深冷处理对AZ91镁合金组织与性能的影响

对AZ91镁合金进行了固溶+不同深冷处理时间+时效的复合工艺处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪、硬度仪、万能试验机以及摩擦磨损试验机等仪器设备研究了不同深冷处理时间对AZ91镁合金显微组织、力学性能及耐磨性能的影响规律.结果 表明:AZ91镁合金经410℃8h固溶+(-196)℃12 h深冷处理+180℃8h时效复合工...     

AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊对AZ91D镁合金进行焊接试验,研究了搅拌摩擦焊接头的组织与性能.结果表明,当转速为1 000～1 400 r/min、焊速为50～150 mm/min时,均可得到表面成形良好、内部无孔洞和隧道的焊缝;焊接区与母材组织差异极大,焊接区形成细小、均匀的再结晶组织,具有锻造组织特征;热影响区为部分再结晶组织,再结晶晶粒沿原铸造晶粒的晶界生长;对接头进行拉伸试验,断裂发生在母材处,表明接头的抗拉强度高于母材.     

AZ91D薄板搅拌摩擦焊

实现了厚度为2.2 mm铸造镁合金AZ91D薄板的搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊,分析了搅拌摩擦焊工艺参数对焊接接头成形的影响和接头组织变化,考察了搅拌摩擦焊接头的力学性能.在搅拌头旋转速度为1 380 r/min时得到了比较理想的焊接接头,而1 960 r/min的转速过大.接头不同区域所受的机械力和热量不同,显微组织明显不同.搅拌区晶粒细小,显微硬度和强度都有所提高.搅拌摩擦焊接头力学性能与热输入有关;与氩弧焊接头相比,搅拌摩擦焊接接头的性能更好.     

焊后热处理对AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头组织的影响

对厚度6 mm的AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头热处理前后的焊缝微观组织和静态再结晶动力学进行研究。结果表明:热处理后,AZ91D接头焊核区组织发生了静态再结晶,等轴晶组织明显细化,β-Mg_(17)Al_(12)相在焊核区的分布由原来的团簇状变为细小弥散的短棒或点状,且含量减少。AZ91D接头焊核区再结晶激活能为42.6 k J/mol,在300、350、400和450℃退火条件下,接头焊核区发生完全再结晶的时间分别为75、37.5、25和15 min。     

焊后热处理对AZ31B镁合金自动TIG焊焊接接头的影响

利用六轴机器人夹持氩弧焊枪对AZ31B变形镁合金进行了平板对焊,探讨了焊后热处理对焊接接头微观组织、第二相及力学性能的影响规律。结果表明,焊后热处理有效改善了焊接接头的微观组织,大幅提升了焊接接头的力学性能。焊后热处理后,焊接接头微观组织中晶粒尺寸没有太大改变,但沿晶界分布的第二相数量明显减少,焊接接头的抗拉强度和伸长率分别达到了母材的97.8%和84.5%。未经热处理的拉伸样品是在焊缝处断裂,断口呈现出典型脆性断裂特征;而热处理之后的拉伸则是在热影响区断裂,断口呈现出准解理偏韧性的混合断裂特征。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊

研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊的焊缝成形、微观组织和力学性能.试验结果表明,随着旋转速度的增加,焊缝金属的塑性流动得到改善,孔洞消失;随着焊接速度的提高,焊核区晶体的动态再结晶得到抑制,晶粒被细化.最佳的工艺参数:旋转速度1 000 r/min,焊接速度45 mm/min,接头抗拉强度系数可达63.7％.     

铸态AZ91D镁合金双面TIG焊焊接接头组织研究

对3mm厚铸态镁合金进行TIG焊研究,采用交流、双面焊接,其正面焊接电流为120A,背面焊接电流分别为80、90、100A,焊接速度和保护气体流量不变,焊接完成后按照标准程序对焊缝取样,用光学显微镜观察焊接接头的微观组织.分析表明:焊缝表面成形不好,焊缝表面存在明显缺陷;随着背面焊接电流的增加,焊缝中网状β-Mg17Al12相减少,而颗粒状的β-Mg17Al12相增多.     

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。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

对挤压态变形镁合金AZ31B进行搅拌摩擦焊连接。实验结果表明，可获得优质的焊接接头，接头抗拉强度可达母材的92．4％，但适当的工艺参数选择范围较窄。对焊缝的端面微观组织特征分析发现：焊核与母材组织差异极大．焊核区形成细小、均匀的再结晶组织，热力影响区呈层状分布且较宽，热影响区晶粒存在不明显的部分再结晶长大。前进侧热力影响区氧化物、杂质富集层的存在和应力集中是造成接头力学性能下降的主要原因。     

β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态对AZ91镁合金力学性能的影响

采用固溶时效、退火处理以及球化处理等热处理工艺在AZ91镁合金中分别获得网状、层片状、球状和菱形状β-Mg17Al12相。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜以及拉伸和硬度试验等研究不同形态的β-Mg17Al12相对AZ91镁合金力学性能的影响。结果表明,网状β-Mg17Al12相恶化了AZ91镁合金的力学性能;层片状和球状β-Mg17Al12相有利于合金塑性的改善;而菱形状β-Mg17Al12相有利于合金强度的提高。     

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%.     

T6处理对AZ91镁合金析出相β-Mg17Al12及断裂性能的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射及拉伸试验等研究了T6处理对铸态AZ91镁合金析出相β-Mg17Al12及断裂性能的影响.结果表明:分布在铸态AZ91镁合金晶界的粗大网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中几乎全部溶解,使合金的屈服强度下降,而抗拉强度和伸长率升高,断口形貌为具有一定塑性变形的解理特征;T6热处理后,合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,使合金的强度明显提高,而伸长率明显降低,其拉伸断裂方式以沿晶断裂为主.     

