中高应变速率轧制AZ31镁合金的边裂、组织与性能

对铸态AZ31镁合金进行温度350～450℃、平均应变速率为2.26～8.3 s~(-1)的中高应变速率轧制,研究轧制后镁板的边裂和组织性能。研究结果表明:随着平均应变速率增加,轧制边裂得到改善;轧后镁板室温拉伸断裂方式具有韧-脆性断裂向韧性断裂转变的趋势,在拉伸断口中观察到拉长形孔洞和夹着韧窝的层状结构;镁合金抗拉强度受细晶强化和孪晶强化的共同作用,建立了考虑细晶强化和孪晶强化叠加的本构关系。     

复合变形应变状态对AZ31镁合金组织性能的影响

分析了压痕-压平复合变形工艺特点及应力与应变状态。研究了压痕-压平复合变形时应变状态对镁合金材料孪晶组织的影响。结果表明,应变状态是镁合金材料产生孪晶的主要因素。拉伸变形区的组织产生了少量的孪晶,晶粒细化不明显;压缩变形区的组织产生了很多细小的压缩孪晶,晶粒细化明显。压痕-压平复合变形产生了压缩变形→孪晶组织形成→发生动态再结晶→孪晶消失→晶粒细化的组织演变过程,形成分布均匀的细小的晶粒组织,从而使镁合金板料的组织性能得到有效改善。压痕-压平复合变形使镁合金板材的形核率的增加速率大于晶粒长大率的增加速率,发生了完全动态再结晶后,晶粒得到进一步细化。     

铸态AZ31B镁合金热变形研究

以铸态AZ31B镁合金材料为基础,采用Gleeble-1500D热变形模拟试验机对铸态AZ31镁合金在250、300、350、400℃,应变速率0.005、0.05、0.5 s-1条件下的再结晶行为进行研究,建立了热变形方程,再结晶运动学模型、晶粒尺寸模型。结果表明:在较高温度或较低应变速率下可得到较为细小的晶粒,从而对减小晶界处的孪晶位错密度,为后期轧制铸轧镁板生产过程中降低边裂产生的概率提供依据。     

脉冲电流轧制对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

对比研究脉冲电流轧制工艺与温轧工艺对AZ31镁合金板材的力学性能、织构、微观组织与沉淀相等方面的影响。结果表明：脉冲电流具有促进冷轧AZ31镁合金低温再结晶能力的作用。脉冲电流轧制后的镁合金板材组织由细小的等轴再结晶粒与析出相构成,没有发现孪晶组织,并且完全再结晶,原始晶粒均被细小的再结晶晶粒取代,再结晶晶粒内的位错密度低。而温轧镁合金组织则由稍拉长变形孪晶、粗大的再结晶晶粒和析出相构成,再结晶的晶粒内位错密度高。两种轧制方式下的镁合金析出相均为Mg17Al12。脉冲电流轧制后镁合金的织构具有典型基面织构的特征,而脉冲电流轧制镁合金的织构则出现横向偏转;脉冲电流轧制后镁合金的屈服强度与伸长率均比温轧镁合金的大,但抗拉强度正好相反。     

基于数学模型的变形镁合金AZ31B热力学及动态再结晶

以铸态AZ31B镁合金为研究对象,分别在应变速率为0.005 s-1、0.05 s-1、0.5 s-1,变形温度在300℃、350℃、400℃的条件下,采用热变形模拟实验机对铸态合金进行再结晶行为研究,建立并验证了热变形本构方程、再结晶热力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。研究表明,晶粒在较低应变速率和较高变形温度下更细,减小了晶界处孪晶位错密度,也为降低后续轧制时边裂现象发生的概率提供了依据。     

