AZ91D镁合金在半固态等温热处理中的组织演变

研究了未变质处理和变质处理的AZ91D镁合金在半固态等温热处理过程中的组织演变,并对其组织演变机理进行了探讨。结果表明：AZ91D镁合金在液－固相区570℃等温处理时,未变质处理的δ相由粗大的树枝晶演变为大块状,随后δ相发生熔化分离,并在半固态等温过程中演变为球状,产生相最小尺寸可达50－80μm;变质处理的初生δ相由等轴晶演变为小块状,随后进一步熔化分离为更细小的斑块,接着逐渐演变为球状组织,初生相最小尺寸可达20－60μm。等温处理时间过长时,两种组织都会发生合并长大。     

半固态等温热处理AZ91D镁合金的显微组织及压缩变形行为

研究了AZ91D镁合金半固态等温热处理后的组织及其压缩变形行为。结果表明,AZ91D镁合金经570℃×60min半固态等温热处理后,枝晶组织特征已不明显。此外,AZ91D镁合金经570℃×60min半固态等温热处理后,半固态压缩应力在压缩应变近似为0.025时达到最大值,然后随着压缩应变的增加而逐渐减小,最后几乎保持不变;进一步,其半固态压缩变形应力还随着变形温度降低或变形速率增加而增加。     

SIMA法处理AZ91D镁合金压缩形变及半固态等温组织的特征

研究了AZ91D镁合金在应变诱发熔化激活法处理过程中形变率和形变温度对组织的影响.结果表明: 形变温度为280℃时, 随着形变率增加, 部分枝晶臂逐渐伸长, 枝晶破断现象加剧; 形变率为20%时, 随着形变温度的提高, 组织的形变方式逐渐由以枝晶断裂为主转变为带有方向性的弯曲.AZ91D合金在580℃等温10min所获得的半固态组织, 随着形变率增加, 球状晶粒尺寸减小, 圆整度提高; 随形变温度的提高, 固相颗粒的偏聚现象减轻.     

等温热处理对AZ91D+Ce镁合金半固态组织的影响

研究了等温热处理对AZ91D+Ce镁合金半固态组织的影响,获得了较理想的球状或类球状晶粒组织。结果表明,在等温热处理的过程中,加入稀土Ce会阻碍原子向固相粒子聚集和结合,抑制固相颗粒的长大,形成细小圆整的半固态组织。随等温热处理温度的升高,原子活动能力增强,熔化速度加快,液相量增加,固相颗粒尺寸先减小后增大。在等温初始阶段,熔化对初生固相颗粒尺寸起决定作用,使得颗粒尺寸减小。但是,随等温时间的进一步增加,由于合并粗化和Ostwald熟化的作用,固相颗粒开始长大。     

等温热处理对AZ91D半固态挤压铸造成形的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺对AZ91D镁合金半固态挤压成形的影响.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,并能进行半固态挤压成形.AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570 ℃左右,保温时间25～35 min,或加热温度580 ℃左右,保温时间10～20 min.     

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。     

Sr细化AZ91D合金部分重熔过程的组织演变

研究了添加微量Sr细化的AZ91D镁合金部分重熔过程中的组织演变.考察了加热温度和等温时间对合金初生相形态和尺寸的影响.结果表明:添加质量分数为0.1%的Sr,在610℃浇注的AZ91D镁合金部分重熔后,可以获得初生相为球状或粒状的非枝晶半同态合金,基本具备触变过程所需要的组织状态;等温时间一定时,随着重熔温度提高,半固态组织球化过程加快,但加热温度过高,试样表面有大量液相渗出,并在自重作用下严重变形;当重熔温度一定时,随等温时间延长,初生相变得愈加膪l整,但等温时间过长,初生相有长大倾向.     

加热工艺对AZ91D镁合金部分重熔组织的影响

提出半固态金属坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续等温保温的二次加热工艺。采用该工艺对晶粒细化AZ91D镁合金坯料进行部分重熔,研究了其组织演变规律,并与等温二次加热工艺进行比较。结果表明,与等温二次加热工艺相比,坯料先在液相线以上温度适当加热再降低温度至两相区温度继续保温,坯料重熔速度明显加快,相同加热时间时,晶粒更加细小和圆整。组织演变机理分析表明,加快液相形成速度可适当抑制晶粒的合并,降低晶粒长大速度,并促进晶粒球化。     

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.     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在该试验条件下,当电磁搅拌频率小于50Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整,分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利于获得较理想的半固态组织.     

