镁合金AZ31搅拌摩擦焊接头的微观组织

采用搅拌摩擦焊接法焊接了镁合金AZ31, 研究了焊接参数对焊接接头微观组织和显微硬度的影响. 结果表明 焊接接头成形良好, 焊缝没有气孔、裂纹和夹渣, 焊缝区的显微硬度比母材稍有降低, 但降低幅度不大.     

退火工艺对AZ31镁合金组织及耐磨性能的影响

通过对AZ31镁合金采用不同的退火工艺,利用金相显微镜观察、摩擦磨损试验,研究了不同退火工艺对AZ31镁合金显微组织和耐磨性的影响。结果表明,最佳的退火工艺为280 ℃×80 min。此条件下会形成再结晶组织,使晶粒细化,从而改善耐磨性,材料的耐磨性与前工艺相比,有明显提高。     

AZ31镁合金MIG焊接头深冷处理及其微观组织

本文用MIG焊对7mm厚AZ31镁合金板材进行了焊接试验,采用液氨对焊后接头进行深冷处理,深冷处理温度为-160％,保温时间分别为4h和8h,对深冷处理前后的AZ31镁合金焊接接头进行了金相组织观察、XRD衍射测试。结果发现：深冷处理使晶粒细化,β—Mg17A112相的数量明显增加,且分布更加均匀、弥散,形成了弥散强化。     

退火对AZ31镁合金微观组织和力学各向异性的影响

对AZ31镁合金进行轧制并对轧制后的板材进行退火。采用OM、SEM及EBSD观察并分析了轧制及退火态镁合金的微观形貌及取向状态,分析退火对各向异性的影响。结果表明:轧制后镁合金存在着明显的各向异性,经退火后,镁合金不同取向的基面织构强度差异减小,其抗拉强度、屈服强度尤其在延伸率方面的各向异性指数远小于轧制态下的各向异性指数,说明退火可以改善镁合金的各向异性。     

退火工艺对AZ31镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对AZ31镁合金轧制板材的显微组织和力学性能的影响。试验表明，AZ31镁合金轧制板材在退火过程中发生了静态再结晶现象，200℃时可以观察到再结晶现象，再结晶温度为200～250℃。分析了退火温度和退火时间对合金显微组织、晶粒尺寸、硬度以及力学性能的影响规律。     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

以AZ31镁合金为研究对象,采用数值模拟和工艺试验相结合的方法,系统研究了焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接头温度场分布、微观组织以及力学性能的影响. 有限元数值模拟的结果表明,随着转速的增加或焊接速度的降低,接头产热逐渐增加,接头上层温度明显高于下层温度,说明搅拌摩擦产热主要来源于轴肩的摩擦运动,而搅拌针摩擦运动和材料的塑性变形只提供了少量的产热. 工艺试验结果表明,随着焊接速度的增加,接头晶粒尺寸降低,且组织均匀性得到改善. 随着转速的增加,接头晶粒尺寸不断增大,过渡区晶粒的均匀性变差. 拉伸过程中裂纹在焊核区与热力影响区之间的界面处萌生和扩展. 其中,转速为1400 r/min、焊接速度为300 mm/min的接头具有较好的力学性能,断后伸长率为16.5%,抗拉强度为252 MPa,分别达到母材的75%和90%.     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

基于耦合的欧拉—拉格朗日(CEL)模型,建立了高可靠性、高精度的搅拌摩擦焊7055铝合金热力耦合计算模型,开展了焊接工艺参数对7055铝合金焊接接头温度、等效应变以及缺陷预测结果的影响规律的研究,并分析和讨论了搅拌摩擦焊试验验证模拟结果的可靠性. 7055铝合金搅拌摩擦焊CEL模型预测结果表明,温度和等效塑性应变与转速呈正比,与焊接速度呈反比,这主要与焊接工艺参数影响轴肩与7055铝合金的摩擦生热及材料的流动,使焊接温度和等效塑性应变值发生变化有关.当焊接速度在60 − 300 mm/min、转速在300 − 1 200 r/min范围内,焊接温度均低于7055铝合金熔点,当焊接速度增加到300 mm/min时,由于产热不足,温度和等效塑性应变均降低,此时在焊接接头处容易产生孔洞缺陷.7055铝合金搅拌摩擦焊试验结果表明,当转速为600 r/min、焊接速度为180 mm/min时,7055铝合金接头组织致密,接头抗拉强度达到489 MPa,断后伸长率为4.0%.当焊接速度提高至300 mm/min时,接头抗拉强度为411 MPa,断后伸长率仅为1.0%.这与产热不足导致接头处结合较差有关,与模拟结果一致.     