AZ31镁合金的热塑性变形行为及组织演化

采用Gleeble-3800热模拟软件对退火后的AZ31镁合金的热塑性变形行为和组织演化进行研究。AZ31镁合金压缩温度为100～400℃,应变速率分别为0.001、0.1、10 s~(-1),压缩变形量为50%。研究了变形温度和应变速率对AZ31镁合金变形行为的影响。分析了镁合金的组织演化和断口形貌。结果表明,AZ31镁合金的最大应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小。在较低温度(100℃)和应变速率(0.001 s~(-1))下,组织是不均匀的,由细晶粒和粗晶粒以及一些孪晶组成。将温度提高到200℃,微观组织内大部分晶粒非常细小,动态再结晶发生得更为完全。继续提高温度到300℃以及400℃,晶粒有粗化的趋势。随着应变速率增加到0.1 s~(-1)和10 s~(-1),动态再结晶在300℃完全发生。     

AZ31镁合金再结晶退火的准原位EBSD研究

对AZ31镁合金热挤压板进行室温轧制(形变量为8%)后,利用背散射衍射技术原位(in-situ EBSD)观测了轧制试样中不同类型的孪晶组织在再结晶退火过程中的取向演变。结果表明:退火过程中拉伸孪晶区域形成尺寸相对粗大的再结晶新晶粒,再结晶晶粒取向与拉伸孪晶的取向较为接近;压缩孪晶/双孪晶区域形成了细小的再结晶晶粒,再结晶晶粒偏离基面取向。孪晶再结晶显著影响镁合金在退火过程中的织构演变,轧制样品中,拉伸孪晶再结晶使得基面织构强度增强,压缩孪晶再结晶则可以在一定程度上弱化镁合金的基面织构。     

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。     

AZ91D镁合金屑的固相再生(英文)

利用固相再生技术回收利用AZ91D镁合金屑,具体工艺为先冷压再热挤。结果表明:制备的AZ91D镁合金具有较好的力学性能且晶粒明显细化。在热挤出过程中发生了动态再结晶,且动态再结晶组织受到热挤温度和应变速率的影响,在300-350 °C下基面滑移和孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒产生,形成"项链"组织;在 350-400 °C下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高于400 °C时位错攀移控制了整个动态再结晶过程,形成均匀的再结晶组织。随着应变速率增加AZ91D镁合金力学性能增大,改善了材料的力学性能,但应变速率过大,制备试样表面出现裂纹,影响材料的力学性能。     

中等应变速率轧制制备多尺度混晶镁合金工艺及组织性能

为了研究中等应变速率轧制下AZ31镁合金的组织演变过程和力学性能，获得同时提升强度和塑性的优良轧制工艺，对均匀化铸态AZ31镁合金进行平均应变速率分别为1.9 s^-1、4.8 s^-1和7.8 s^-1，变形温度分别为370℃、410℃和460℃，下压量为75%的中等应变速率轧制，并构建嵌入式混晶结构的增塑模型。结果表明：中等应变速率轧制可制备多尺度混晶镁合金板材，410℃时可形成粗晶镶嵌在多层细晶中的嵌入式结构组织，在(410℃、4.8 s^-1)时可形成细晶、中等晶粒和粗晶占比均匀并夹极少量超细晶和粗大晶粒的嵌入式结构组织；在410℃时轧制板材具有较好的强度和塑性匹配，尤其是在(410℃、4.8 s^-1)时的轧制板材强度和塑性最为均衡，抗拉强度达279.4 MPa、伸长率达21.2%；相较于高应变速率轧制的细晶镁合金轧板，中等应变速率轧制的多尺度混晶组织镁合金轧板的强度明显提高，最大提高了19.7%，伸长率亦有提高；在410℃时轧制板材以韧性断裂为主，其他以韧-脆性断裂为主；微观...     

