热轧过程中AZ31镁合金的组织及织构演变

对AZ31镁合金铸轧板进行单道次热轧实验,利用光学显微镜、X射线和透射电镜对热轧过程中微观组织和织构的演变规律进行研究。结果表明:AZ31镁合金铸轧板具有较强的基面织构,当热轧变形量较小时,孪生是主要的变形机制;当热轧变形量较大时,位错滑移成为主要的变形机制;10%热轧态中出现的透镜状的{1012}宽孪晶使基面织构明显减弱;20%热轧过程中则出现{1012}、{1011}-{1012}两种不同形貌的孪晶;当变形量大于20%时,位错滑移大量开动,基面织构也显著增强,并在随后的退火过程形成细小均匀的再结晶组织。     

AZ31镁合金挤压棒退火组织和织构的演变

试验研究了退火温度对AZ31镁合金挤压棒组织和织构的影响.结果表明:铸态镁合金挤压后,初始强点织构向(80°,90°,0°)面聚集,主要织构组分强度提高.对热挤压后的AZ31镁合金进行退火,可以细化晶粒,使组织均匀,300℃退火时平均晶粒尺寸5μm为最小;随着退火温度的升高,形变织构(80°,90°,0°)逐渐减弱,再结晶织构(0°,90°,0°)和(90°,55°,0°)逐渐增强,300℃退火之后二者均被弱化,400℃退火之后取向分布漫散度增大.     

脉冲电流轧制对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

对比研究脉冲电流轧制工艺与温轧工艺对AZ31镁合金板材的力学性能、织构、微观组织与沉淀相等方面的影响。结果表明：脉冲电流具有促进冷轧AZ31镁合金低温再结晶能力的作用。脉冲电流轧制后的镁合金板材组织由细小的等轴再结晶粒与析出相构成,没有发现孪晶组织,并且完全再结晶,原始晶粒均被细小的再结晶晶粒取代,再结晶晶粒内的位错密度低。而温轧镁合金组织则由稍拉长变形孪晶、粗大的再结晶晶粒和析出相构成,再结晶的晶粒内位错密度高。两种轧制方式下的镁合金析出相均为Mg17Al12。脉冲电流轧制后镁合金的织构具有典型基面织构的特征,而脉冲电流轧制镁合金的织构则出现横向偏转;脉冲电流轧制后镁合金的屈服强度与伸长率均比温轧镁合金的大,但抗拉强度正好相反。     

Microstructure and texture evolution of AZ31 magnesium alloy during rolling

The production of magnesium alloy sheets normally involves several processing stages including hot rolling,cold rolling and intermediate annealing.The microstructure and texture evolution of AZ31 magnesium alloy sheets in different processing states were investigated by optical microscopy and X-ray diffraction technique.It is found that the microstructure of hot-rolled sheets is dominated by recrystallized equiaxed grains,while that of cold-rolled sheets is dominated by deformation twins.With final annea...     

Formation of shearing bands in the hot-rolling process of AZ31 alloy

Three types of AZ31 alloy samples, numbered with A, B, C, with various texture and microstructure condition were hot-rolled in single pass to investigate the different mechanism of shearing bands formation. Shearing bands came into being via twinning related grain fragmentation and DRX in Sample A while via rotational recrystallization in Sample B. Twinning played the most important role in shearing bands formation in Sample C. DRX and twinning are the two major elements in the formation of shearing band in magnesium alloys. Contrastive study indicated that sharper texture would increase the influence of twining while small size would promote the recrystallization in shearing bands formation.     

AZ31镁合金挤压薄板织构及力学各向异性

研究AZ31镁合金挤压薄板的显微组织、织构及室温下板面内各不同方向的力学性能。织构分析表明,挤压薄板主要有{0002}<1`010>和{1`010}<1`120> 2种织构组分。拉伸测试结果显示,沿挤压方向屈服强度最高,达到200.4 MPa,这是由于这种取向基面滑移和{1`012}锥面孪生均不能开动,发生织构强化的结果;与挤压方向呈45˚方向伸长率最高达19.0%,这是由于具有{1`010}<1`120>织构组分晶粒的基面滑移开动;与挤压方向呈90˚方向屈服强度最低仅为挤压方向相应值的一半左右,这是由于具有{1`010}<1`120>织构组分晶粒发生了{1`012}锥面孪生。     

