挤压变形对Mg-5.5Zn-1.7Nd-0.7Cd-0.5Zr合金组织和性能的影响

采用光学显微镜及透射电镜研究了Mg-5.5Zn-1.7Nd-0.7Cd-0.5Zr镁合金在不同挤压变形条件下的组织和性能。结果表明,在一定的挤压条件下,当挤压温度降低或挤压比增大,晶粒变细小,合金的抗拉强度和屈服强度提高;在温度为340℃,挤压比为16时,合金抗拉强度为334MPa,屈服强度为300MPa,伸长率为13%,力学性能优良,平均晶粒直径为7μm。     

连续镦粗挤压Mg-Gd-Zn-Zr合金微观组织与力学性能

将直径分别为60、70和80 mm的Mg-6Gd-5Zn-0.5Zr合金铸锭在400℃、内径为85 mm的挤压筒内镦粗60 s,然后直接挤压为直径16 mm的棒材.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、室温拉伸试验等研究了连续镦粗挤压态Mg-6Gd-5Zn-0.5Zr合金的显微组织、织构与力学性能.结果 表明:铸态合金中W相(Mg3Gd2Zn3相)沿晶界呈连续网状分布.连续镦粗挤压工艺后,合金的晶粒逐渐细化,尺寸更加均匀,第二相破碎为沿挤压流线分布的细小颗粒,且合金中均存在未再结晶区,未再结晶区所占比例随着铸锭直径的增加而减少.镦粗前直径为60 mm的合金连续镦粗挤压后拥有最佳的力学性能:抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为338 MPa、297 MPa、26.4％.     

LPSO堆垛结构转变对挤压态Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y镁合金组织性能的影响

通过改变挤压温度以获得含有不同堆垛结构长周期相(LPSO)的Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y合金,研究LPSO相堆垛结构转变对挤压态合金组织性能的影响规律及其作用机制。结果表明:挤压温度为390℃,合金中有18R和14H 2种堆垛结构的LPSO相,其平均晶粒尺寸为(9.5±3.0)μm,合金的抗拉强度达到280 MPa,延伸率为18.7%;当变形温度达到420℃,合金中18R LPSO相全部转变为14H结构,平均晶粒尺寸大幅细化至(3.1±1.1)μm,合金的抗拉强度和延伸率均得到明显提高,分别达到330 MPa和20.8%;随着挤压温度的进一步提高,合金的平均晶粒尺寸逐渐变大,强度和延伸率开始逐渐降低。由于LPSO相堆垛结构转变和晶粒尺寸变化引起基面织构和柱面织构的强度发生变化,LPSO相形态改变以及晶粒细化是Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y挤压态合金室温力学性能变化的主要因素。     

Sm对Mg-8Gd-0.5Zr合金热压缩行为的影响

研究了Mg-8Gd-0.5Zr和Mg-8Gd-3Sm-0.5Zr两种镁合金在变形温度350～500℃、应变速率0.002～0.1 s~(-1)条件下的热压缩行为,并对两种合金的流变应力以及热变形激活能进行分析计算。结果表明:由于添加了稀土元素Sm,Mg-8Gd-3Sm-0.5Zr合金的流变应力显著增加,其热变形激活能为213.69 kJ/mol,高于Mg-8Gd-0.5Zr合金的激活能(202.98 kJ/mol);当变形温度超过400℃时,两种合金都发生了明显的动态再结晶,由于Sm的加入,使Mg-8Gd-3Sm-0.5Zr合金动态再结晶晶粒尺寸显著减小,在500℃热压缩后,Mg-8Gd-3Sm-0.5Zr合金的动态再结晶晶粒平均尺寸为10μm。     

