连铸AZ31镁合金的热挤压变形组织与性能(英文)

文章研究了电磁连铸AZ31镁合金经热挤压变形后的微观组织和力学性能。结果表明,挤压过程中的动态再结晶能够显著细化晶粒,局部细晶区的平均晶粒为2μm。与铸态合金相比,挤压后的AZ31镁合金具有更细小的晶粒和更均匀的微观组织。挤压变形后产生强烈的基面织构;挤压后材料的力学性能显著提高。屈服强度、抗拉强度和断面收缩率随着挤压比的增大而增大。挤压比为25时,屈服强度、抗拉强度和断面收缩率分别为259MPa,357MPa和30.5%,比铸态合金分别提高了86.33%,64.52%和67.40%。随着挤压比的增大,晶粒细化效果更为明显,微观组织更均匀。断口形貌分析表明,挤压变形后材料由韧脆混合型断裂,转变为韧性断裂。     

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。     

镱对挤压ZK31镁合金室温力学性能的影响

研究了Yb对挤压ZK31镁合金的组织与力学性能的影响。结果表明:添加1.0wt%Yb能显著提高ZK31镁合金的综合力学性能,提高合金强度的主要原因是抑制挤压过程中的动态再结晶(DRX),细化ZK31镁合金加工态晶粒(<5μm),给随后的热处理带来有利的影响。ZK31+1.0Yb合金挤压后直接进行423K×24h时效处理与挤压态相比,可同时提高强度和塑性,获得最佳力学性能:σb=313MPa,σ0.2=293MPa,δ=19.1%。     

基于模糊控制的挤压铸造镁合金性能研究

采用浇注温度的不同控制方式进行了AZ80镁合金的挤压铸造,并进行了合金显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明,模糊控制可以有效细化合金的显微组织,提高合金的力学性能。与常规PID控制相比,采用模糊PID控制的挤压铸造AZ80镁合金晶粒得到细化,抗拉强度和屈服强度分别增大21、24 MPa,断后伸长率几乎不变。     

AZ31镁合金轧制变形后组织与性能研究

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5 m/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280、180 MPa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镁合金轧制文献数据和本实验一系列数据的基础上,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,本实验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(RD)和横向(TD)的各向异性。     

稀土钕对AZ31B镁合金铸态组织和性能的影响

通过金相分析、扫描电镜分析及化学成分分析等测试手段,对添加不同含量稀土Nd的AZ31B镁合金的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,稀土Nd的添加,形成了高熔点、高热稳定性的Al4Nd和Mg12Nd稀土相,细化了晶粒;减少了β-Mg17Al12相的数量,改变了β-Mg17Al12相的形态;微量稀土Nd的加入可以提高AZ31B镁合金的强度和塑性,改善合金的力学性能,使其强度达到210MPa,相对于AZ31B镁合金提高了42MPa.     

微合金化对AZ31组织和力学性能的影响

研究了Ca和Zr元素对AZ31镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并探讨其化学成分与组织结构和力学性能之间的变化.结果表明,在AZ31镁合金中加入Ca后,合金的组织明显细化,晶间析出相增多,β Mg17Al12相数量减少,当Ca含量为0.37%时,在晶界上出现了新相Al2Ca相,Al2Ca相对合金有强化作用,合金的抗拉强度为190.4 MPa.当Ca含量达到1.54%时,晶粒尺寸最小为63.4 μm;采用电磁悬浮铸造技术,在AZ31镁合金中加入Zr,可以细化合金的显微组织,提高其力学性能,当Zr含量达到0.07%时,合金的抗拉强度为210.8 MPa,与铸态AZ31镁合金相比提高了19.56%,伸长率为12.9%,提高了20.56%.     