AZ31镁合金搅拌摩擦点钎焊接头微观组织和力学性能

研究了几种钎料及硬质相(锌钎料、锡钎料及SiC硬质相颗粒)对镁合金搅拌摩擦点钎焊接头微观组织、剪切力及硬度分布的影响。结果表明,加入锌钎料时,钎料能充分与母材发生冶金反应,生成MgZn2硬质相,焊核区的硬质相阻碍了金属的塑性流动,且在钎焊区会形成较大的钎焊界面,焊接接头剪切力从3．5 kN提升到了5．8 kN,且焊接接头具有较高的硬度。     

AZ31B镁合金熔焊接头弯曲变形行为研究

采用与母材同质的焊丝对AZ31B镁合金板材进行手工钨极氩弧焊,利用专门设计的模具对镁合金熔焊接头进行423K弯曲变形试验,通过光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机等手段,研究了弯曲前、后的AZ31B镁合金熔焊接头的微观组织及力学性能.结果表明:AZ31B镁合金熔焊接头经423K弯曲变形后,焊缝区和热影响区都出现了一定的孪晶,接头热影响区铸态枝晶组织转变为细小的孪晶组织,孪生成为接头主要的变形机制;焊缝近表面处孪晶密度比中部密度大,焊缝及热影响区晶粒明显得到细化;接头抗拉强度由原先的178MPa增加至216MPa,伸长率由7％提高到9％.     

Y及退火工艺对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

研究不同稀土Y含量及不同退火工艺对温轧工艺条件获得的AZ31B变形镁合金薄板材的再结晶行为、显微组织和力学性能的影响;探讨优化Y元素含量及退火工艺来提高变形镁合金板材的组织和性能,从而获得高强韧、高成形性镁合金板材.结果表明:稀土Y元素含量在1％左右,退火温度为300 ～350℃、退火时间约为1h时,变形镁合金的强韧性配合最好,板材具有较好的综合力学性能.     

挤出和退火工艺对AZ31镁合金组织和织构的影响

研究了挤压比、挤压温度及电场退火对AZ31镁合金组织和织构的影响。结果表明：挤压比达到16时动态再结晶基本完成,挤压比为25时形成平均晶粒尺寸为7.3μm的均匀组织;随着挤压比由小到大,以{01^-10}面织构为代表的变形织构由增强到减弱;而{02^-21}、{12^-3^-1}面的再结晶织构由弱到强;提高挤压温度,有利于合金元素扩散和动态再结晶,阻碍低温析出物Mg17Al12和MnAl的不连续析出,组织趋于均匀,织构组分由低温变形的{01^-10}面织构向高温变形的{06^-61}面织构转变;电场退火推迟了再结晶进程因而抑制再结晶晶粒长大,增加了退火织构的漫散度。     

焊接参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

研究了板厚为6mm的AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺,并对接头的断裂机制进行了考查。在转速为1000r/min,焊接速度为60～300mm/min条件下获得表面平整,无缺陷的焊缝。与母材相比,搅拌区的晶粒得到明显细化。随焊接速度增加,搅拌区的晶粒尺寸减小。搅拌区的硬度高于其他区域。焊接速度为150mm/min时,接头拉伸强度最高,达到母材的92.7%。断裂多发生在热影响区,热影响区晶粒粗大且分布不均,显微硬度最低,是焊接接头的薄弱环节。     

退火对AZ31B镁合金TIG焊接接头组织与性能的影响

采用钨极氩弧焊对2.7 mm厚的AZ31B镁合金板进行焊接,研究了退火处理工艺(200℃1 h,250℃1 h,300℃1h,350℃1 h,400℃1 h,450℃1 h)对AZ31B镁合金焊接接头组织、力学性能和析出相的影响,利用光学显微镜和扫描电镜对焊后及退火处理后的接头显微组织进行观察,在退火处理前对焊缝区组成和相进行EDS、XRD分析,对不同退火条件下的接头进行了拉伸试验。结果表明,经过400℃1 h退火处理后,焊缝区粗大的颗粒物基本溶于基体,晶粒变得细小均匀,抗拉强度和伸长率均达到最大值,焊缝区在焊接过程并没有低熔点共晶化合物Mg17Al12生成。当退火温度进一步升高时,焊缝处晶粒呈现异常长大,抗拉强度和伸长率急剧降低。     

