差速循环扩挤制备的AZ31镁合金的组织和力学性能

对AZ31镁合金进行了差速循环扩挤（CEE-AEC）,研究了变形道次对晶粒细化、织构演变和力学性能的影响。结果表明,在差速循环扩挤过程中,发生了连续动态再结晶（CDRX）和非连续动态再结晶（DDRX）,平均晶粒尺寸从344 μm减小到11.7 μm。随着加工道次的增加,（0001）基面织构强度逐渐增加。差速循环扩挤模具中不对称型腔的存在极大地引起了基面织构的偏转。此外,合金的机械性能得到改善,并且屈服强度（TYS）、抗拉强度（UTS）和断裂伸长率（EL）分别为109 MPa,211 MPa和30.8%。     

循环镦-挤制备AZ61镁合金的显微组织与力学性能（英文）

在温度为285~380°C的条件下,采用循环镦-挤工艺成功获得AZ61镁合金的累积大塑性变形,并对铸态和循环镦-挤变形后合金的组织特征和力学性能进行研究。结果表明,在285°C的条件下,循环镦-挤变形3道次后,材料获得的累积应变为4.28,并得到了平均晶粒尺寸为3.5μm的细小均匀的微观组织。晶粒细化的主要原因是局部应变引起的动态再结晶。结果还表明,显微组织演变受温度和累积变形程度的影响。晶粒细化使循环镦-挤变形的AZ61镁合金的力学性能得到明显的改善。此外,通过室温拉伸试验揭示了循环镦-挤工艺参数与力学性能之间的关系。     

循环扩挤工艺挤压AZ80镁合金的微观组织与力学性能

采用循环扩挤(cyclic expansion-extrusion,CEE)变形工艺挤压AZ80镁合金并借助金相组织观察、拉伸性能测试和EBSD研究了多道次挤压对该合金的组织与性能影响。结果表明:AZ80镁合金经过CEE变形后,晶粒的尺寸随着挤压道次的增加而减小,4道次挤压后,晶粒尺寸细化至2μm,整体分布均匀且呈等轴晶,但是晶粒的细化程度并不是一直随挤压道次的增加而提高,2道次挤压后,随着挤压道次的增加,晶粒的细化程度减慢;镁合金CEE变形后的抗拉强度、屈服强度和伸长率均随挤压道次的增加而不断提高;CEE变形的细化机制是连续动态再结晶。     

固相再生AZ31B镁合金的组织与力学性能（英文）

在不同的挤压温度和挤压比下,将AZ31B镁合金机加屑冷压后热挤压固结而再生镁合金。与铸锭挤压合金对比,从动态再结晶组织与屑间结合情况两个主要方面分析了加工工艺对再生合金力学性能的影响。随着挤压温度升高,再生合金的极限抗拉强度和延伸率先增加而后降低。随挤压温度升高,晶粒长大与屑间结合增强的相反作用共同导致了再生合金力学性能的变化。当挤压比从4:1增加到44:1,晶粒细化且屑间结合增强,使再生合金的抗拉强度增加。而当挤压比大于25:1时,由于显著的形变强化作用导致延伸率下降。     

循环扩-挤变形AZ80镁合金组织与性能

通过循环扩挤(CEEOP)变形方法对100 mm×50 mm×170 mm的AZ80镁合金块状材料进行挤压加工,借助计算机模拟仿真、组织观察、拉伸试验、硬度测试等手段研究了1~4道次CEEOP变形对AZ80镁合金等效应变、显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着CEEOP挤压道次的增加,晶粒的尺寸越来越小且分布均匀,1道次后晶粒尺寸可以从200μm左右细化到6μm,4道次后晶粒尺寸细化到1.5μm左右,整体分布均匀呈等轴晶晶粒,晶粒细化的机制是晶粒的机械破碎和动态再结晶,2道次以后晶粒细化效果不太明显。力学性能较均匀化退火态有了大幅度的提升,1道次硬度HB从均匀化退火态的615 MPa提升到了830.7 MPa,4道次达到862.7 MPa,抗拉强度与屈服强度分别从均匀化退火态的230.9和115 MPa提升到了262.7和155 MPa,4道次可以达到294和170 MPa,通过对比ECAP变形试样的组织与力学性能数据,在相同的变形温度与累积应变下,CEEOP变形方法比ECAP变形能够更好地细化晶粒和提高材料的抗拉强度和屈服强度。     

AZ31-xCe镁合金组织和力学性能的研究

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察及能谱(EDS)分析、透射电镜(TEM)分析、XRD分析、力学性能测试和布氏硬度测试等方法研究了AZ31-xCe镁合金的组织和性能.结果表明:AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能,试验中含1.02?合金具有最好的综合力学性能,轧制态σb=320 MPa,8=6.9%,退火态σb=260 MPa,8=22.1%.     

