搅拌摩擦加工工艺对AZ31镁合金显微组织与拉伸性能的影响

利用搅拌摩擦加工技术,研究了不同工艺对AZ31镁合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:当进给速度为200、400 mm/min、搅拌针转速低于1000r/min时,AZ31镁合金的显微组织由于发生动态再结晶,获得了均匀细小的等轴晶,平均晶粒尺寸小于7μm。随着搅拌针转速提高,该合金显微组织不断粗化。与母材相比,经搅拌摩擦加工后,AZ31镁合金的应变强化效应明显增强,塑性明显提高,但屈服强度有所降低。采用搅拌速度600 r/min、进给速度400mm/min,工艺FSP处理后,该合金获得了最佳的综合力学性能。     

搅拌摩擦加工处理对Mg-3Li-1Y合金组织与性能的影响

控制不同的工件进给速度与搅拌头旋转速度对Mg-3Li-1Y合金进行搅拌摩擦加工处理。结合合金显微组织分析与拉伸试验,研究搅拌摩擦加工工艺对Mg-3Li-1Y合金组织与性能的影响。试验结果表明,通过搅拌摩擦加工处理,Mg-3Li-1Y合金的显微组织明显细化并且力学性能明显提高。在工件进给速度相同时,搅拌头旋转速度越低,晶粒越细小;在搅拌头旋转速度相同时,工件进给速度越快,晶粒越细小。当搅拌头旋转速度U=400 r/min,进给速度V=150 mm/min时,Mg-3Li-1Y合金有最好的力学性能和晶粒细化效果。     

纳米SiC_p增强AZ91复合材料的热压缩变形行为

利用Gleeble-3500热模拟机对搅拌摩擦加工制备的纳米SiC_p增强AZ91复合材料在200、300、400℃,0.005s-1和0.1s-1条件下进行高温压缩变形。结果表明,利用搅拌摩擦加工方法制备的纳米SiC_p增强AZ91复合材料,组织均匀、晶粒细小,其高温压缩应力-应变曲线呈现明显动态再结晶特征,温度越低、应变速度越大,流变应力越大,但其流变峰值应力及峰值应变均比同条件下变形时未添加SiC_p的AZ91合金低,表现出比AZ91合金更好的高温塑性变形能力。     

半连续铸造AZ31B镁合金的热压缩变形行为

针对半连续铸造的AZ31B镁合金,采用Gleeble-1500热/力模拟机在变形温度为473～723 K、应变速率为0.01～10 s-1、最大变形量为80%条件下进行热/力模拟研究;结合热变形后的显微组织,分析合金力学性能与显微组织之间的关系。结果表明:当变形温度一定时,流变应力和应变速率之间存在对数关系,并可用包含Arrheniues项的Z参数描述半连续铸造的AZ31B镁合金热压缩变形的流变应力行为;实验合金在523 K时开始发生动态回复;随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶开始对AZ31B合金的变形行为产生明显影响,在变形温度623 K以上的各种应变速率下,AZ31B镁合金易变形。     

搅拌摩擦加工对WE43合金组织与性能的影响

采用搅拌摩擦加工工艺制备了WE43稀土镁合金,研究了旋转速度和行走速度对WE43合金显微组织和力学性能的影响,探讨了组织转变规律及其作用机理。结果表明,搅拌摩擦加工处理的WE43合金主要由α-Mg、Mg24Y5和Mg41Nd5相组成;WE43合金的最佳搅拌摩擦加工工艺为旋转速度800 r/min、行走速度600 mm/min;搅拌摩擦加工可以起到细化晶粒、破碎粗大第二相和提高合金强塑性的作用,其强化机制主要为：固溶强化、细晶强化和第二相强化。     

AZ31-O镁合金和6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织和力学性能(英文)

对3 mm厚的AZ31-O镁合金板和6061-T6铝合金板进行异种材料搅拌摩擦焊。实验中搅拌针的旋转速度为600~1400 r/min,前进速度为20~60 mm/min。结果表明,在旋转速度1000 r/min、前进速度40 mm/min的工艺条件下,可以获得无缺陷的焊接接头。组织观察发现搅拌区的晶粒尺寸要比基材区的明显小很多。在搅拌区形成了复杂的金属流动。显微硬度测试表明搅拌区的硬度分别是不均匀的。拉伸实验结果表明,接头的拉伸强度约为基材AZ31镁合金的76%,或6061铝合金的60%。接头拉伸断口SEM形貌观察表明为脆性断裂。     