汽车用AZ31镁合金板材轧制工艺研究

采用光学显微镜(OM)、硬度测试等手段研究了轧制温度和压下率对AZ31镁合金铸轧板材显微组织和硬度的影响。结果表明:轧制温度350℃和总压下率72%轧制的AZ31镁合金试样组织中有大量孪晶出现,细小的再结晶晶粒分布在孪晶内部和α相晶界处,将大尺寸晶粒分割成较小晶粒,未发生再结晶的晶粒明显发生扭曲变形,组织得到明显细化。在350～410℃,随着轧制温度的升高,AZ31镁合金试样平均晶粒尺寸逐渐增大,试样硬度逐渐降低。轧制温度350、380、410℃,总压下率72%时,试样的硬度分别为86.6、84.7、79.5HV。     

AZ31镁合金高应变速率轧制边裂及力学性能各向异性

在300~400 ℃对铸态AZ31镁合金进行平均应变速率为10~29 s^-1的高应变速率轧制,研究轧制后镁板边裂、组织及力学性能的各向异性。结果表明:随着平均应变速率的增加,轧制边裂得到改善,350 ℃和400 ℃下边裂长度变化相比300 ℃时更加平缓;晶粒尺寸在温升和应变速率综合作用下并不随平均应变速率的增加而减小,反而出现波动;在相对较低的应变速率下,由于组织中长条形晶粒的存在,导致板材的各向异性明显;随着平均应变速率的增加,长条形晶粒减少,再结晶完全,组织趋于均匀,轧板的各向异性得到改善;轧板拉伸断口中可观察到撕裂棱和韧窝,以韧性断裂方式为主。     

挤压态镁合金板材复合变形过程中的孪晶组织演变规律

采用扫描电镜(SEM)研究了挤压态镁合金压痕—压平复合变形过程中动态再结晶及孪晶组织演变规律。结果表明:在镁合金压痕—压平复合变形过程中,随着复合变形系数和变形温度的增加,AZ31镁合金的孪晶数量逐渐增多,动态再结晶程度增大,晶粒细化效果明显。动态再结晶的主要形核之处是原始晶粒的晶界处,动态再结晶新晶粒产生于原始晶粒的晶界处,且形状为典型的项链状结构,孪晶界也是动态再结晶的有利形核位置。在压痕-压平复合变形过程中,较低的变形温度和较大的变形程度有利于孪晶组织的形成,且孪晶组织容易出现在大晶粒内部。     

高速冲击载荷下预压缩AZ31镁合金的退孪生行为与动态力学性能

为研究高应变速率冲击载荷下预压缩轧制态AZ31镁合金的退孪生行为与动态力学性能,将原始试样沿轧制方向（RD）进行真应变为4%的准静态预压缩,引入大量的■拉伸孪晶。利用分离式Hopkinson压杆（SHPB）装置对原始及预压缩AZ31镁合金样品沿板材法向（ND）进行应变速率为700、1000、1300和1600 s^-1的高速冲击实验,并利用EBSD技术对原始试样、预压缩试样以及不同应变速率下的冲击试样进行微观组织分析。结果表明,相比于原始试样,预压缩AZ31镁合金试样内的基面织构强度明显减弱并形成c轴与RD平行的孪晶织构,由于拉伸孪晶界对母晶粒的分割作用使得平均晶粒尺寸明显降低。预压缩AZ31镁合金试样沿ND高速冲击时的主要变形机制为退孪生,随着冲击应变速率的增大,孪晶织构逐渐恢复至初始的强基面织构,孪晶面积分数和孪晶平均厚度均逐渐降低,平均晶粒尺寸逐渐增大。此外,沿ND冲击原始试样相比于预压缩试样具有更高的强度和更低的塑性,且在塑性变形过程中预压缩试样呈现出更加明显的应变速率敏感性。     

轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响

在不同轧制温度对AZ31B镁合金薄板进行了温轧,对不同厚度板带的边裂和显微组织进行了观察和分析。通过轧制试验研究了轧制温度对AZ31B镁合金薄带的边裂和显微组织的影响。结果表明:镁合金薄板温轧边裂是由剪切变形引起的。随着轧制温度的升高,裂纹的深度和间隔都大幅度减小,孪晶数量减少,晶粒尺寸增大。在220℃轧制能够有效抑制边裂的产生,并得到较为理想的晶粒组织。     