挤压温度对Al-Zn-Mg-Cu合金动态再结晶、时效组织和力学性能的影响

以Al-Zn-Mg-Cu合金为对象,研究了挤压温度对合金组织、织构及力学性能的影响。结果表明:当挤压温度为390~500℃时,随着挤压温度的升高,挤压态棒材发生动态再结晶程度由2.4%逐渐增大到41.3%,动态再结晶晶粒尺寸逐渐增大,而经固溶时效后,晶粒尺寸呈先增大后减小的变化趋势,其中挤压温度为430℃时的晶粒尺寸最大。挤压棒材固溶时效后的强度和伸长率均呈先增大后减小的趋势,其中挤压温度为430℃时的抗拉强度、屈服强度和伸长率均较高,分别为678.1 MPa、618.3 MPa和9.2%。与晶粒尺寸较小的时效态挤压棒材相比,晶粒尺寸较大的棒材具有更高的强度,其原因是由于大晶粒棒材中存在较多的硬取向Copper织构({112}?111?)和S型织构({123}?634?)。     

Mg-3Sn合金棒材的挤压数值模拟与试验验证

对Mg-3Sn合金棒材的挤压工艺进行了数值模拟,通过改变挤压比、挤压温度和挤压速度的方法优化了挤压工艺,并在优化工艺参数下进行了Mg-3Sn合金棒材的挤压加工。结果表明,Mg-3Sn合金棒材的最佳挤压比为21,挤压温度为380℃,挤压速度为3 mm/s。优化工艺下的挤压棒材晶粒组织已经得到细化,且有变形挛晶和等轴晶产生,组织较为致密,未见孔洞、挤压变形层等缺陷,棒材的抗拉强度和屈服强度都有较大幅度的提高,而断后伸长率略有降低或者基本不变。Mg-3Sn合金棒材的挤压工艺数值模拟结果与试验结果较为一致。     

锰对Mg-6Al镁合金组织与力学性能的影响

通过对不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金进行熔炼、制坯和反向挤压,研究Mn含量对Mg-6Al镁合金组织与力学性能的影响。结果表明,在试验范围内随着Mn含量的增加Mg-6Al-xMn合金凝固组织逐渐细化,β-Mg17Al12相逐渐减少,而出现Al-Mn相,晶粒大小由含Mn量0.3%(质量分数)时的137μm减小到含Mn量0.9%时的73μm,幅度降低为47%。不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金经400℃,12h均匀化处理后,β-Mg17Al12相消失。不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金经挤压后,挤压棒材的晶粒也随Mn含量的增加而逐变小;挤压棒材的抗拉强度、屈服强度和延伸率均随着Mn含量的增加先增加后降低。Mn含量为0.5%的挤压棒材抗拉强度和屈服强度最高,分别为293MPa,173MPa;Mn含量为0.7%的挤压棒材延伸率最大,达20%。     

挤压温度对Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y新型镁合金组织和性能的影响

研究了不同挤压温度对Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y新型镁合金组织和性能的影响。结果表明,降低挤压温度,Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y合金的平均晶粒尺寸得到显著细化,合金的屈服强度和抗拉强度得到大幅提高,而延伸率变化不大。随着挤压温度的降低,{10ī2}织构强度不断增强,{0002}基面环形织构强度减弱。Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y合金的力学性能不但受到组织平均晶粒大小的影响,还受到织构分布的影响。挤压温度为330℃时可获得细小的组织和优良的力学性能,平均晶粒尺寸达到1.76μm,合金抗拉强度达到323MPa,屈服强度为309MPa,延伸率为21.92%。     

多通道分流挤压Mg-2Al-1Zn-1Si-0.7Sr-0.5Sb合金的组织与性能

主要研究了Mg-2Al-1Zn-1Si-0.7Sr-0.5Sb镁合金的多通道分流挤压,对比分析了不同挤压比和挤压温度对合金组织与性能的影响。结果表明,当挤压比不变时,随着挤压温度的升高,合金晶粒逐渐长大,合金的抗拉强度逐渐减小;当挤压温度不变时,随着挤压比的增大,合金晶粒逐渐细化,合金的抗拉强度逐渐增大。九组对比试验中,当挤压温度340℃和挤压比25时,多通道分流挤压后的Mg-2Al-1Zn-1Si-0.7Sr-0.5Sb合金的晶粒最细小,焊合区和焊合区以外区域平均晶粒尺寸分别为3.8、13μm,合金抗拉强度达到最大,为290 MPa。     