变形参数对AZ31镁合金板材织构的影响

利用X射线衍射(XRD)方法测量了不同轧制状态,即不同变形温度和变形量条件下AZ31镁合金板材织构的变化特征。结果表明,经过轧制之后的AZ31镁合金板材形成强烈的基面织构;在250℃~400℃范围内,变形温度的升高、变形量的增大都会促进镁合金板材棱柱面、锥面等非基面滑移系的启动,从而影响各织构组分的锋锐程度和板材各向异性的强弱。随着变形温度的升高,镁合金板材的各向异性减弱;变形量的增大,镁合金板材的各向异性增强。     

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。     

Sn纳米粒子对AZ31镁合金组织和性能的影响

采用直流电弧等离子体法制备Sn纳米粒子,通过搅拌铸造的方法添加到AZ31镁合金当中。通过金相、扫描电镜和拉伸性能测试等技术,考察了添加不同量的Sn纳米粒子对AZ31镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sn纳米粒子可抑制共晶相以层片状析出,促进β-Mg_(17)Al_(12)相以骨骼状分布在晶界处。重要的是,观察到Sn纳米粒子在镁合金中生成了纳米尺寸的Mg_2Sn颗粒,但主要以颗粒团簇的形式存在。过量添加Sn纳米粒子,会使Mg2Sn纳米级颗粒团聚严重,降低AZ31镁合金的力学性能。结果表明,添加1%Sn(质量分数)纳米粒子,AZ31镁合金的力学性能最优。     

冷锻及再结晶退火对挤压态AZ31镁合金组织的影响

对挤压态AZ31镁合金试样沿挤压方向截取试样(0°试样)和垂直于挤压方向截取试样(90°试样),并分别进行变形量为12%的冷锻变形,在320 ℃下保温不同时间进行再结晶退火。利用金相显微镜和背散射电子衍射技术研究AZ31镁合金的微观组织演变。结果表明：经冷锻变形的0°试样,内部存在大量细小碎晶、{ }-{ }、{ }和{ }-{ }等孪晶,平均小角度取向差频率为0.031,硬度由57HV增至71.3HV,随后的再结晶退火可显著细化原始混晶组织;经冷锻变形的90°试样,内部含有少量的{ }-{ }二次孪晶,平均小角度取向差频率为0.017,硬度由57HV增至69.3HV,再结晶退火时,与0°试样对比,静态再结晶开始及结束时间均被推迟。     

非对称轧制AZ31镁合金板材组织与性能

采用商用连铸连轧AZ31镁合金板材,通过小辊径非对称轧制工艺,研究在150,200,250℃温度条件下多道次非对称轧制对镁合金板材组织、织构和力学性能的影响。结果表明,不同轧制温度下,镁合金板材的晶粒细化机理不同,150℃时以孪晶细化为主,部分晶粒发生动态再结晶,200和250℃时板材晶粒细化机理为动态再结晶。对比分析了对称轧制和非对称轧制板材织构演化规律,随着轧制温度的升高,非对称轧制板材基面织构依次增强,但明显低于对称轧制板材。     

轧制参数对AZ31镁合金织构和室温成形性能的影响

为了获得基面织构强度弱化、室温埃里克森值高的镁合金板材的热轧工艺,采用异步轧制研究轧制温度为250~450 ℃、道次压下率为15%~35%、异速比为1:1.5时轧制工艺对镁合金宏观织构和室温成形性能的影响,并以此设计一组轧制工艺,使轧制后合金织构强度明显弱化,室温埃里克森值得到明显提高。结果表明：提高轧制温度、减小道次压下率可以有效地弱化基面织构,提高镁合金室温成形性能。但是在450 ℃、道次压下率为5%时,轧制后板材晶粒粗大,成形能力较低。经轧制温度为450 ℃、道次压下率为10%的工艺轧制后板材具有优良的室温成形性能,即室温埃里克森值为5.35 mm,此时基面织构强度为9852。     

