流变铸轧AZ91D镁合金半固态组织演变特点

采用旋转管浇注法制得AZ91D镁合金半固态浆料,在水平双辊铸轧机上进行了流变铸轧试验研究,对铸轧前后组织的特点进行了分析比较.结果表明,铸轧可使初晶更加圆整,620 ℃浇注温度下,静置时间短,铸轧对初晶圆整化效果更加显著;铸轧后初晶尺寸略微减小,分布更加均匀;铸轧后薄板面上的初晶晶粒密度低于半固态浆料的晶粒密度,620 ℃浇注温度下,铸轧后晶粒密度显著下降.     

AZ91D镁合金半固态铸轧工艺因素对组织的影响

在实验室半固态铸轧试验设备上进行了镁合金半固态铸轧试验,研究了AZ91D镁合金半固态铸轧组织的影响因素。结果表明,搅拌速度、铸轧温度对半固态镁合金组织有显著的影响。过快过慢的搅拌速度都不利于半固态组织的形成,试验表明搅拌速度300 r/min最佳;铸轧温度从高到低,固相率明显从小到大。     

双辊铸轧AZ91D半固态镁合金板带试验研究

在自行设计、安装的双辊连续、水平铸轧机上进行AZ91D镁合金半固态板带铸轧试验研究，分析了镁合金半固态浆料的制备过程，在590℃左右机械搅拌5min，在550-585℃温度区间内进行铸轧。结果表明，半固态连续铸轧技术可以提高板带的塑性加工性能，细化晶粒。在380℃时进行热轧再加工，最大压下率达到46％。     

双辊流变铸轧半固态AZ91D镁合金板坯的组织和织构

采用LSPSF法制备出AZ91D镁合金半固态浆料,对其进行流变铸轧成板坯,利用金相观察、X射线衍射分析等方法对板坯的组织和织构进行了研究。结果表明,板坯中的物相主要由α-Mg和Mg17Al12组成;沿着铸轧方向(板坯纵向),由于半固态浆料中液相的流动速度比固相大,板坯纵向后端的初生相体积分数比前端更大,同时由于辊面对板坯的冷却作用,板坯的表面晶粒较芯部更细小。研究还发现,板坯横向中间位置上没有产生明显的(0002)基面织构现象,而在板坯横向边缘位置上,基体Mg锥面(101-1)与棱柱面(101-0)上所呈现的择优取向越来越明显。     

半固态镁合金铸轧试验研究

自行研究开发了一套半固态铸轧试验设备,利用该设备可以获得半固态浆料,并进行半固态铸轧成形。试验研究了AZ91D镁合金半固态铸轧成形过程,观察了样品的微观组织形貌。结果表明,镁合金半固态铸轧可以改善镁合金高温铸造的安全防护和镁合金变形困难需要较大变形力的现状。     

应变诱发AZ91D镁合金半固态组织形态及形成机理

采用应变诱发方法制备了AZ91D镁合金半固态材料。考察了变形率、温度、保温时间对固相体积分数、组织形态以及晶粒尺寸的影响。结果表明：在冷变形条件下.于570℃保温一定时间后。可制备出固相体积分数最小达55％的镁合金半固态材料。分析讨论了AZ91D镁合金半固态组织的形成机理。在热处理过程中，组织发生再结晶，而冷变形程度对再结晶的组织有显著影响。     

半固态AZ91D镁合金的压缩变形研究

利用Gleeble 1500热模拟机对半固态AZ91D镁合金的变形规律进行了研究．结果表明：当应变速率相同时,变形温度越高,半固态AZ91D镁合金试样的变形应力就越低;当应变速率和变形温度相同时,半固态球状晶试样的压缩变形应力明显低于枝晶试样的压缩变形应力;变形量对半固态压缩试样的应力一应变关系的影响很小．当应变速率为0．1,10s^-1和变形温度为48m-556℃时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为3—17．13MPa和6—31．6MPa．当变形温度为508℃和应变速率为0．01—20s^-1时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为4．78-9．09MPa和7．87-26．21MPa。     

