻的β相时效析出,则以晶内大量层片状不连续析出为主。经过挤压预变形的AZ80模锻件相比铸锭直接模锻件,其模锻态和T5态的抗拉强度、伸长率得到明显提高,屈服强度变化不明显,脆性断裂明显减少,出现大量韧窝。     

双向挤压与螺旋复合变形有限元分析

以AZ31镁合金为研究对象,对双向挤压与螺旋复合变形模型进行工艺参数的数值模拟运算,分析工艺条件对AZ31镁合金在成型过程中等效应变和挤压力的影响。结果表明:双向挤压与螺旋复合变形可显著提高坯料变形过程的等效应变,随着挤压比的增加、挤压温度和挤压速度的升高,坯料所获得的等效应变值显著升高,双向挤压与螺旋复合变形AZ31镁合金的等效应变值可高达3.2。工艺条件的有限元分析为镁合金在双向挤压与螺旋复合变形的实际生产应用提供了重要参考价值。     

基于应变分布均匀性的镁合金内环筋壳体旋转挤压成形工艺优化

以AZ80镁合金内环筋壳体为研究对象,针对一种新型旋转挤压成形工艺,通过有限元数值模拟研究热力耦合条件下成形过程中应变分布规律,以及在轴向、径向多运动复杂应力状态下工艺参数对AZ80镁合金内环筋壳体金属流动及应变分布均匀性的影响,获取最佳工艺参数组合。建立基于累计分布概率的应变均匀性评价指标,设计正交试验,研究不同工艺参数对AZ80镁合金内环筋壳体应变分布均匀性的影响。结果表明:轴向速度和旋转速度为应变分布均匀性的显著影响因素;最佳旋转挤压工艺参数,挤压温度为380℃,下压速度为0.001 m/s,凹模转速为1 rad/s,径向挤压速度为0.01 m/s。模拟结果与实际成形尺寸匹配良好,成形后的AZ80镁合金内环筋壳体尺寸精度合格,环筋尺寸及质量满足要求。     

热处理对挤压AZ80镁合金杯形件组织和性能的影响

采用环形通道转角挤压工艺在350℃下制备AZ80镁合金杯形构件,并通过OM、SEM、拉伸试验等手段研究固溶、时效工艺对构件显微组织和力学性能的影响,确定与该新型挤压工艺相匹配的最佳热处理工艺参数。结果表明:成形过程中材料受强剪切应力作用,晶粒细化明显,杯形件壁部强度明显提升;残留共晶相引起应力集中导致伸长率降低;固溶处理有效促进脆性共晶相回溶,提升合金的伸长率;直接时效处理时,在共晶相周围聚集形成β-Mg17Al12析出带,降低合金的协调变形能力,导致时效强化效果不明显;通过固溶+时效处理,晶粒尺寸均匀,β-Mg17Al12相沿晶界均匀析出,合金的强度和塑性均得到明显提高。环形通道转角挤压成形的AZ80镁合金杯形件最佳热处理工艺参数为415℃×1.5 h固溶+175℃×36 h时效。     

变形态AZ80+T5镁合金动态力学行为各向异性研究

为了研究AZ80+T5镁合金轮毂动态力学行为,采用分离式Hopkinson压杆分析了轮辐部位的动态力学性能及其塑性变形机制。结果表明:在高应变率加载条件下,该镁合金表现出较明显的力学性能各向异性;随应变速率的增加,不同取样方向的塑性变形机制也有差异,即加载方向与轮辐径向平行,呈0°时,孪晶的数量呈先增加后减少的趋势;呈45°时,孪晶数量先增加后明显减少,流变曲线形状也由近乎线性到凸形;呈90°时,孪晶数量几乎不变,曲线呈凸形。3个取样方向均表现出正应变率效应,但0°取样方向的应变率效应明显低于其他两个方向。     

镁合金圆环约束镦粗过程的形变均匀性数值仿真研究

引入形变均匀性因子和坯料结构参数,借助数值仿真技术进行AZ91D镁合金圆环约束镦粗过程中坯料结构参数、变形工艺参数与形变均匀性的相关性研究。结果表明,AZ91D镁合金圆环约束镦粗过程中形变均匀性随变形温度的升高呈增大趋势,随变形程度、变形速率及结构参数的增大呈减小趋势。     