Mg-1Er-1Nd-xY(x=0、0.3、1wt%)-0.6Zr合金的显微组织和力学性能

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热分析法(DTA)以及拉伸力学试验等方法,研究了Mg-1Er-1Nd-x Y(x=0、0.3、1,wt%)-0.6Zr合金在铸态和挤压态时的组织和力学性能。结果表明:三种铸造合金的组织都是由α-Mg和形状各异的Mg-RE(Er、Nd、Y)化合物组成。Mg-1Er-1Nd-0.3Y-0.6Zr合金的晶粒尺寸为50μm。挤压后Mg-1Er-1Nd-0.3Y-0.6Zr合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为210.77 MPa、82.15 MPa和35%,相比铸态时分别提高了30%、5%和250%。     

复合挤压对Mg-4Sn-2Al-1Zn合金组织及力学性能的影响

针对镁合金室温强度低、塑性差的问题,采用复合挤压工艺在250℃对Mg-4Sn-2Al-1Zn合金进行了挤压,研究了复合挤压对合金的组织演变、织构及力学性能的影响。结果表明,复合挤压能将Mg-4Sn-2Al-1Zn合金的晶粒尺寸由45.2μm细化至3.1μm,组织均匀。挤压后的合金硬度提升,均匀性改善,屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为204 MPa、287 MPa和21.0%,较匀质态分别提高了140.0%、91.3%和156.1%。动态再结晶是晶粒细化的主要机制,晶粒细化以及挤压后基面织构增强、织构向挤压方向均匀扩展使合金强度、塑性提高,挤压过程中Mg2Sn相破碎进一步提高了合金的力学性能。上述研究表明复合挤压是一种能有效提高镁合金综合性能的工艺。     

挤压铸造Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金的组织与性能

采用流变挤压铸造制备了Al-5Zn-2Mg-1Cu-0.2Sc合金,通过拉伸试验、SEM和TEM等方法研究了浇注温度对半固态浆料、流变挤压铸造合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度降低,半固态浆料和流变挤压铸造合金初生α-Al相形貌逐渐转变为近球形,在晶界附近析出的第二相分布越来越均匀,平均晶粒尺寸减小,圆整度增加。当浇注温度为700℃时,半固态浆料初生相尺寸最小,约为35μm,平均形状因子约为0.49,流变挤压铸造后合金平均晶粒尺寸约为43μm。流变挤压铸造合金的力学性能随着浇注温度的降低逐渐提升。合金经过470℃×10 h+500℃×2 h双级固溶后,大部分第二相溶于基体中。120℃×24 h时效处理后,合金的屈服强度为539 MPa,抗拉强度为612 MPa,伸长率为11%。     

AZ80合金的挤压成形与性能研究

研究挤压温度和挤压比对AZ80合金组织、力学性能和拉伸断口的影响。结果表明,在相同挤压比条件下,AZ80合金的晶粒尺寸随着挤压温度的升高而增加;370℃和410℃挤压态试样的抗拉强度均高于铸态和均匀化态,且断后伸长率也明显提高。综合晶粒组织、拉伸力学性能和断口形貌表明,AZ80合金最佳挤压成形温度为410℃。在挤压温度相同时,提高挤压比可以提高合金的抗拉强度,但是断后伸长率有所降低。     

挤压温度对6061铝合金晶粒尺寸和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜和室温拉伸测试,研究了挤压温度对6061-T6铝合金晶粒尺寸和力学性能的影响。结果表明:挤压温度400～525℃时,6061-T6铝合金平均晶粒尺寸随挤压温度的升高呈逐渐增大的趋势,挤压温度400℃时晶粒尺寸最小,为119.1μm。在400℃挤压的试样力学性能最佳,其抗拉强度和断后伸长率分别为330 MPa和19.8%。室温拉伸断口形貌分析表明,随着挤压温度的升高,合金断裂机制由韧性断裂转变为韧-脆混合型断裂。     

挤压温度对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

为提高Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的强度,研究了不同温度下的挤压组织对合金力学性能的影响。结果表明,随着挤压温度从500℃降低到400℃,其晶粒度也从126μm细化到7.4μm,抗拉强度和延伸率分别从200.1MPa和2.93%提高到312.4 MPa和5.6%。通过力学性能和晶粒尺寸之间的关系计算出该合金的Hall-Petch常数Ky为327.6 MPa.μm1/2,明显高于纯镁及常规镁合金的Ky。大量稀土元素的固溶及其第二相粒子对晶界和位错运动的阻碍作用是合金Ky值较高的主要原因。     

