不同叠轧工艺对AZ31B镁合金超薄板材组织及轧制成形能力的影响

试验研究了不同叠轧工艺对AZ31B镁合金板材微观组织及轧制成形能力的影响。研究结果表明,采用厚板夹薄板的叠轧工艺可成功制备出厚度为0.05 mm的AZ31镁合金超薄板材,且表面质量良好,无边裂现象,平均晶粒尺寸约5μm。这种叠轧工艺可以有效细化合金板材组织,显著改善AZ31镁合金超薄板的轧制成形能力。     

轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响

在不同轧制温度对AZ31B镁合金薄板进行了温轧,对不同厚度板带的边裂和显微组织进行了观察和分析。通过轧制试验研究了轧制温度对AZ31B镁合金薄带的边裂和显微组织的影响。结果表明:镁合金薄板温轧边裂是由剪切变形引起的。随着轧制温度的升高,裂纹的深度和间隔都大幅度减小,孪晶数量减少,晶粒尺寸增大。在220℃轧制能够有效抑制边裂的产生,并得到较为理想的晶粒组织。     

不同轧制方式对AZ31B镁合金薄板组织性能的影响

试验研究了不同热轧方式(横轧、纵轧、交叉轧制)对AZ31B镁合金板材组织和力学性能的影响。结果表明,交叉轧制可使AZ31B镁合金板材组织的均匀性和晶粒细化效果显著提高,与横轧和纵轧后板材的平均晶粒尺寸10μm~20μm相比,交叉轧制后板材的平均晶粒尺寸仅为5μm~6μm,仅有少数的大于10μm。交叉轧制方式的镁合金板材抗拉强度大于其他两种轧制方式的,三者的伸长率几乎接近。经过交叉轧制的镁合金板材无明显各向异性,更有利于下一步的叠轧及冲压等塑性再加工。     

轧制工艺对汽车用镁合金板材组织和性能的影响

对AZ31镁合金铸轧板材进行了不同初轧温度的多道次不同路径轧制试验。通过显微组织观察、室温拉伸试验研究了不同初轧温度和轧制路径对AZ31镁合金板材的组织和性能的影响。结果表明:在300~450℃,随着初轧温度的升高,AZ31镁合金板材试样平均晶粒尺寸逐渐增大,初轧温度达到450℃时,晶粒发生明显长大。相同初轧温度下,轧制方向交替变化轧制的AZ31镁合金板材试样比单向轧制试样晶粒更为细小。随着初轧温度的升高,试样的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,伸长率先降低后升高。采用轧制方向交替变化轧制的AZ31镁合金板材具有更优的力学性能。     

AZ31B镁合金热轧后组织性能预测模型的建立

在压下量为10%~40%、轧制速度为0.1~0.8 m/s、初轧温度为250~400℃条件下对AZ31B镁合金进行轧制实验,对轧后镁板的微观组织和力学性能进行综合研究。引入Zener-Hollomon参数,综合考虑初轧温度T、变形速率ε,建立平均晶粒尺寸预测模型;对轧后镁板抗拉强度与平均晶粒尺寸关系进行非线性拟合解析,建立抗拉强度数学模型,基于上述模型建立AZ31B镁合金热轧后组织性能预测模型。结果表明,轧后镁板微观平均晶粒尺寸与宏观抗拉性能存在较强相关性,解析精确度取决于轧前工艺参数的制定,精确求解变形速率ε可有效提高晶粒尺寸及抗拉强度的预测精度;AZ31B镁合金热轧后组织性能预测模型既能指导热轧前设计最优的轧制制度,又能根据轧前工艺参数在线检测进行热轧后镁板组织及性能的综合评估。     

变形工艺对AZ31B镁合金薄板组织与力学性能的影响

将不同厚度的铸态AZ31B变形镁合金板加热至673K,进行多道次轧制,每道次的下轧量约为1mm.最终轧制成2mm厚的薄板.对热轧板进行523Kx60min的退火处理;并对热轧态和退火态的薄板进行组织观察与力学性能测试.结果表明,AZ31B镁合金铸板经过热轧后,组织得到明显细化,力学性能得到大幅度提高.当应变量为1.4时,热轧态AZ31B镁合金板材的抗拉强度为290MPa,伸长率为18％;热轧板经523Kx60min退火处理后,合金的抗拉强度较热轧态略有下降,但伸长率大幅度提高,合金呈现良好的组织与力学性能.     