镁合金圆环约束镦粗过程的形变均匀性数值仿真研究

引入形变均匀性因子和坯料结构参数,借助数值仿真技术进行AZ91D镁合金圆环约束镦粗过程中坯料结构参数、变形工艺参数与形变均匀性的相关性研究。结果表明,AZ91D镁合金圆环约束镦粗过程中形变均匀性随变形温度的升高呈增大趋势,随变形程度、变形速率及结构参数的增大呈减小趋势。     

AZ80镁合金环形通道转角挤压组织与性能研究

用环形通道转角挤压工艺在300、350、380℃制备AZ80镁合金壳体构件,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射及拉伸试验研究变形温度对构件显微组织、织构、力学性能的影响,对变形工艺进行初步探索.结果表明:经过环形通道转角连续两次剪切变形,AZ80合金晶粒细化;当变形温度高于300℃,材料基本实现完全动态再结晶;当变形前均匀化坯料的预热温度低于350℃时,连续β-Mg17Al12相静态析出,一定程度阻碍变形中动态再结晶进行.同时,大量颗粒状β-Mg17Al12相动态析出,部分对晶粒长大产生钉扎效应;最终,在350℃变形时挤压件壁部的晶粒尺寸被细化至约25.1μm.织构分析表明,通道剪切变形的引入促进了晶粒激活滑移面向剪切面分布,利于镁合金典型基面织构弱化.环形通道挤压变形后材料性能大幅提升.在低温变形时,挤压件性能受高密度连续析出相影响,加工硬化能力强但断裂韧性极差.随变形温度升高,挤压件性能与晶粒细化幅度正相关,在350℃时强度和塑性较好平衡.断裂和强韧化分析表明,综合性能显著提升主要得益于晶粒细化和织构弱化的协同作用.     

低压铸造镁合金轮毂温度场及应力场模拟

采用FDM/FEM集成应力分析系统模拟了低压铸造镁合金轮毂的温度场和热应力场。模拟结果显示应力集中位置主要为轮辐-轮辐连接处、轮辐-轮辋连接处、轮辐-轴孔连接处,模拟结果与试制轮毂铸造裂纹多发位置基本吻合。基于模拟结果,对轮毂结构提出改进意见。     

钇和铈对AZ91D镁合金的组织及力学性能的影响

采用真空熔炼金属型铸造方法,在AZ91D镁合金中添加适量的稀土元素钇和铈,研究钇和铈对AZ91D组织和力学性能的影响规律。结果表明,在AZ91D中添加适量钇和铈可以使合金的组织细化,Mg17Al12第二相分布均匀弥散,提高AZ91D镁合金的力学性能。     

基于塑性损伤阈值的镁合金构件成形工艺优化

以材料的临界损伤阀值为评判依据,采用数值仿真技术进行AZ80镁合金盖形件成形工艺优化。结果表明:采用坯料一道次挤压成形时,在反挤压成形盖形件外端直臂部位的损伤值超过材料的的塑性变形临界损伤阈值,产生塑性变形缺陷;采用两道次挤压成形时,盖形件挤压成形的最大损伤阈值降低到20,远低于材料塑性变形的临界损伤阈值,保证了盖形件的无缺陷成形。在此基础上,确定了该盖形件的优化成形工艺。     

高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究

以Mg-Al-Zn系中价格较低廉但强度较高的AZ80合金为研究对象,选用3种不同热加工状态的AZ80合金作为靶板材料,进行高速冲击载荷作用下AZ80镁合金抗弹性能研究。结果表明,AZ80合金靶材上的弹坑深度大小依次为铸态、均匀化、变形+热处理态。AZ80合金靶材上弹坑根部均产生了塑性形变带,形变带宽度由大到小顺序为热压缩+T6态、均匀化、铸态。硬度测量表明,形变带部位硬度升高。AZ80合金靶材的抗弹性能强弱顺序是:变形+热处理态、均匀化、铸态。     

挤压比对镁合金宽幅挤压的影响

就宽幅型材生产而言,宽幅挤压与传统挤压相比能够有效降低能耗,已成为镁合金大规格产品加工的重要手段。除了形成所需形状尺寸的型材外,镁合金在挤压过程中晶粒得到细化,且细化程度随挤压比增加而提高,使得挤压镁合金的塑性和强度得到明显提高。对比不同参数下,宽幅挤压对AZ31镁合金组织结构和性能的影响,着重分析各向异性在改善组织性能中的作用。     