搅拌摩擦焊工艺参数对异种镁合金接头组织和性能的影响

对异种变形镁合金AZ31B与AZ61A进行搅拌摩擦焊对接试验,研究了工艺参数对接头组织及力学性能的影响.结果表明:当采用凹面圆台形搅拌头,且将AZ31B置于后退侧进行施焊时易得到成形良好、无焊接缺欠的对接接头,接头抗拉强度最高可达到母材AZ31B的90.5%.对焊缝的端面微观组织特征分析发现:接头各区域组织差异很大,前进侧热力影响区组织呈层状分布且较宽.当工艺参数不恰当时,该区域层状组织间易产生氧化物和杂质物的富集,夹杂层的存在及应力集中是造成接头在前进侧热力影响区力学性能下降的最主要原因.     

厚板AZ31镁合金搅拌摩擦焊焊接接头的组织与性能

对10mm厚板A231镁合金成功进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无裂纹、无气孔的焊接接头.研究该搅拌摩擦焊接头不同区域的显微组织特征,并通过拉伸、冲击和硬度试验分析了焊接接头的力学性能.结果表明,焊缝中心区是均匀细小的等轴晶粒,热力影响区晶粒大小不均匀,存在较明显的塑性流变带结构;焊接接头的抗拉强度达到母材的80%以上,焊接接头的冲击韧性比母材高,焊接接头的显微硬度比母材稍有降低,焊接接头具有较好的力学性能,说明搅拌摩擦焊是焊接厚板镁合金的一种有效方法.     

搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织与性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态AZ31镁合金进行单道次加工,研究加工区域的微观组织和力学性能。结果表明：搅拌摩擦加工过程中,材料发生了剧烈的塑性变形,粗大的β-Mg17Al12相显著破碎,形成细小、均匀的再结晶组织。XRD分析表明,搅拌摩擦加工导致大量的β相固溶到镁合金基体中,产生固溶强化作用。搅拌摩擦加工后的试样平均HV硬度值为810 MPa,高于铸态AZ31镁合金的硬度值,抗拉强度比铸态AZ31镁合金提高43 MPa,延伸率提高4.3%,拉伸断口表现为微孔聚合剪切断裂特征。     

焊后热处理对镁合金搅拌摩擦焊接接头的影响

对AZ31B镁合金进行搅拌摩擦焊接,研究热处理前后焊接接头组织及性能的变化。结果表明:焊后热处理可以显著改善焊接接头的力学性能;当搅拌头的旋转速度为600r.min-1,焊接速度为47.5mm.min-1,接头的抗拉强度为168MPa,延伸率为3.6%。热处理后,接头的抗拉强度和延伸率最高可达205MPa和8.6%,比热处理前分别提高22.02%和138.89%;接头的最佳热处理工艺为:退火温度250℃,保温1h;随着退火温度的升高,焊核区晶粒的长大速度大于热影响区/热机影响区混合区域(HAZ/TMAZ)。当退火温度高于250℃时,焊接接头的拉伸断口主要为扁条状韧窝,呈现出微孔聚合韧性断裂特征。     

Y对AZ91D镁合金铸态组织和性能的影响

通过金相分析、扫描电镜分析及拉伸性能测试等手段,研究了Y的添加对AZ91D镁合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,加入适量的Y后,合金的第二相由粗大的网状变成细小的颗粒状,合金的力学性能得到了改善.当Y的实际含量达到0.48%时,合金组织中第二相的细化程度最大;其抗拉强度和延伸率达到最高.     

La和Nd复合添加对AZ91镁合金铸态组织和性能的影响

利用SEM和XRD等方法研究了总添加量为2.5%(质量分数, 下同)的单加或复合添加La和Nd的AZ91镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析了合金的室温力学性能。结果表明：单加或复合添加2.5%的La和Nd使AZ91合金中的β相Mg17Al12数量明显减少。单加La和单加Nd在AZ91合金中形成的稀土相分别是针状的Al11La3和块状的Al2Nd;二者复合加入时两种稀土相同时出现,Al11La3相和Al2Nd相的尺寸较单加时有所减小,其相对含量与两种稀土元素添加量成正比。当复合添加La和Nd时,Al11La3相中的部分La和Al2Nd相中的部分Nd分别被Nd和La置换。相对于单一添加,复合添加La和Nd能更显著地改善AZ91的力学性能。本实验研究的合金中,AZ91+1.0%La+1.5% Nd合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和延伸率分别为235 MPa和10%     

锶对AZ91镁合金铸态组织和力学性能的影响

研究了锶(Sr)对AZ91镁合金铸态组织、拉伸性能及显微硬度的影响。结果表明:Sr的加入明显细化了基体合金的铸态组织,当Sr加入量较大时可以抑制Mg17Al12相的析出,并且在晶界上形成层片状的Al4Sr耐热相。加入适量的Sr能显著提高基体合金在175℃高温下的拉伸性能。而且,Sr的加入还能提高合金的显微硬度。     

商业AZ31镁合金搅拌摩擦焊成形研究

商业AZ31镁合金搅拌摩擦焊在搅拌头转速1 500 r/min、焊速300 mm/min时可得到致密无缺陷的焊缝,其焊接接头抗拉强度为190.7 MPa,达到母材抗拉强度的82.9%。并对不同工艺焊接接头的宏观缺陷、金相组织、显微硬度、抗拉强度及断口进行抗拉强度逐一分析,同时探讨了它们之间的相互关系。