半固态AZ91D镁合金的触变性

利用Couette型同轴双桶流变仪，对等温搅拌和重熔加热的半固态AZ91D镁合金浆料的触变性能进行了研究．实验结果表明：经过连续降温和等温搅拌，半固态浆料的表观粘度逐渐降低，并达到一个稳态值；此时，若停止搅拌剪切，并经过某一时段的等温静置，再次在某一剪切速率下搅拌时，半固态浆料的表观粘度会突然升高，然后再迅速降低，最后到达一个稳态值，呈现出典型的剪切变稀特性；延长静置时间、或增加固相分数、或降低剪切速率，再次剪切搅拌时，半固态浆料到达稳态表观粘度的时间随之增长，同时稳态表观粘度值也相应增大；重熔加热后的半固态浆料的稳态表观粘度比相同固相分数的等温搅拌的半固态浆料的稳态表观粘度低；随重熔加热保温时间的延长，半固态浆料的稳态表观粘度逐渐降低，当稳态表观粘度达到最低值后，随重熔加热保温时间的延长，稳态表观粘度又逐渐增大．     

铸轧半固态镁合金组织特点

在试验室半固态铸轧试验设备上，进行了镁合金半固态铸轧试验，发现铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前组织中初生固相颗粒形状不规则，有枝晶的痕迹；然而铸轧后组织中初生固相颗粒形状非常圆整，接近球形；铸轧对半固态组织具有圆整化的作用，可能是通过固液两相相对流动、摩擦消除尖角而圆整化，或者固相颗粒翻滚、破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。另外在不同的工艺条件下，半固态铸轧镁合金板带组织在表面和心部有不同的表现，厚板带显微组织会出现偏聚，即表面层是激冷微细等轴晶区，心部是半固态组织；而薄板带组织非常均匀，没有偏聚。     

AZ91D镁合金的半固态加工研究

研究了AZ91D镁合金热挤压坯料在二次加热过程中的组织演化，探讨了AZ91D合金在二次加热过程中液相产生的机理，给出了液相体积分数与再结晶组织的关系。试验证明：提高二次加热的升温速度可以细化再结晶晶粒，增加一定条件下的液相体积分数，从而改善合金坯料的触变性能。采用半固态工艺压铸了汽车空压机连杆，对压铸件进行了质量评价。     

铸轧对半固态镁合金组织的影响

实验研究了镁合金半固态铸轧的组织。铸轧试验是在一台自制的铸轧试验机上进行。试验结果表明,铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前的半固态镁合金是由机械搅拌制备,组织中先结晶的固相颗粒形状不规则,有枝晶的痕迹;然而铸轧后组织中,先结晶的固相颗粒形状变得非常圆整,接近球形。基于试验结果,提出了半固态铸轧对一次相颗粒的圆整化机制。认为铸轧对半固态组织的圆整化作用是通过固液两相相对流动摩擦消除尖角而圆整化或固相颗粒翻滚破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。此外,在一定的工艺条件下,凝固的金属在进一步的轧制变形中,圆整的球形一次相颗粒被轧制变形,变成为椭球状。     

Reheating microstructure of refined AZ91D magnesium alloy in semi-solid state

By means of equal channel angular extrusion (ECAE) test, upsetting test and metalloseope, reheating mierostruetures of raw casting ingots, materials prepared by SIMA and materials extruded by ECAE in semi-solid state were investigated. The results show that compared with those of raw casting ingots and materials prepared by SIMA, reheating microstrueture of materials extruded by ECAE is the best and the final grain size is the finest. With increasing holding time, a growing phenomenon occurs in reheating microstrueture of materials extruded by ECAE, which can be described by Ostwald ripening law. The average grain size increases firstly, subsequently decreases and the shape factor of grains approaches to 1 as the reheating temperature increases. With increasing equivalent strain, the average grain size decreases. This demonstrates that reheating material extruded by ECAE technology is a good method to prepare AZ91D magnesium alloy semi-solid billets.     