冲击作用下AZ80镁合金的动态力学行为与组织变化

通过Hopkinson压杆冲击实验进行了不同应变率和不同高径比的AZ80变形镁合金的动态力学行为与组织性能研究。得出的主要结论如下:挤压态AZ80合金试样,应变率越高,合金的断裂强度和断裂应变越大,而冲击后的合金中越容易产生细化的孪晶组织。在应变率相近而高径比较小时,随应变增加应力增加幅度增大。在冲击速度相近而高径比较小时,冲击后的合金容易得到细化的孪晶组织。     

镁合金AZ31B搅拌摩擦焊研究

研究了镁合金AZ31B搅拌摩擦焊接工艺参数(搅拌头转速n、焊接速度v、焊接压力P)及搅拌头材料和形状对焊接头的影响。结果表明,采用高速钢制圆台带凹面形的搅拌头效果较好;其合适的工艺参数范围是n=950～1500r/min,v=37.5～60mm/min,P=3kN;最优工艺参数为:n=1500r/min,v=47.5mm/min,P=3kN。     

Hot Deformation Behavior and Microstructure of AZ31-1Sm Alloy Compression at Elevated Temperatures

在单向压缩热模拟试验机上对AZ31-1Sm合金在变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的热变形行为和微观组织进行研究。结果表明:AZ31-1Sm镁合金在热压缩变形时,流变应力随着应变速率的增大和变形温度的降低而增大;该合金的热压缩流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,在本实验条件下,AZ31-1Sm镁合金热热变形激活能Q为160.8 k J/mol。AZ31-1Sm易发生动态再结晶,在高变形温度和低应变速率条件下动态再结晶趋势明显,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加和应变速率的降低而增大。     

AZ31-1Sm镁合金高温压缩热变形行为和微观组织研究(英文)

在单向压缩热模拟试验机上对AZ31-1Sm合金在变形温度为300~450℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的热变形行为和微观组织进行研究。结果表明:AZ31-1Sm镁合金在热压缩变形时,流变应力随着应变速率的增大和变形温度的降低而增大;该合金的热压缩流变应力行为可用双曲正弦形式的本构方程来描述,在本实验条件下,AZ31-1Sm镁合金热热变形激活能Q为160.8 k J/mol。AZ31-1Sm易发生动态再结晶,在高变形温度和低应变速率条件下动态再结晶趋势明显,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加和应变速率的降低而增大。     

搅拌摩擦焊工艺对AZ31合金组织性能的影响

研究了焊接速度、搅拌头转速对AZ31合金搅拌摩擦焊接头显微组织和力学性能的影响,分析了焊接工艺参数的作用机理。结果表明,焊接速度过低(250 mm/min)或者搅拌头转速过高(650、700 r/min),焊核区的条带区中都会产生孔洞缺陷。随着焊接速度的增加,焊核区和热影响区的晶粒尺寸都呈现逐渐减小的趋势,合金的抗拉强度和断后伸长率都表现为先升高后降低的趋势。随着搅拌头转速的增加,焊核区和热影响区的晶粒尺寸都呈现逐渐增加的趋势,合金的抗拉强度和断后伸长率呈现先增加后减小的趋势。AZ31合金适宜的搅拌摩擦焊工艺为焊接速度400 r/min、搅拌头转速550 r/min,此时搅拌摩擦焊接头的抗拉强度和断后伸长率分别为202 MPa和5.0%,断裂位置位于后退侧热影响区。     

AZ80镁合金塑性变形行为及等温挤压过程仿真

在温度为400℃～450℃、应变速率为0.01s-1～50s-1变形条件下,研究了AZ80镁合金的塑性变形行为,讨论了变形温度及应变速率对该合金热变形行为的影响,分析了该合金管材等温挤压的有限元模拟。研究发现,AZ80镁合金晶粒大小随温度的升高而增大,随应变速率的升高而减小;在高温变形时,发生连续动态再结晶,再结晶组织相对较均匀;通过调整挤压速度2mm/s～1mm/s,使该合金挤压出口温度维持在400℃～430℃较小范围内波动,从而保证制品的组织性能和尺寸精度的稳定。     

FSP法制备细晶镁合金微观组织及其耐腐蚀性能

采用搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)技术对AZ31镁合金进行加工处理,通过金相显微镜(OM)、显微硬度计、电子万能拉伸试验机、扫描电镜(SEM)与浸泡腐蚀等手段,研究了经过FSP加工后镁合金的微观组织、硬度及耐蚀性能。结果表明,改变FSP加工参数可得到不同程度的AZ31镁合金细晶组织,力学性能较母材均有所提升;当旋转速度为750 r/min、加工速度为47. 5 mm·min~(-1)时,镁合金微观组织细化最显著,力学性能最优。FSP加工产生动态再结晶,致使晶界增多,Mg17Al12相发生固溶,使750 r/min-47. 5 mm·min~(-1)参数下的试样在3. 5wt%Na Cl溶液中的耐蚀性能有较大提升。     