Sr对挤压态AZ31微观组织及力学性能的影响

制备不同Sr含量的挤压态AZ31-xSr(x=0,0.4%,0.8%,1.2%)合金试样,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、材料试验机等观察、测试合金的微观组织和力学性能。结果表明:未添加Sr的AZ31镁合金挤压变形后有相当部分的晶粒呈长条状分布而未发生动态再结晶,晶粒尺寸较大;添加少量的Sr可细化挤压态AZ31合金的组织。随着Sr含量的增加,室温和高温力学性能呈先升后降趋势,最高点在Sr的质量分数为0.8%;与无Sr的AZ31合金相比,室温和150℃时的抗拉强度提高约11.5%,15.7%,屈服强度提高约14.9%,40.2%。     

AZ80-Ce0.9镁合金电子束焊接接头组织性能研究

为提高铸态AZ80镁合金焊接接头性能,用真空电子束焊接工艺焊接85 mm厚的AZ80-Ce0.9镁合金,用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜和万能试验机等研究焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊接接头焊缝区的晶粒细小,尺寸为5～10μm,晶内存在点状Al3Ce相,其尺寸和数量均小于母材,且焊缝区硬度高于母材,平均硬度为66.94HV;焊接接头拉伸断裂均发生在母材位置,抗拉强度、伸长率为184.6 MPa、5.2%;焊接接头拉伸断口呈解理台阶和韧窝状特征的混合断裂形式;添加Ce可提高AZ80-Ce0.9镁合金焊接接头的综合性能。     

热挤压AZ91D镁合金线材的组织与性能研究

对铸态AZ91D合金进行400~460℃不同温度下的正挤压,制备出直径为3~4 mm的线材。利用光学显微镜分析线材的组织,测试其拉伸力学性能和热膨胀系数。结果表明,在不同挤压温度下均可制备出AZ91D镁合金线材,挤压温度越低,线材晶粒越细小。线材具有优异的力学性能,经400℃热挤压成形的线材抗拉强度和伸长率高达285.6 MPa和5.3%,明显高于同牌号铸态合金的性能。线材的平均线膨胀系数为(21.3~27.4)×10-6K-1。较低挤压温度下制备的线材具有较高的力学性能与较小的线膨胀系数。     

喷射沉积Mg-Al-Ca-Zn镁合金力学性能研究

采用喷射沉积加热挤压成形方法制备Mg-Al-Ca-Zn镁合金,使用SEM、TEM等技术对其组织和力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金组织均匀、晶粒细小,合金中存在大量细小的第二相;沉积挤压态合金抗拉强度可达到425 MPa,延伸率为3%,细晶强化是其主要强化机制;时效处理对喷射沉积挤压态合金抗拉强度无明显影响,但会降低高合金化合金的延伸率,固溶时效处理会降低合金抗拉强度,但可提高低合金化合金的延伸率。     

AZ91D镁合金高速铣削表面完整性研究

为研究AZ91D镁合金的高速铣削加工工艺对其表面完整性的影响,采用正交实验设计方法对AZ91D镁合金进行高速铣削实验,通过对4种不同的表面粗糙度参数进行评估,综合分析铣削参数对表面形貌的影响规律;利用X射线衍射仪分析表层残余应力,并对热-力耦合作用下的镁合金表面完整性机理进行探究,获得提升AZ91D镁合金加工表面完整性及表面形貌控制的工艺方法。为开展镁合金抗疲劳性能及耐腐蚀、抗氧化性能的研究提供理论指导和实验依据。     

钇对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究在通氩气下Y精炼剂对AZ91D镁合金组织和性能的影响。试验结果表明,AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。经复合净化处理后的AZ91D镁合金力学性能明显改善,平均抗拉强度由101.88MPa提高到141.91MPa,但延伸率提高不明显。     

大塑性变形AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织与力学性能

研究大塑性变形对AZ31-1%Si-0.5%Sb合金组织和性能的影响,探讨基体组织和Mg2Si颗粒的细化机制。AZ31-1%Si-0.5%Sb合金铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si组成。正挤压变形可以细化合金微观组织,基体晶粒约为2μm,正挤压提高AZ31-1%Si-0.5%Sb合金力学性能。往复挤压4道次后再进行正挤压,得到4μm晶粒细小均匀分布的等轴晶组织,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度较单次正挤压态分别提高了21.8%、19.8%、43.6%和21.5%。力学性能的提高得益于基体组织、Mg2Si和β-Mg17Al12的进一步细化。