等温热处理工艺对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响。结果表明 ,半固态等温热处理可以将普通金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织 ,其演变过程为 :在升温过程中晶界处部分γ相先发生溶解 ,随着温度的升高 ,剩余的γ相开始熔化 ,继而δ相也发生熔化 ,并在等温处理中逐渐演变为球状 ;保温温度越高 ,半固态重熔和δ相演变过程越快 ,保温温度过高或保温时间过长 ,试样易发生变形 ,同时 ,球状晶粒也容易趋于长大。AZ91D镁合金半固态成形所需的最佳工艺条件为加热温度 5 70℃左右 ,保温时间 2 5～ 35min ;或加热温度 5 80℃左右 ,保温时间 15～ 2 0min。     

半固态镁合金AZ91D变形行为研究

对应变诱发法制得的半固态镁合金AZ91D坯料进行了单向压缩实验,研究了不同工艺参数对半固态镁合金的压缩流变应力的影响。流变应力不仅是变形量和变形温度的函数,而且是应变速率的函数,由此采用回归分析法建立了能综合反映热力参数对流变应力影响的半固态AZ91D合金的粘塑性本构方程,为半固态触变成形的数值模拟奠定了理论基础。     

Microstructure of electromagnetic stirred semi-solid AZ91D alloy

The microstructures of semi-solid AZ91D alloy stirred by rotationally electromagnetic field were studied.The shape of primary α-Mg phase is dendrite under conventional solidification condition and the primary α-Mg grains are changed to the fine rosette-like or granular grains under electromagnetic stirring condition. If the electromagnetic stirring frequencies are low, there are a large amount of fine rosette-like primary α-Mg grains and the fine rosettelike primary α-Mg grain in two dimensions belongs to a single grain in three dimensions; there are also many spherical primary α-Mg grains, they may belong to a single grain in three dimensions and the orientation differences of the grains between them are very small. If the electromagnetic stirring frequencies are high, a lot of the fine rosette-like primary α-Mg grains disappear and are converted into granular grains, and moreover, most of these granular grains belong to different grains in three dimensions.     

Corrosion behaviour of high pressure die-cast and semi-solid cast AZ91D alloys

The microstructure and the corrosion behaviour of high pressure die-cast and semi-solid cast AZ91D magnesium alloys have been investigated. Semi-solid processing leads to a structure with large rounded grains of a solid solution of magnesium (α phase) whereas die-cast alloys are more homogeneous. Electrochemical measurements, particularly with impedance spectroscopy, have shown that the semi-solid cast alloy possesses a corrosion rate at least 35% below that of the die-cast alloy. This can be explained with considering the differences between the composition of the primary α phase and the volume fraction of the β phase, in the two types of alloy.     

原始组织对半固态AZ91D镁合金重熔行为的影响

采用水淬法研究了具有5种不同凝固组织的AZ91D镁合金半固态熔化过程的行为.结果表明:增加冷却速率、预变形处理和晶粒细化有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化.原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化;冷却速率越大或预变形处理以后的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并.提出半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化及部分初生相的熔化和球化完成3个阶段,不同熔化阶段的控制性因素不同.熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关.     

热压制工艺回收AZ91D镁合金屑的半固态组织演变(英文)

以从机械加工现场直接收集的AZ91D镁合金屑料为原料,采用热压制工艺再生制备半固态加工所需的坯料,研究二次加热过程中的半固态组织演变。结果表明,半固态组织演变可分为三个阶段:Mg17Al12相的溶解和Al原子的扩散,高溶质含量区域的熔化和固相颗粒的生成,固相颗粒的球化和长大。同时,在固相颗粒内部形成大量的嵌入式液滴。这种嵌入式液滴的数量和尺寸随着保温时间的变化而变化。随着保温时间的延长,固、液两相最终达到动态平衡,固相率不再发生变化。由于界面能降低和界面张力的作用使固相颗粒尺寸逐渐增大,并且越来越圆整。     

Effects of SiCp on microstructures of semi-solid extruded AZ91D magnesium alloys in recrystallization process

AZ91D and 8.5vol.% SiC_p/AZ91D magnesium matrix composites were fabricated by a semi-solid extruded processing method,and treated with solution and aging heat treatment.The effects of SiC_p on the microstructures of the semi-solid extruded AZ91D magnesium alloy during recrystallization were studied by observing and analyzing the microstructure evolution during extrusions and heat treatments.The results show that the addition of SiC_p inhibits the dynamic recrystallization of AZ91D during the semi-solid extrusion with only 26% of the volume fraction of recrystallization.Furthermore,the addition of SiC_p refines the sizes of grains and second phases,and upgrades the volume fraction of second phase.After solution and aging treatment,the recrystallization continues,and the addition of SiC_p promotes the recrystallization and the recrystallized microstructure is much more stable.Meanwhile,the sizes of grains and second phases continue to be refined,and the volume fraction of second phases continues to increase.