循环扩-挤变形AZ80镁合金组织与性能研究

通过循环扩挤(CEEOP)变形方法对100mm×50mm×170mm的 AZ80镁合金块状材料进行挤压加工,借助计算机模拟仿真、组织观察、拉伸试验、硬度测试等手段研究了1～4道次CEEOP变形对AZ80镁合金等效应变、显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着CEEOP挤压道次的增加,晶粒的尺寸越来越小且分布均匀,1道次后晶粒尺寸可以从200μm左右细化到6μm,4道次后晶粒尺寸细化到1.5μm左右,整体分布均匀呈等轴晶晶粒,晶粒细化的机制是晶粒的机械破碎和动态再结晶,2道次以后晶粒细化效果不太明显。力学性能较均匀化退火态有了大幅度的提升,1道次硬度从均匀化退火态的61.5HB提升到了83.07HB,4道次达到86.27HB,抗拉强度与屈服强度分别从均匀化退火态的230.9MPa和115MPa提升到了262.7MPa和155MPa,四道次可以达到294MPa和170MPa,通过对比ECAP变形试样的组织与力学性能数据,在相同的变形温度与累积应变下,CEEOP变形方法比ECAP变形能够更好地细化晶粒和提高材料的抗拉强度和屈服强度。     

稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

研究了稀土元素钕、铈、镧三种元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响。结果表明：随着稀土含量的增加AZ31镁合金的组织得到细化,相应的力学性能也得到了提高。原因是加入稀土元素以后,镁合金中的β相（Mg17Al12）在晶界由连续网状变为断续弥散状分布,由于α（Mg）基体晶粒的细化和β相形貌的改善,合金的力学性能得以提高。     

稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

向AZ31镁合金中添加稀土Ce和复合添加Ce与Sb,测试和分析了合金的力学性能和组织。研究表明:合金相组成主要为α-Mg、CeSb以及Mg_(17)Al_(12);复合添加Ce和Sb可细化晶粒和有助于形成CeSb第二相,从而有效提高AZ31镁合金的力学性能。当Ce为1.5%,Sb为1.5%时,铸态合金室温抗拉强度为201.4 MPa,伸长率为12.6%,冲击韧度值为8.1 J·cm~(-2);经385℃热挤压成型后,合金室温抗拉强度为325.6 MPa,伸长率为22.3%,冲击韧度值为15.8 J·cm~(-2)。     

AZ31B镁合金快速冷却搅拌摩擦焊缝厚度方向的显微组织和力学性能（英文）

采用电子背散射衍射仪和透射电子显微镜研究快速冷却对6 mm厚AZ31B镁合金搅拌摩擦焊缝厚度方向的显微组织和力学性能的影响。结果表明,液态二氧化碳冷却可促进焊缝顶部形成具有高位错密度、大量{1012}孪晶和第二相颗粒的细晶结构。{1012}孪晶使焊缝顶部区域的基面织构显著降低。接头顶部区域的强度和断后伸长率较底部区域均明显提高,焊接效率可达93%。这为在镁合金搅拌摩擦焊接头中制备梯度结构提供一种简单有效的方法。     

高周疲劳试验中AZ31镁合金组织和性能的演变特征（英文）

利用扫描电镜和电子背散射衍射技术研究AZ31镁合金在高周疲劳试验中不同循环周次(包括10~4(样品1)、10~6(样品2)和无(样品3无疲劳试验))条件下的组织和性能的演变规律。结果表明,经拉压循环变形后,产生了大量{1012}拉伸孪晶,还产生了少量的{1011}拉伸孪晶和{1011}-{1012}二次孪晶。样品1,2和3中{1012}拉伸孪晶的体积分数分别为8%、21%和4%。疲劳断口分析发现大面积疲劳辉纹和理解断裂的区域,韧窝直径大小随着加载次数的增加而增大。孪晶片层容易产生于裂纹萌生区,韧窝则在终断区产生。样品1、2和3的韧窝尺寸分别为14.8、31.2和8.5μm。样品的疲劳强度和伸长率随着加载次数增加稍有降低。     

AZ31-xNd镁合金的微观组织与力学性能

研究了Nd 对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Nd的加入使AZ31合金组织中出现了颗粒状和针状的Al2Nd和Mg12Nd化合物,且高熔点的Al2Nd在合金凝固过程中首先析出;随着温度的降低,完全离异共晶化合物 Mg12Nd相析出;Nd含量为0.6%时合金的平均晶粒尺寸由68 μm降至29 μm,合金的铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率最高,分别为245 MPa、171 MPa和9%.     

