挤压铸造制备半固态AZ61镁合金的组织演变及力学性能(英文)

采用挤压铸造后直接二次重熔的方法制备半固态AZ61镁合金。首先通过挤压铸造预成形铸态AZ61镁合金,以获得细小的枝晶;然后在半固态区间进行二次重熔,细小的枝晶演变成球状晶,完全球化的晶粒被液相均匀包裹。研究结果表明:通过挤压铸造预成形的铸态AZ61镁合金与传统铸造预成形的铸态AZ61镁合金相比,在相同的二次重熔条件下,挤压铸造预成形的铸态AZ61镁合金获得更细小的半固态组织。此外,挤压铸造加上二次重熔触变成形的AZ61镁合金,力学性能优于传统铸造后二次重熔触变成形的AZ61镁合金。     

热处理对挤压铸造AZ81镁合金组织和性能的影响

采用X射线衍射、金相分析、拉伸试验、SEM分析等方法测试和分析了挤压铸造AZ81合金在铸态、固溶态和固溶+时效态下的显微组织及力学性能.结果表明,固溶处理可使挤压铸造AZ81镁合金中因非平衡凝固所产生的β-Mg17Al12共晶相溶解;合金的断口由众多深浅不一的韧窝组成,塑性断裂区明显增加,塑性大幅改善;合金抗拉强度和伸长率有大幅提升,分别达到253.81 MPa和10.24%,硬度和屈服强度则有所下降.固溶+时效处理后,β-Mg17Al12相主要以连续析出方式在晶界及基体上析出,合金抗拉强度进一步提高至262.49 MPa,硬度和屈服强度也显著提高,伸长率则有所下降;合金断口韧窝减少并出现大的解理平面,表现出脆性断裂的特征.     

挤压-剪切AZ61镁合金组织和织构的演变

为了研究挤压剪切工艺对镁合金AZ61组织及性能织构的影响,在有限元模拟软件DEFORM-3D的辅助下,采用SEM对挤压棒材进行了组织观察,并对位于模具不同部位试样进行XRD测试分析。结果表明,挤压剪切工艺细化了AZ61镁合金组织,硬度变化符合组织变化趋势。随着挤压的进行,纵截面上晶粒取向发生变化,{0002}基面织构被削弱。     

AZ31镁合金型材挤压工艺和组织性能分析

对AZ31镁合金T型材挤压成形进行了工艺试验研究，确定了T型材模具各工作带尺寸及限流措施。分析了T型材各部位的力学性能。结果表明，在挤压比较大部位，屈服强度和抗拉强度最高分别为117MPa和254MPa，伸长率为16％。晶粒细小和织构强度提高是屈服强度和抗拉强度增大的原因。高质量型材必须采用流线型模挤压。     

AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究

采用间接式挤压铸造成形工艺,研究了AZ91D镁合金的挤压铸造组织和力学性能。试验结果表明,由于压力损失和铸件壁厚的影响,导致铸件不同部位的凝固组织和力学性能不同。挤压铸造镁合金组织中初生α-Mg相晶粒平均尺寸为25~30μm左右,抗拉强度和伸长率分别为220MPa和2.5%;不但晶粒尺寸比半固态流变压铸成形的细小,而且其力学性能也更高。     

AZ61镁合金挤压前预处理工艺研究

对AZ61铸锭挤压前的两种均匀化预处理工艺进行对比研究:即390℃保温4h的均匀化退火工艺和390℃保温4h挤压墩粗。通过光学显微镜观察和室温拉伸试验,比较两种不同的预处理方式对AZ61合金组织和力学性能的影响。结果表明:390℃保温4h高温墩粗与390℃保温4h均匀退火相比,没有明显提高AZ61合金铸态组织枝晶偏析消除程度;两种不同预处理后的合金经挤压后,显微组织差异不大,均由细小等轴的再结晶晶粒和大量的破裂第二相组成。经390℃保温4h均匀退火后挤压的AZ61合金,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为329MPa、244MPa和12.1%;经390℃保温4h墩粗后挤压的合金的室温拉伸抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高为340MPa、268MPa和14.5%。     