AZ91D镁合金半固态挤压铸造的研究

研究了AZ91D镁合金在不同半固态温度下的挤压铸造。结果表明：半固态等温热处理可以将金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形。AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570℃左右,保温时问25～35min,或加热温度580℃左右,保温时问10～20min。     

AZ91D半固态流变压铸成形的研究

采用双螺杆机械搅拌方式制备半固态浆料；研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形工艺。结果表明：压射压力在40～50MPa，压射充型速度在10～15m／s内，固相率在10％～60％的浆料都能流变压铸成薄壁圆形铸件；半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度、伸长率分别提高37％、44％，并可施以热处理，进一步提高性能，易于实现“净近成形”。     

新SIMA法制备AZ91D半固态坯

利用等径道角挤压试验、半固态等温处理试验、金相显微镜、SEM等试验方法和分析设备，对经过等径道角挤压的AZ91D镁合金在等温处理过程中的微观组织演变进行了研究。通过研究，提出了新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法。新SIMA法制备的半固态坯料的微观组织均匀，晶粒球化程度好，晶粒细小，平均晶粒尺寸在20—50μm之间。随着保温时间的延长，新SIMA法制备半固态坯料的微观组织有长大的现象，其可用Ostwald熟化理论描述。随着等温处理温度的升高，晶粒的尺寸先增加后减小，形状系数接近1。随着材料在ECAE中获得的等效应变的增加，半固态坯料的晶粒尺寸减小。     

铸造工艺对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响

研究了金属型、湿砂型和干砂型对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响.结果表明:增加冷却速率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、共晶熔化和部分初生相的熔化和球化完成三个阶段,不同熔化阶段时,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.     

Al—Ti—B对AZ91D镁合金半固态等温热处理组织的影响

通过对等温热处理温度和保温时间等工艺参数的控制,研究变质剂Al-Ti-B对AZ91D镁合金半固态等温热处理组织的影响.结果表明:随着等温时间的延长,未变质处理的镁合金组织将由树枝晶变成近球状组织,变质处理的镁合金组织将由树枝晶变成细小的球状组织,都将逐渐的合并长大.保温温度越高,半固态重熔和a相演变过程越快,粗化长大后,晶粒间的合并现象越严重;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.但经过Al-Ti-B变质处理,其组织越细,越易获得良好的非枝晶组织,需要热处理的时间越短或温度越低.     

半固态AZ91D镁合金浆料的流变压铸过程数值模拟

在半固态AZ91D镁合金浆料表观粘度试验数据拟合的基础上,建立了半固态AZ91D镁合金浆料的表观粘度触变模型,并对AZ91D镁合金浆料在连杆型腔中的充填过程进行了模拟.模拟结果与实际充填结果符合,说明建立的AZ91D镁合金浆料表观粘度触变模型正确可行.模拟优化了连杆压铸件的压铸工艺,合适的压铸工艺参数为:浆料成形温度在590℃以上,内浇道充填速度为2.7 m/s,压射比压在40 MPa以上.     

半固态等温热处理对ZA12合金组织和性能的影响

将初生相为枝晶形态的常规ＺＡ１２合金铸锭重新加热到半固态进行等温热处理，可获得具有良好触变性的非枝晶组织合金。文中对半固态热处理工艺参数与显微组织之间的关系进行了研究，并对铸态和经过半固态热处理的两种材料的半固态形性能以及成形制品的力学行为进行了试验对比。结果表明，经适当工艺热处理后，ＺＡ１２合金可以实现半固态成形，不仅成形抗力低，液相偏析少，且提高了制品的力学性能。     

Microstructures of AZ91D alloy solidified during electromagnetic stirring

With the help of an electromagnetic stirring device self-made and alloy melt quenching technology, the effect of electromagnetic stirring parameters on the microstructures of semi-solid AZ91D alloy was mainly studied at the stirring frequency of 200 Hz. The experimental results show that when the stirring power rises, the primary α-Mg rosettes in the semi-solid melt will bear stronger man-made temperature fluctuation and the root remehing effect of the dendritic arms is promoted so that the spherical primary α-Mg grains become much more and rounder. If the stirring frequency is 200 Hz, the ideal semi-solid microstructure of AZ91D magnesium alloy can be obtained when the stirring power is increased to 6.0 kW. If the stirring frequency is 200 Hz and the stirring power is 6.0 kW, it is found that the lower cooling rate is favorable for the spherical primary α-Mg grains to be developed during the electromagnetic stirring stage. If the AZ91D magnesium alloy billet prepared during electromagnetic stirring at the stirring frequency of 200 Hz and the stirring power of 6.0 kW is reheated to the solidus and liquidus temperature region,the primary α-Mg grain‘s shape will get more spherical, so it is very advantageous to the semi-solid thixoforming process     

工艺参数对半固态AZ91D镁合金微观组织和性能的影响

通过自行设计制造的一套半固态镁合金机械搅拌装置,研究了半固态制浆工艺与组织及性能之间的关系.结果表明,半固态镁合金的力学性能随剪切速率的增大和剪切时间的延长而增加.在剪切温度570℃,剪切速率79.7s-1.剪切时间240 S就可以获得性能良好的半固态镁合金浆料.