AZ31镁合金电子束焊焊接接头微观组织特征

针对AZ31镁合金熔点低、线膨胀系数高、热导率高、焊接后易出现裂纹和气孔等特性,进行真空电子束焊接研究。在对其焊接工艺条件优化的基础上,观察分析了其显微组织。结果表明,AZ31镁合金电子束焊接接头成形良好,焊缝组织细小,为等轴晶;焊缝区域主要由细小的α(Mg)相和β(Mg17All2)相组成,焊缝硬度高于母材,表明电子束焊为AZ31镁合金板材的有效焊接方法。     

激光焊接AZ31B镁合金接头微观组织特征

采用YAG激光器焊接Z31B镁合金，利用金相显微镜、电子探针、X射线、扫描电镜、硬度仪分别研究了激光焊接接头的微观组织、元素分布、断口形貌、硬度变化。结果表明，AZ31B镁合金激光焊接接头没有明显的热影响区，焊缝狭窄，接头成形好，焊缝为细小的等轴晶，但靠近上表面存在大晶粒；没有发现区域偏析，无脆晶相(Mg17Al12)存在；镁的蒸发损失导致焊缝金属中铝含量的升高，而锌基本不变，同时熔深方向镁的损失增大；断口表现为混合断裂，没有气孔和裂纹存在；硬度沿熔深方向变大。     

热轧及退火处理对AZ31镁合金板材组织的影响

采用单向轧制的方法制备了AZ31镁合金板材,分析了不同轧制温度、道次变形量等工艺参数对组织性能的影响规律.研究结果表明,在多道次轧制时,当轧制温度为400℃,单道次变形量为25%时,所得到的AZ31镁合金板材经过热处理后的晶粒细小且均匀,板材平均晶粒尺寸达到6 μm;当轧制温度为400℃,单道次变形量为35%时,得到的板材平均晶粒尺寸为10μm.在轧后热处理时,当热处理温度低于150℃,且保温时间为30 min的情况下,轧制板材再结晶不完全;当热处理温度在250～300℃之间时得到的板材平均晶粒尺寸为5μm;当热处理温度超过350℃时轧制板材再结晶组织粗大而且孪晶组织消失.当热处理温度为320℃,且保温时间为15 min时,开始发生再结晶,再继续增加保温时间到120 min时对组织没有明显影响.     

AZ31镁合金脉冲MIG焊接头深冷工艺研究

采用与母材同质、直径1.2 mm的焊丝进行AZ31镁合金脉冲MIG焊工艺试验,并对AZ31镁合金焊接接头分别进行了100,-140,-180℃保温6 h的深冷处理工艺试验;采用超景深显微镜观测、分析了深冷处理焊接接头微观组织。研究结果表明,未深冷处理焊接接头最大晶粒尺寸为400μm;-100℃深冷6 h的最大晶粒尺寸为100μm;在-140℃深冷6 h最大晶粒尺寸为50μm;-180℃深冷6 h最大晶粒尺寸为60μm。深冷处理后的焊接接头晶粒变小,镁合金脉冲MIG焊焊接接头强化的最佳深冷处理工艺为-140℃深冷6 h。     

AZ31镁合金铸态组织及其退火工艺研究

研究了AZ31合金的铸锭组织及其退火工艺,为AZ31镁合金由铸态组织直接塑性变形提供了一定的参考依据。     

退火对AZ31镁合金板组织与性能的影响

镁合金板轧制后会出现大量形变孪晶,对使用性能带来非常不利影响。通过对镁合金板退火处理,用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机及X射线衍射仪,对AZ31镁合金板材轧制后不同退火制度下的显微组织、力学性能和衍射峰宽化现象进行了研究。结果表明,AZ31镁合金轧制后出现的大量形变孪晶,在200～350 ℃退火后,发生回复再结晶,孪晶基本消失;240 ℃退火1 h,组织为细小等轴晶粒,伸长率达到20.6%;轧制后的拉伸断裂面沿一定的晶面分离,退火后拉伸断口呈明显韧窝状,为典型的韧性断裂。轧制使层错率升高,在X射线衍射谱中表现为峰形宽化;退火使层错率降低,伸长率提升。     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦加工微观组织的影响

对AZ31镁合金板进行了搅拌摩擦加工,研究了其工艺参数(不同轴肩尺寸和旋转速度)对搅拌区和热机影响区组织的影响.结果表明,轴肩尺寸和旋转速度对加工组织影响较大,采用合适的轴肩尺寸和旋转速度可以有效地细化加工组织,获得较好的力学性能.