AZ31镁合金的热挤压组织与力学性能分析

对常用变形镁合金AZ31进行了热挤压试验,制备出了四种规格的挤压材;观察了挤压前后镁合金的组织变化,并对挤压板材、棒材的力学性能进行了测试。研究结果表明:经过热挤压后,镁合金的晶粒得以细化,同时力学性能得到较大的提高,屈服强度达到200 N/mm2-270 N/mm2,抗拉强度达到300 N/mm2,伸长率在18%左右。     

AZ31镁合金表面超疏水涂层的制备及耐蚀性（英文）

为提高镁合金的耐蚀性,通过微弧氧化和硬脂酸乙醇溶液疏水处理两步法在镁合金表面制备超疏水涂层。考察微弧氧化电压、频率和时间对疏水处理试样接触角的影响。结果表明:随着微弧氧化电压、频率和时间的增加,疏水处理试样的接触角均先增大后减小,分别在350 V、1000 Hz和5 min时获得最大值。最佳超疏水涂层主要由MgO和Mg2Si O4相组成,其表面微孔直径为～900nm,厚度为～6.86μm,接触角高达156.96°。超疏水试样的腐蚀电流密度较基体降低3个数量级,而氢气析出量较基体降低94.77%。     

高频振动对AZ31镁合金TIG焊接接头微观组织与力学性能的影响（英文）

设计一套能对焊件在水平和垂直方向进行频率15 k Hz、最大输出功率2 k W激振的TIG焊装置。在此基础上,对厚度3 mm和1 mm的AZ31镁板在不同激振方向、激振振幅以及剖口形式下进行焊接,对比分析不同条件下焊接接头的组织与性能。发现激振使得AZ31 TIG焊缝熔合区的组织显著细化,第二相β-Mg17Al12的析出减少;另外,焊缝区域显微硬度及试样的整体抗拉强度和伸长率提高;振动对厚板焊缝的影响更大,且垂直方向激振的影响更明显。振动对AZ31 TIG焊接接头组织与性能的影响,取决于焊接熔池金属凝固行为以及超声波激振能量的传递状态等因素,与激振振幅、方向以及焊接剖口角度和板厚等密切相关。     

AZ31镁合金板材的微观组织演变及腐蚀行为（英文）

在室温下对AZ31镁合金板材分别沿与挤压方向成0°,30°,45°,60°和90°5个方向进行了预拉伸变形,之后研究了其微观结构和预变形后板材的腐蚀性能。结果表明,随着角度的增加,孪晶数量也随之增加,孪晶量多的镁合金板材(~52%)具有较好的抗腐蚀性。这主要是因为拉伸孪晶引入的更多晶界,使合金的微观结构更为均匀,从而可以抑制腐蚀行为产生。     

铈对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响

在AZ31合金中添加0、0．2％、0．5％和1％（质量分数）的铈（Ce）制备了4种合金,研究不同Ce含量和合金变形状态对力学性能和显微组织的影响。试验表明,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,经过轧制及退火后,合金的组织得到改善。力学性能测试结果表明,轧制态合金强度随Ce含量的增加而上升,伸长率亦有所提高,300℃退火1h后,强度比轧制态有所降低,伸长率提高较大。含0．5％铈的3号合金综合力学性能最好,屈服强度为168MPa,抗拉强度达到255MPa,伸长率为22％。     

压缩对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响

对AZ31镁合金在室温下沿轧制板材不同方向进行多向压缩,研究了不同加载路径下AZ31镁合金的力学性能和微观组织演变。结果表明,沿不同方向3道次压缩时,样品表现出不同的力学行为,沿TD(横向)-RD(轧向)-ND(法向)路径压缩时,材料屈服强度随压缩道次增加而增大;沿ND-RD-TD路径压缩时,材料的屈服强度随压缩道次增加先减小后增大。每次压缩后,(0001)基面织构都转到压缩轴附近。TD样品的主要塑性变形机制为孪生,而ND样品的主要塑性变形机制为滑移。多向压缩产生的孪生可以分割细化晶粒,使镁合金强度提高。     

剪切角对挤压-剪切法制备AZ31镁合金组织和压缩性能的影响（英文）

采用挤压-剪切法(ES)在不同剪切角(150°、135°和120°)下制备了AZ31棒材。采用ES工艺制备的棒材,包括直接挤压和后续剪切两部分。随后采用光学显微镜、扫描电镜和电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了具有双峰晶粒结构的AZ31镁合金的显微组织演变,从取向分布图中可清晰的观察到细晶粒包围狭长变形粗晶的混晶结构,且大晶粒区域的占比会随应变的增加而增大。整体来看,因为应变量和动态再结晶分数都会随着剪切角的减小而增加,导致大晶粒的占比增大,而小晶粒尺寸增加。室温压缩实验中,随着剪切角的减小,屈服强度和峰值强度逐渐增大。此外,ES挤压的基面极图也会随着剪切角度的不同发生变化。     

挤压前的时效处理对AZ80镁合金组织和力学性能的影响（英文）

主要研究了挤压前的时效处理工艺对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响,同时利用扫描电子显微镜对试样断口进行分析。结果表明:挤压前时效处理可以明显细化晶粒;时效过程中析出的Mg_(17)Al_(12)粒子弥散分布在晶界处,在动态再结晶过程中起到阻碍晶界移动、阻止晶粒长大、细化组织的作用;随着时效时间的延长或者时效温度的升高,晶粒细化效果减弱;对时效后合金进行挤压,试样的屈服强度、抗拉强度和延伸率均提高。通过对断口形貌的分析发现,早期裂纹产生于晶界处粗大的第二相周围,导致了拉伸过程中延伸率的下降。挤压前时效处理对AZ80的强化效果为高性能镁合金的设计和开发提供了一种全新的思路。