退火温度对等通道转角挤压态铁基形状记忆合金力学性能的影响

研究了退火温度对等通道转角挤压(ECAP)Fe17.80Mn4.73Si7.80Cr4.12N i合金力学性能及显微组织的影响。结果表明,等通道挤压工艺能显著提高合金的屈服强度和抗拉强度,两道次挤压后合金的屈服强度达到880 MPa,比固溶态高660 MPa。退火温度从300℃升高到600℃时,合金屈服强度和抗拉强度降低,伸长率升高。挤压后经700℃×30 m in退火后,材料的伸长率达到40%,屈服强度达到426 MPa,再结晶基本完成,晶粒尺寸仅为0.3~2.5μm。细晶强化是该合金强度和伸长率提高的主要原因。     

往复挤压Mg-Al-Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压(RE-n,n为挤压道次)制备Mg-4Al-2Si(AS42)、Mg-4Al-4Si(AS44)和Mg-6Al-6Si(AS66)合金,并在150℃和1.33×10-3s-1的初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:RE-8-AS42合金晶粒尺寸为2.1μm,Mg2Si颗粒尺寸为1.3μm;RE-4-AS42合金晶粒尺寸为4.8μm,组织中含有2～20μm的大块Mg2Si颗粒;RE-AS44和RE-AS66合金晶粒尺寸约为11μm,组织中存在>20μm的Mg2Si颗粒。合金拉伸强度随挤压道次增加而提高,RE-8-AS42合金性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为250 MPa、197 MPa和62%,高的性能归因于细小的晶粒和阻碍晶界滑移的细小稳定Mg2Si颗粒。     

基于模糊PID控制的新型镁合金挤压组织及力学性能

基于模糊PID控制技术进行了Mg-4Al-2Sn-0.15Ti镁合金的挤压试验,并进行了试样挤压组织与力学性能的测试与分析。结果表明:采用模糊PID控制挤压的Mg-4Al-2Sn-0.15Ti镁合金晶粒细小,组织分布较为均匀,平均晶粒尺寸11μm,合金由α-Mg基体、Mg_(17)Al_(12)相和Mg_2Sn相组成,合金抗拉强度298 MPa,屈服强度235 MPa,断后伸长率9.2%,具有较佳的力学性能。     

熔体旋转快速凝固和热挤压制备7075铝合金棒材

采用单辊熔体旋转冷却法,在400～500℃温度下进行热挤压,制得超细晶7075铝合金棒材;然后对其组织、力学性能以及拉伸断口等进行测试和分析。结果表明,采用快速凝固方法能显著地细化晶粒,制备的带材平均晶粒尺寸小于1μm。超细晶带材经热挤压得到的棒材与传统铸造热挤压棒材相比,晶粒得到了显著细化,力学性能更优。随着热挤压温度升高,棒材组织逐渐致密,虽然晶粒有所粗化,但强度和塑性仍有所提升;在挤压温度为500℃时,热挤压棒材获得最优的力学性能,其抗拉强度为517.1 MPa,断后伸长率为23.2%;与传统铸造热挤压相比,抗拉强度提高了12.0%,伸长率提高了51.6%。     

温度对大应变轧制Al-Mg-Si-Cu-Zr合金的组织及性能的影响

在250、300、400℃下分别对Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu-0.7Zr合金进行大应变轧制变形,采用拉伸性能测试和扫描电镜(SEM)等研究了轧制温度对不同处理态合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在250℃轧制时,Al-0.75Mg-0.75Si-0.8Cu-0.7Zr合金的抗拉强度为204 MPa,伸长率为15.2%;随着轧制温度的升高,强度逐渐降低,而伸长率不断增大;合金经300℃热轧+510℃×80 min+195℃×13 h+冷轧加工后的晶粒最为细小,其综合力学性能最好,抗拉强度为475 MPa,伸长率为8.13%,断口上分布着大量细小均匀的韧窝。