AZ31镁合金热轧变形的动态再结晶机制

在轧制温度603~703 K、轧制压下量20%~40%、应变速率4~16 s-1下对AZ31镁合金进行轧制变形,研究轧制压下量、应变速率和变形温度对AZ31镁合金变形组织的影响,分析了镁合金的动态再结晶机制。结果表明：应变速率和变形温度不仅影响动态再结晶进行的程度,而且能够改变再结晶的方式或形核机制。当轧制应变速率= 13.9 s-1,变形温度T=603 K时,再结晶方式为孪生动态再结晶;变形温度升高到703 K时,沿晶界有链状新晶粒出现。当变形温度T= 673 K,应变速率= 11.35 s-1时,再结晶方式以孪生动态再结晶为主;应变速率降低到= 4 s-1时,再结晶方式以旋转动态再结晶为主。     

AZ31镁合金铸轧和常规轧制板拉伸变形的组织演变

采用Gleebe-1500D热模拟试验机对AZ31镁合金铸轧板和常规轧制板进行了等温拉仲试验,变形温度为150～400℃,应变速率为3X10-6～3×10-1 s-1.研究了AZ31镁合金铸轧板和常规轧制板在不同变形条件下的组织演变.结果表明,两种板低温变形后的组织主要包括被拉长和破碎的晶粒以及孪晶.随着变形温度的升高,AZ31镁合金开始发生动态再结晶.铸轧板高温低应变速率变形条件下晶界滑移引起的空洞尺寸、体积分数和密度均大于常规轧制板.再结晶晶粒尺寸和参数Z呈幂律关系.     

孪晶界对AZ31镁合金静态再结晶的影响

对铸态AZ31镁合金进行不同变形量的锻造或压缩室温变形,然后经过不同温度和时间的退火保温,研究孪晶界对合金静态再结晶过程的影响。结果表明,锻造产生的孪晶较短且取向错乱,而压缩变形产生的孪晶则较狭长,同取向的孪晶大量聚集、平行排列,这与锻造和压缩两种变形方式的形变速率不同有关。退火保温实验结果表明,在相同条件下,锻造变形镁合金孪晶处比压缩变形镁合金孪晶处更易发生再结晶。研究不同孪晶处的形核方式,提出低温"孪晶界凸出形核"机理,发现某些孪晶变体即二次孪晶处并不是优先形核的位置,这与经典的孪生形核理论的观点不同。     

AZ31镁合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

采用空气锤对AZ31合金在350℃以Δε=0.22的道次应变量进行1~12道次多向锻造变形,并对其组织和性能进行测试。结果表明:合金高应变速率多向锻造(HSRTF)组织演变分为两个阶段,累积应变∑Δε<1.32时为晶粒细化阶段,其主要机制为孪晶再结晶;累积应变∑Δε>1.32时为晶粒长大阶段,其主要机制为热激活长大。利用大量的孪晶对再结晶的促进作用,高应变速率多向锻造工艺可快速生产细晶粒高性能AZ31变形镁合金锭坯,累积应变∑Δε=1.32时,可获得组织均匀、平均晶粒度为7.4μm的锻坯,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为313 MPa、209 MPa和28.6%。     

β-Mg---_(17)Al_(12)相对轧制态AZ80镁合金组织和性能的影响

通过调整均匀化时长,在AZ80镁合金中获得了具有不同分布特征的β-Mg17Al12相。利用金相显微镜、扫描电镜等分析手段,研究了β相分布特征对AZ80镁合金轧制态组织和性能的影响。研究发现,β相尺寸、形貌以及分布与AZ80镁合金轧制组织中动态再结晶行为密切相关。晶界粗大的β相利于动态再结晶的发生,并形成细晶带;而β相主要以弥散细小的颗粒在晶内存在时,细晶带发育不完全,使得许多原始晶粒形成孪晶以协调变形。在420℃下保温12h的均匀化处理更利于提高AZ80镁合金板材的综合力学性能。