镁合金板材轧制润滑技术的研究进展

介绍了镁合金板材轧制时的润滑特点和作用,并对现有的镁合金板材轧制润滑剂的状况进行了分析。主要介绍一种新的镁合金板材量化轧制润滑技术,合理地设置了润滑油质点在辊面的附着位置,确定了界面润滑需要的油量以及适时分段的供油方法。轧制后的AZ31镁合金板材经过宏观观察,轧后辊面、板面光亮,辊面未发生黏附现象,满足轧制需求。     

轧制工艺对铸轧AZ31镁合金板材组织的影响

观察了铸轧AZ31镁合金板材经不同异步比轧后试样的显微组织。结果表明,与同步轧制相比,异步轧制能显著降低AZ31镁合金的动态再结晶温度,细化晶粒,并且提高其低温轧制时的成形能力,无需中间退火处理即可制备出最终厚度为0.7 mm的镁合金薄板。同时,异步轧制能够明显减弱板材的基面织构,但其强度并不随异步比增加呈现明显的单调递减规律。     

激光冲击处理对AZ31B镁合金表面质量的影响

为了研究激光冲击处理对AZ31B镁合金表面质量的影响,采用波长1 064 nm、脉冲宽度15 ns、脉冲能量10 J、光斑直径3mm的钕玻璃脉冲激光器,对轧制态AZ31B镁合金薄板试样表面进行激光冲击处理。试验结果表明:单次冲击所形成的凹坑深度达到39.122μm;由于激光能量分布不均匀,导致AZ31B镁合金表面粗糙度值增大。     

含氮硼酸酯对轧制铝板摩擦学性能及表面质量的影响

目的探讨含氮硼酸脂的摩擦学性能及轧制润滑性能。方法合成一种新型含氮硼酸酯挤压抗磨添加剂(NB)。将合成的含氮硼酸酯分别和磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯进行复配后加入铝材轧制基础油中,配制成多种铝材轧制润滑油。利用四球摩擦磨损试验机考察多种铝材轧制润滑油摩擦学性能,利用轧制实验考察其轧制润滑性能,利用扫描电子显微镜观察轧后表面形貌。对多组样品的磨斑直径、摩擦系数、最大无卡咬负荷、轧制压力、轧制摩擦系数、最小可轧厚度和轧后表面质量进行对比,探究含氮硼酸酯复配比例对铝材轧制润滑油摩擦学性能和轧制润滑性能的影响。结果当含氮硼酸酯和磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯的复配系数为0.5和0.25时,样品的摩擦系数分别降低了35.2%和18.4%,磨斑直径分别降低了48.4%和19%,表现出比单体添加剂更好的抗磨减摩效果。轧制实验也表明,添加含氮硼酸酯后,实验轧制压力降低到了164 MPa和160 MPa,轧制摩擦系数降低到了0.076和0.078,最小可轧厚度分别减少了23%和21%。轧后铝板表面平整,犁沟深浅均一,表面质量好。结论铝材轧制基础油中加入含氮硼酸酯后,改善了摩擦学性能和轧制润滑性能。含氮硼酸酯分别与磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯复配后具有良好的协同效应,轧件表面质量好。     

加热温度对AZ31镁合金薄板组织性能的影响

通过对AZ31镁合金板带在不同加热温度的轧制过程观察,测量了不同轧制温度下板带的力学性能,并对其组织进行了分析。分析结果表明,轧制变形使板带晶粒细化,抗拉强度增加,伸长率降低;随着加热温度的升高,发生部分再结晶行为,AZ31镁合金板带的抗拉强度略有下降,屈服强度下降,伸长率提高,晶粒细化。     

铝板带轧制油润滑性能与腐蚀性能相关性研究

为满足现代铝板带轧制高速、宽幅及大压下量的要求,极压抗磨剂开始加入到轧制油中以提高其润滑性能。然而,极压抗磨剂的使用对铝板带表面产生的腐蚀问题不容忽视。如何平衡在加入极压抗磨剂后轧制油的润滑能力和腐蚀性能,成为一项值得研究的科学问题。为此,结合摩擦学测试、轧制润滑试验和金属全浸腐蚀试验,对含极压抗磨剂的铝板带新型轧制油的润滑与腐蚀性能相关性进行研究。结果表明,加入磷酸酯(PE)型极压抗磨剂,油膜强度显著提高,轧后铝板带厚度明显减薄,最小可轧厚度为0. 160 mm;进一步观察轧后表面形貌发现,轧后铝板带表面孔洞、撕裂等缺陷明显减少,表现出良好的润滑性能;腐蚀试验表明,加入磷酸酯后,在铝板带表面产生不同程度的腐蚀,并且随着磷酸酯含量的增加,其腐蚀速率逐渐增大,最高达到0. 072 mm/a;铝板表面发生不同程度的变黑现象,铝板表面有一层含P元素的覆盖层。     

小应变终轧时终轧温度对AZ31镁合金板材组织与性能的影响

研究了小应变(5%)终轧条件下终轧温度(350、450、550℃)对AZ31镁合金板材微观组织、晶粒取向、力学性能及成形性能的影响。结果表明:小应变轧制条件下,随着终轧温度的升高,板材的晶粒尺寸显著增加、基面晶粒取向略有减弱,导致板材室温埃里克森值从3.7 mm提高到4.6 mm(增幅为24%)。因此,对晶粒尺寸而言,基面晶粒取向对镁合金板材室温成形性能的影响更为显著。     