Al-5Ti-1B对AZ31合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B中间合金不同添加量对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在AZ31镁合金中添加Al-5Ti-1B中间合金有利于组织性能的改善。在试验中,添加量控制在0.5%为佳,此时,合金晶粒尺寸达到最小,约为170μm,是AZ31镁合金未添加细化剂时晶粒尺寸的30%,抗拉强度及伸长率分别达到最大。AZ31镁合金组织性能的变化主要与Al-5Ti-1B中间合金中的游离Ti和TiB2有关。     

正挤压-扭转剪切变形对镁合金组织与性能的影响

用光学显微镜、X射线衍射仪以及电子万能试验机,研究了正挤压-扭转剪切变形对AZ31、AZ61和AZ80镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,经正挤压-扭转剪切变形后,镁合金发生了显著的晶粒细化和基面织构弱化,其中：AZ61镁合金发生了充分的动态再结晶,可将晶粒尺寸显著细化至3 μm,随挤压温度的升高,晶粒有所长大,基面织构受位错脱钉作用而进一步弱化。AZ31镁合金在挤压温度为250℃时获得优良的力学性能,其压缩率和抗压强度分别高达29.2%和395 MPa     

稀土Y对挤压态AZ8O-2Sn镁合金组织和性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、x射线衍射分析(XRD)及拉伸力学性能测试等手段,研究了Y元素添加对AZ80-2Sn镁合金挤压态组织和力学性能的影响.试验结果表明,当Y添加量为0.5％时,挤压态合金的组织得到有效的细化,合金的抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为368.1 MPa和12.9％.与未添加Y的AZ80-2Sn合金相比,AZ80-2Sn-0.5Y合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别提高5.8％、5.3％和33.7％,其综合力学性能达到最优.     

挤压工艺对AZ31镁合金组织和性能的影响

研究了挤压温度和挤压速率对AZ31镁合金显微组织、耐腐蚀性能和力学性能的影响。结果表明,通过300℃下的热挤压变形,AZ31合金发生动态再结晶,合金组织比铸态时细化,耐腐蚀性能和力学性能明显提高;AZ31镁合金挤压后的组织及力学性能受挤压温度及挤压速率的影响,在本试验范围内,AZ31镁合金经过挤压温度为300℃、挤压速率为6.0 mm/s的挤压变形后得到的组织均匀细小,耐腐蚀性能和力学性能良好。     

Gd对铸态AZ31合金组织和性能的影响

研究了稀土元素Gd对铸态AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,Gd的加入使AZ31合金中出现了颗粒状和块状的Al<,2>Gd相,并使β-Mg<,17>Al<,12>相的含量减少,从而细化了AZ31铸态组织;0.8%的Gd的加入使合金的平均晶粒尺寸从约290μm减小到约140 μm,合金的强度和伸长率分别提高到210 MPa和18.3%.     

Nd在挤压态AZ31镁合金中的行为及作用

通过金相显微镜、SEM和XRD观察研究挤压态AZ31-xNd镁合金的微观组织和析出相,并测试合金的室温和高温力学性能。结果表明:Nd在合金中以Al2Nd和Mg12Nd化合物形式存在,且随着Nd量的增加,其数量增加;Nd使合金的晶粒细化、室温和高温性能提高。加入0.6%Nd的合金晶粒尺寸由未加Nd时的26μm降至约10μm,加入0.6%Nd合金的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为325MPa、247MPa和18.1%。含Nd合金的抗拉强度和屈服强度随温度升高而下降,而伸长率随温度的升高而增加。     

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。     

石墨烯增强镁合金钨极氩弧焊接接头性能

通过活性钨极氩弧焊接将石墨烯纳米片溶入AZ31镁合金中,制得石墨烯/AZ31镁合金复合焊接接头。研究石墨烯加入量对复合焊接接头组织和性能的影响。结果表明:石墨烯纳米片在Marangoni逆流的运载和电磁力的搅拌作用下,均匀分布在AZ31镁合金基体中。均匀分散的石墨烯纳米片有效地细化镁合金的晶粒组织,并显著提高其接头的力学性能。所有试样中,4~#石墨烯/AZ31镁合金复合接头的晶粒尺寸最小(约19.8μm),力学性能最优,其极限拉伸强度和显微硬度为198 MPa和68.9 HV,约为未添加石墨烯纳米片AZ31镁合金接头的190.4%和130%,同时,接头的韧性也达到最佳。因此,石墨烯纳米片的添加量在1.41%左右时,能获得性能最好的石墨烯/AZ31镁合金复合接头。     