AZ31B镁合金高温拉伸变形行为的研究

通过高温拉伸试验,研究了AZ31B镁合金板材在250～450℃以及应变速率0.001 s-1、0.01 s-1条件下的高温变形行为,获得了材料的厚向异性系数、伸长率等成形性能参数及有关组织特征.结果表明,不同变形条件下AZ31B合金的真应力-真应变曲线均出现峰值,峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;硬化速率随变形温度的升高而降低,在温度高于250℃时变化不大.当变形温度为250 ℃,应变速率为0.001 s-1时,合金的厚向异性系数达到最大.随变形温度的升高,AZ31B镁合金的塑性显著提高.合金的动态再结晶温度为250℃,随着应变速率增大,合金发生动态再结晶的速度加快.     

加工参数对搅拌摩擦加工AZ31镁合金组织和力学性能的影响

研究了4mm厚AZ31镁合金板材搅拌摩擦加工工艺.在加工速度为100mm/min,转速为500～1500r/min条件下获得了表面平整、无宏观缺陷的加工面.搅拌区的晶粒尺寸相对于母材得到了明显的细化,并且随着转速的增加,搅拌区的晶粒逐渐增大,显微硬度逐渐降低,符合霍尔-佩齐公式.在应变速率为5×10-3s-1的条件下了进行室温拉伸,结果发现,加工后搅拌区细晶组织的抗拉强度相对于母材有所降低,但伸长率得到提高.     

热处理条件对搅拌摩擦镁合金接头各区域抗弹行为的影响

采用搅拌摩擦焊(FSW)工艺制备AZ31B镁合金焊接接头,并在不同条件下进行热处理.研究AZ31B镁合金焊后热处理(PWHT)不同区域的抗弹行为,使用7.62 mm×39 mm穿甲弹,冲击速度为(430±20)m/s.分析热处理前后搅拌摩擦焊接头的显微硬度.结果表明,PWHT工艺(250°C,1 h)能提高热处理后搅拌...     

AZ31镁合金热加工工艺参数范围的确定

采用Gleeble1500D热模拟试验机对AZ31镁合金在变形温度200~500℃、应变速率0.005~5s~(-1)下进行了压缩试验,研究了其热变形行为,得出相应的应力-应变关系。根据合金动态模型,通过应力-应变关系计算的相应参数构建了AZ31镁合金热加工图。通过能量耗散因子的分析和各加工区的典型组织的观察,得到了适宜的工艺参数范围。结果表明:AZ31镁合金适宜的热加工工艺参数范围为:变形温度350~450℃,应变速率0.005~0.1 s~(-1)和1.6~5 s~(-1),在此范围加工的镁合金可以避免开裂、过烧等缺陷。     

搅拌摩擦加工AZ31超细晶镁合金超塑性行为

采用搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)制备了超细晶AZ31镁合金,研究了温度和应变速率对超细晶AZ31镁合金高温超塑性行为的影响.结果 表明,FSP制备的超细晶镁合金平均晶粒尺寸为0.65 μm.随着变形温度升高和应变速率降低,FSP加工区域的晶粒粗化.当应变速率为0.01 s-1...     

铸造Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的热压缩行为与加工图

利用热压缩实验研究一种新型的具有优异室温塑性的Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的高温流变行为,变形温度为200～400℃,应变速率为1.5×10-3～7.5 s^-1。结果表明：合金的应变速率敏感因子（m）在不同变形温度下均明显小于AZ31镁合金的m值,因此该合金适合在高应变速率下进行热加工。在真应力-应变曲线基础上,建立Mg-4Al-2Sn-Y-Nd 镁合金高温变形的本构方程,并计算得到合金的应力指数为10.33,表明合金在高温下主要的变形机制为位错攀移机制。同时,利用加工图技术确定合金的最佳高温变形加工窗口,即变形温度在350～400℃之间,应变速率在0.01～0.03 s^-1。     

铸造Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的热压缩行为与加工图（英文）

利用热压缩实验研究一种新型的具有优异室温塑性的Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金的高温流变行为,变形温度为200~400°C,应变速率为1.5×10-3~7.5 s-1。结果表明:合金的应变速率敏感因子(m)在不同变形温度下均明显小于AZ31镁合金的m值,因此该合金适合在高应变速率下进行热加工。在真应力-应变曲线基础上,建立Mg-4Al-2Sn-Y-Nd镁合金高温变形的本构方程,并计算得到合金的应力指数为10.33,表明合金在高温下主要的变形机制为位错攀移机制。同时,利用加工图技术确定合金的最佳高温变形加工窗口,即变形温度在350~400°C之间,应变速率在0.01~0.03 s-1。