AZ31镁合金中厚板轧制温度场的数值模拟与实验验证

通过数值模拟分析了AZ31镁合金中厚板在轧制变形区的温度分布，建立了轧后镁板平均温度关于轧辊温度、轧制速度、轧制压下量、板材厚度的经验公式，并辅以相应的实验验证。结果表明：当镁板较薄、轧制速度较小时，镁板中心层的塑性变形热在轧制变形区向表层传递，中心层的温升不能代表镁板塑形变形产生的温升；轧后镁板的平均温度与轧辊温度、轧制速度、轧制压下量正相关，与板材厚度反相关；轧后镁板平均温度的计算值与实验值的最大相对误差为8.34%，平均相对误差为7.4%，经验公式能很好的预测轧后镁板的平均温度。经验公式的提出，利于实现“AZ31镁合金板材的等温轧制”控制；对镁合金轧制工艺制度的合理制定以及后续轧制设备的选择有重要指导意义。     

AZ31镁合金轧制变形后组织性能研究

本文研究了不同轧制变形量和轧制速度对AZ31镁合金板材微观组织和力学性能的影响。轧制变形可显著细化AZ31镁合金板材的晶粒尺寸并提高其综合力学性能。当轧制速度为5m/min,轧制变形量为50%时,板材平均晶粒尺寸最细可达到9μm,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到280MPa、180MPa和30%以上,同时探讨了AZ31镁合金屈服强度与晶粒大小之间的关系。在大量AZ31镁合金轧制相关文献和本文一系列实验研究的基础上,对比分析了不同轧制工艺对AZ31镁合金综合力学性能的影响。研究表明,本文所采用轧制工艺可显著提高AZ31镁合金板材的综合力学性能,同时降低板材轧向和横向的各向异性。     

AZ31B镁合金板材轧制边裂与温度场研究

在轧制温度为350℃,轧制速度为0.5 m/s,压下量分别为20%,30%,40%的不同工艺条件下,对规格为150mm×150 mm×7 mm的AZ31B镁合金铸轧板材进行了轧制实验和数值模拟研究。对镁合金板材的表面温度场和裂纹应力状态进行了分析,并建立了其表面温度梯度数学模型。分析在不同轧制条件下AZ31B镁合金板的边裂损伤和温度分布的有限元数值模拟结果以及轧后显微组织,并将数值模拟计算结果和实验结果进行比较。结果表明:在同一温度条件下,随着轧制压下量的增大,镁合金板塑性变形产生的热量增大,而小压下量条件容易促进MgZn2和Mg2Si等脆性相的产生。因此,减少长条形孪晶和脆性相产生是控制边部裂纹的关键因素之一。     

AZ31镁合金轧制变形后组织与性能研究

研究了不同轧制变形量和轧制速度对AZ31镁合金板材微观组织和力学性能的影响。轧制变形可显著细化AZ31镁合金板材的晶粒尺寸并提高其综合力学性能。当轧制速度为5 m/min,轧制变形量为50%时,板材平均晶粒尺寸最细可达到9μm,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到280、180 MPa和30%以上,同时探讨了AZ31镁合金屈服强度与晶粒大小之间的关系。在大量AZ31镁合金轧制文献数据和本实验一系列数据的基础上,对比分析了不同轧制工艺对AZ31镁合金综合力学性能的影响。研究表明,本实验所采用轧制工艺可显著提高AZ31镁合金板材的综合力学性能,同时降低板材轧向(RD)和横向(TD)的各向异性。     

AZ31B变形镁合金压力成形

总结了AZ31B变形镁合金挤压、轧制和热冲压拉深的研究工作。AZ31B挤压板材无裂纹、无烧损,其组织呈晶粒细小的等轴晶;用分流挤压铝合金技术可生产挤压比不大于45,厚度不小于1 5mm的非薄壁镁合金管材;交叉轧制的镁合金薄板的A显著提高,Rp0.2和Rm明显下降;单向轧制时,则出现相反的结果。采用机械冲压法成功地热冲压出60mm×60mm×20mm的方形件,无裂纹现象。     

小应变条件下终轧速度对AZ31镁合金板材组织与性能的影响

研究了小应变条件下(5%),终轧速度(0.1、0.2、0.4 m/s)对AZ31镁合金板材微观组织、晶粒取向、力学性能及成形性能的影响。结果表明:小应变轧制条件下,随着终轧速度的增加,板材的晶粒尺寸显著增加,基面晶粒取向略有减弱,板材室温埃里克森(IE)值从4.1 mm提高到4.6 mm。对高温小应变轧制板材中依然存在一些孪晶的原因以及室温成形性能略有提升的原因进行了讨论。     

MnE21镁合金轧制薄带的组织和性能

为了获得稀土镁合金薄带,采用挤压-轧制联合工艺路线,对厚度为1.4 mm的MnE21镁合金挤压板坯进行轧制试验。采用温轧工艺轧制出厚度为0.5 mm、0.4 mm、0.3 mm、0.2 mm的薄带,并对不同厚度的轧制薄带进行了微观组织和力学性能的对比分析。结果表明,不同厚度的薄带的抗拉强度Rm相差并不明显,Rm维持在200 N/mm2左右,但随着板带减薄,各向异性逐渐减小。MnE21镁合金薄带中的稀土相细小且均匀分布,合金的组织得到充分细化。