镁合金挤压铸造工艺及模具的设计

研究了镁合金间接挤压铸造工艺及模具。采用全封闭式气压定量输送装置，应用N2或Ar气排除挤压模型腔中的空气，有效避免镁合金液在转运、浇注及挤压成形时的氧化和阻燃；采用挤压充填速度为2．0—2．5m／s，挤压力为500kN，生产出组织致密的镁合金挤压零件；模具的挤压活塞和定量室浇口套设计独立的加热装置，加热温度为450～500℃，挤压活塞和定量室浇口套两者之间单边配合间隙取0．02—0．05mm。     

AZ31和AZ91镁合金等温挤压及挤压后的微观组织变化

通过等温挤压和金相观察,研究了AZ31和AZ91镁合金不同变形条件下的挤压性能和变形后的微观组织变化。结果表明,AZ31镁合金的挤压变形性能较好,而AZ91镁合金在挤压比为4∶1、挤压温度为400℃,以及在挤压比为9∶1、挤压温度为350℃和400℃时,挤压后的试件表面均出现了裂纹;AZ31镁合金的最佳成形温度为300℃～400℃,AZ91镁合金的最佳成形温度为300℃～350℃;镁合金在热挤压过程中发生了动态再结晶,挤压之后合金的晶粒显著细化。     

BP神经网络在AZ91D镁合金挤压铸造工艺中的应用

采用BP人工神经网络建立AZ91D镁合金力学性能与挤压铸造工艺参数的关系模型,研究并分析了工艺参数对合金力学性能的影响规律.结果表明:比压对合金力学性能影响最强,浇注温度次之,保压时间最弱.在浇注温度680℃、比压200 MPa、保压时间25 s、模具温度280℃条件下可使合金获得良好综合性能.BP网络模型预测的准确率最高为96％,具有良好的可靠性和推广价值,对挤压铸造AZ91D镁合金生产具有实践指导和理论借鉴意义.     

Evolution of microstructure and texture of AZ61 Mg alloy during net-shape pressing of extruded perform

The micro orientation theological behavior of AZ61 Mg alloy during net-shape forming of tensile specimens via close-die pressing of extruded preformed and the effect of the press deformation rate on the microstructure characteristics were characterized with electron back-scattering diffraction (EBSD) orientation imaging microscopy and metallography. The results indicate that the intensity distribution of basal {0001}<10(1)0 > texture on the cross-section of the extruded perform is uniform and parallel to the extrusion direction. Subjected to pressing in extrusion direction, deformation shear stress leads to grain rotation and basal texture {0001}<10(1)0> deviation from the extrusion direction, spreading in the direction perpendicular to pressing direction. The texture intensity increases with the press deformation rate and reaches its peak value at 50%, which is considerably lower than the value reached in extrusion deformation. Then, the texture intensity decreases with the press deformation rate reversely.     

La对AZ61镁合金组织及性能的影响

研究添加稀土La含量为(0,0.5,1.0,1.5)％对AZ61合金的微观组织及室温力学性能的影响.结果表明:加入0.5％ ～1.5％的稀土后,铸态AZ61合金组织中的β-Mg17Al12相明显变得细小,形成了针状的Al11La3相.当稀土含量超过1.0％时,针状的Al11 La3相开始粗化长大,β-Mg17 Al12相的网状结构开始分离,变得细小;La的加入可以提高AZ61合金力学性能,当加入的La含量为1.0％时,AZ61合金的力学性能最好.因此,AZ61合金中加入La的质量分数为1.0％时,为合金化的最佳值.     

半连续浇铸AZ61合金中枝晶形貌特性

采用彩色金相与能谱对半连续浇铸的AZ61镁合金进行了组织和成分上的观察,发现冷却速率较快的铸锭边部的二次枝晶间距比冷却速率较慢的铸锭心部的二次枝晶间距大,与普通模铸的显微组织呈现的规律不同,并对这一现象进行了理论上的分析讨论。分析认为边部二次枝晶间距的异常增大与二次枝晶臂表面溶质的微观偏析密切相关,粗枝晶臂表面溶质浓度与细枝晶臂表面溶质浓度差值越大,粗枝晶臂的粗化驱动能越大,枝晶的二次枝晶间距就越大。     

Effect of Ca addition on microstructure of twin-roll cast AZ31 Mg alloy

A twin-roll cast (TRC) AZ31-0.7Ca alloy sheet has been subjected to thermo-mechanical treatment (TMT) followed by annealing and its microstructure was evaluated. The as-cast microstructure of TRC AZ31-0.7Ca alloy is essentially similar to that of TRC AZ31 alloy, except for the presence of Al₂Ca dispersoid particles. The presence of Al₂Ca particles imparts significant changes to the microstructure of TMT-ed TRC alloy such as the refinement of grain size and evolution of textures different from those of ingot cast and TRC AZ31 alloys.     