拉伸取向控制对AZ31镁合金孪生和织构演化的影响

以室温单轴拉伸实验与晶体塑性有限元相结合的方法,通过拉伸取向控制,研究了AZ31镁合金拉伸变形过程中孪生行为、织构演化规律、塑性各向异性之间的关系。基于率相关晶体塑性本构理论,建立了滑移和孪生机制耦合的具有不同取向的晶体塑性本构模型,引入孪晶体积分数研究孪生对AZ31镁合金塑性变形过程中织构演变和力学性能的影响。结果表明,2种不同取向的样品在塑性变形过程中呈现出明显不同的织构演变规律,表现出明显的各向异性。轴向拉伸时孪生被抑制,孪晶激活体积分数低,径向拉伸时孪晶极易产生,孪晶激活体积分数高。轴向试样在整个塑性变形过程中{0001}极图偏移较小,径向试样因大量拉伸孪晶的开启,使得{0001}棱柱面织构的极密度逐渐向RD的正反方向发生明显偏移。     

AZ31镁合金多次变形工艺及其在汽车轮毂上的应用

研究了AZ31镁合金在一次变形和二次变形后的常温抗拉强度的变化规律。结果表明:一次变形以210℃变形强化效果最明显;二次变形可以提高AZ31镁合金的强度。在变形温度为240℃,变形程度达到1．79时,强度最高,可以达到390 MPa,此时复合强化效果最明显,比镦粗后强度提高了约157 MPa,比铸坯均匀化退火后的强度提高了近220 MPa。     

织构对AZ31镁合金温热压缩变形机制影响

在AZ31轧制板材上截取4种具有不同晶粒取向特征的试样,在170℃温热条件下,分别对上述试样进行压缩变形,分析了变形过程中力学性能变化、晶粒取向演化和织构变化,并基于压缩过程施密特因子的分布特征,对上述变形过程中各种微观变形模式的启动趋势进行了分析,最后对上述变形过程的微观启动模式进行了定量计算。分析结果表明：织构明显影响镁合金压缩变形过程的微观变形机制,从而对宏观力学性能产生明显影响,平行于晶粒c轴压缩因大量的柱面滑移系启动而呈现最高应力值。随着晶粒c轴与压缩方向夹角的增大,拉伸孪晶启动量增加而导致织构明显改变。     

AZ31镁合金的各向异性及断裂行为

研究织构和异常长大晶粒对热轧AZ31镁合金力学各向异性和断裂行为的影响.在拉伸轴与板材的法向方向分别呈0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°下进行单轴拉伸实验,观察不同角度下样品的拉伸各向异性.结果表明:由于{1012}孪晶的出现,在0°-30°时样品表现出较低的屈服强度;当角度大于45°时,样品的主要的变形机制为基面和柱面滑移;当角度低于60°时,宏观断口平行于大晶粒拉长的方向;在75°和90°时样品的宏观断口呈锯齿状.     

Improving single pass reduction during cold rolling by controlling initial texture of AZ31 magnesium alloy sheet

The AZ31 magnesium alloy sheets obtained by multi-pass hot rolling were applied to cold rolling and the maximum single pass cold rolling reduction prior to failure of AZ31 magnesium alloy was enhanced to 41%. Larger single pass rolling reduction led to weaker texture during the multi-pass hot rolling procedure. The sheet obtained showed weak basal texture, while the value was only 1/3–1/2 that of general as-rolled AZ31 Mg alloy sheets. It was beneficial for the enhancement of further cold rolling formability despite of the coarser grain size. The deformation mechanism for the formation of texture in AZ31 magnesium alloy sheet was also analyzed in detail.     

Texture evolution of extruded AZ31 magnesium alloy sheets

The evolution of texture during the annealing and hot rolling process of extruded AZ31 magnesium alloy sheets was studied. There are two kinds of texture components in the extruded AZ31 sheets. One is {0002}<1-010> and the other is {1-010}<1-120>. The {0002}<1-010>component predominates. After annealing at 723 K for 3 h, both {0002}<1-010> and {1-010}<1-120> components are strengthened moderately. This indicates that grains with both two components mentioned above grow faster than those with other orientations. The {1-010}<1-120> component disappears and the intensity of {0002}<1-010> component decreases significantly after hot rolling with a 30% reduction at 623 K. This is mainly attributed to rotational dynamic recrystallization (RDX) during the hot rolling.