稀土元素Pr对挤压态AZ91镁合金微观组织与力学性能的影响

利用OM、SEM和EDS研究稀土元素Pr变质对AZ91镁合金的微观组织的影响,并探究其与合金显微组织及力学性能的关系。结果表明,随着稀土元素Pr含量的增加,粗大树枝状的β-Mg_(17)Al_(12)相开始断裂,尺寸逐渐减小。当Pr添加量(质量分数)为1.0%时,粗大树枝状的β-Mg_(17)Al_(12)相断裂为短棒状。然而,当Pr含量继续增加时,β-Mg_(17)Al_(12)相尺寸又开始变大。随着Pr的添加,合金中生成条状Al_(11)Pr_3相和块状Al_6Mn_6Pr相。热挤压可以显著细化铸态AZ91镁合金晶粒,挤压后,β-Mg_(17)Al_(12)相沿挤压方向有序排列。随着Pr含量的增加,挤压态AZ91镁合金的力学性能呈现先上升后下降的趋势。当稀土元素Pr添加量为1.0%时,AZ91镁合金力学性能最佳,合金抗拉强度、伸长率、硬度较基体分别提升了20.5%,26.0%和18.5%。     

连续挤压工艺生产AZ31镁合金板材的实验研究

本文利用连续挤压技术的单、双杆进料方法试验生产了尺寸为160mm×8mm, 170mm×4mm和160mm×3mm的AZ31镁合金板材。分析了单、双杆进料方式,不同宽厚比和不同挤压速度等条件对镁合金板材横截面微观组织及力学性能的影响。讨论了应用双杆进料连续挤压工艺生产AZ31镁合金宽薄板的工艺可行性。结果表明：与单杆进料相比,双杆进料方式的连续挤压AZ31镁合金板材横截面微观组织均匀性较好,板材平均抗拉强度可达到239MPa,平均延伸率为15%。宽厚比由20增加到53,可获得5μm细化晶粒的镁合金板材。随挤压轮转速提高,板材抗拉强度降低,是由于温度升高会导致晶粒尺寸变大。     

含铈的Mg-Al-Zn系镁合金显微结构及组织性能研究

选择AZ31、AZ61和AZ91镁合金,通过加入不同含量的铈元素,系统研究了铈元素对镁-铝-锌系镁合金的热变形行为、相组成、微观组织结构和力学性能的影响.实验表明,添加Ce元素后,形成的Al4Ce对合金有强化作用,但其铸态组织仍然粗大,需要经过轧制及退火,合金组织才能得到改善.力学性能测试结果表明,随Ce含量的增加,轧制态合金强度上升,伸长率有所提高.添加铈的8#合金有最高的强度,轧制态,其抗拉强度为350 MPa,屈服强度为274 MPa,伸长率为6.2％;退火后,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为306.1 MPa、201.4 MPa和18.7％.     

挤压温度对汽车用AZ91镁合金组织与力学性能的影响

利用电子显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等研究了不同挤压温度对AZ91镁合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在320～410℃,AZ91镁合金挤压后发生了不同程度的动态再结晶。与铸态合金相比,不同温度挤压后AZ91镁合金的强度和伸长率均明显提高。370℃挤压的AZ91镁合金晶粒最为细小。390℃挤压的镁合金动态再结晶较为充分。410℃挤压的试样组织晶粒变得粗大且不均匀。370℃挤压的AZ91镁合金综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到346、253 MPa和12.6%。     

AZ31镁合金不同温度挤压后组织性能研究

研究不同模具温度挤压变形对细晶AZ31镁合金力学性能和织构演变的影响.结果表明,挤压变形显著地细化AZ31镁合金的晶粒,大幅度地提高了材料的抗拉强度和屈服强度,而材料的延伸率变化不大.室温挤压时,材料的抗拉强度和屈服强度分别为322和233 MPa,延伸率为21%.随着模具温度的升高,变形后材料组织中的大角度晶界所占的比例逐渐变大,表明挤压过程中的动态再结晶越来越充分.挤压变形后,形成{0002}基面环形织构,织构强度较原始状态显著减弱.通过综合分析材料的力学性能以及织构分布,发现AZ31镁合金的力学性能取决于材料的晶粒大小与织构分布.