超声振动对半固态AZ61镁合金微观组织的影响研究

利用自行设计和研制的一套超声振动装置,试验研究超声导入温度、超声输出功率和超声处理时间对半固态AZ61镁合金微观组织的影响。试验结果表明,在半固态区间,只有将AZ61镁合金熔体控制在合适的温度时,才能获得细小、均匀的半固态球状组织;当超声振动时间为60 s时,对半固态AZ61镁合金超声处理的效果最好;随着超声振动功率的增加,熔体中的颗粒直径呈不断下降的趋势,晶粒尺寸得到的明显细化,形状趋于圆整。     

Microstructure and mechanical properties of AZ61 Mg alloy prepared by multi directional forging

AZ61Mg alloy was multi directionally forged(MDFed) during decreasing temperature condition from 643 K to 483 K at a true strain rate of 3×10-3 s-1 up to cumulative strain of∑△ε=4.0 at maximum.A pass strain of△ε=0.8 was employed.While average grain size decreased gradually with increasing cumulative strain,the evolution of fine-grained structure strongly depended on the MDF temperature.Under the condition where the temperature was higher than the most adequate one,grain coarsening partially took place during MDF.In contrast,at lower temperature,inhomogeneous microstructure composed of the initial coarse and newly appeared fine grains was evolved.After straining over∑△ε=3.2(i.e.,over 4 passes of MDF) ,equiaxed ultrafine grains(UFGs) having average size of about and lower than 1μm were uniformly evolved.While the MDFed alloy to∑△ε=4.0 possessed relatively high hardness of HV 99,and it accepted further about 20%cold rolling almost without cracking.Because of the superior formability of the UFGed AZ61Mg alloy,the hardness was further easily raised to HV 120 by following cold rolling.     

AZ61A镁合金的镦粗压缩试验

镁合金为密排六方晶格,比立方晶格类型的其它金属变形能力小,因此,镁合金在常温下的塑性非常差,在压力加工时易产生裂纹.然而,固态镁合金在一定的温度下通过压力加工能获得良好的力学性能,镁合金锻件的强度和刚度都要高于其铸件.本文通过镦粗压缩试验,发现AZ61A镁合金在室温下镦粗压缩时塑性很差,在300℃的加热温度下塑性很好.     

Using friction stir processing to produce ultrafine-grained microstructure in AZ61 magnesium alloy

In order to obtain fine-microstructure magnesium alloys with superior mechanical properties, AZ61 alloy was processed by friction stir processing（FSP） combined with rapid heat sink. It is found that ultrafine-grained microstructure with average size less than 300 nm is observed in the resultant AZ61 alloy. The mean microhardness of the ultra-fine region reaches Hv 120-130, two times higher than that of AZ61 substrate. All these results demonstrate clearly that under a cooling rate high enough, ultra-free structure in AZ61 alloy with superior mechanical properties can be produced by one pass FSP via dynamic recrystallization.     

稀土铈对AZ61A镁合金组织和力学性能的影响

研究了添加不同含量的稀土Ce对AZ61A镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量的稀土Ce能使AZ61A镁合金的基体组织分布均匀,晶粒细化;Ce与Al结合形成高熔点的稀土相Al4Ce,使β-Mg17A112相数量减少,但形态变细;稀土相Al4Ce呈块状或棒状弥散均匀分布于晶界周围,阻碍位错运动,显著改善AZ61A镁合金室温及高温状态下的力学性能。     

热处理对AZ61A镁合金显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)及拉伸试验等研究了热处理对铸态AZ61A镁合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,分布在铸态AZ61A镁合金晶界的粗大网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中几乎全部溶解,使合金的硬度和屈服强度下降,而抗拉强度和伸长率升高;T6热处理后,合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,使得合金的抗拉强度、屈服强度略有提高,硬度有明显提高,而伸长率明显降低;不同的热处理使合金的断口形貌发生明显变化.