AZ31镁合金板材双向循环弯曲的孪晶组织及织构

采用等温双向循环弯曲工艺(bidirectional cyclic bending technology,BCBT)改善了AZ31镁合金板材的微观组织、织构和力学性能。循环弯曲变形能够产生压缩变形与拉伸变形的交替变化,使镁合金材料发生压缩变形→孪晶组织形成→发生动态再结晶→孪晶消失→晶粒细化的组织演变过程,形成分布均匀的细小的晶粒组织,改善了镁合金材料性能。AZ31镁合金板材在变形温度为483 K时经过3个道次的等温双向循环弯曲变形后,基面织构得到明显弱化,织构强度由原始9.59降低到变形后3.54,平均晶粒尺寸为12.2μm。在变形温度443 K,经过1个道次变形后,AZ31镁合金板材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为225 MPa。与原始坯料力能参数相比,抗拉强度提高了19%,屈服强度提高了28%。当变形温度483 K循环变形3道次时,材料的伸长率为17.1%,比原始材料提高了42%。     

AZ31镁合金板材等温弯曲实验研究

对AZ31镁合金板材的等温弯曲变形过程进行了数值模拟,分析了其变形特点以及金属流动规律,确定了合理的变形参数,即弯曲凸模半径为8 mm,凸模间距为38 mm。同时,研制了AZ31镁合金板材的等温弯曲实验装置,并对AZ31镁合金板材在不同变形温度下进行了不同道次的等温弯曲实验研究,分析了镁合金板材微观组织的变化规律。AZ31镁合金板材经过等温弯曲变形后,其室温伸长率达到17.1%,而原始AZ31镁合金板材的室温伸长率为12.4%,提高了42%。     

AZ31镁合金板材低温双向反复弯曲变形及退火过程的组织演化

对AZ31镁合金热轧板材在423 K进行了双向反复弯曲变形及523 K退火处理,利用OM及SEM/EBSD技术研究了该工艺过程中的组织和织构演化规律.结果表明,孪生为其主要的变形机制,随着变形道次的增加,靠近表面的晶粒中不断地累积孪生变形,并最终被高密度的孪晶分割细化;而中部组织变化不大,仅有少量孪晶产生;样品趋向于形...     

弯曲矫直变形路径对ZK60镁合金板材组织及性能的影响

通过弯曲矫直工艺在较大尺寸的ZK60镁合金板材中成功预置大体积分数的拉伸孪晶,研究了在200℃沿RD(轧向)和TD(横向)方向弯曲矫直对板材组织及力学性能的影响。结果表明,不同弯曲矫直方向下ZK60镁合金板材的组织和性能不同。沿RD方向进行弯曲矫直时产生的拉伸孪晶数量要高于沿TD方向弯曲矫直时产生的;在沿RD方向进行拉伸时,沿RD方向进行弯曲矫直的试样屈服强度降低,抗拉强度升高,而沿TD方向进行弯曲矫直的试样屈服强度会大幅升高,抗拉强度略有升高。在沿TD方向进行拉伸时,沿TD或者RD方向进行弯曲矫直的试样屈服强度和抗拉强度都会提高。经过弯曲矫直之后的应变硬化指数(n值)有所提高,塑性应变比(r值)大幅下降,有利于改善镁合金板材的塑性成形性能。     

等温循环镦粗挤压工艺对ZK60镁合金微观组织及力学性能的影响

通过有限元模拟及一种新型变形均匀性评价方法,对循环镦挤成形模具结构与工艺参数进行了优化,在此基础上,针对ZK60镁合金开展了 3道次循环镦粗挤压试验,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验等手段研究了变形过程中的组织演变及其力学性能响应.结果表明,变形温度为380℃、模具入口角为60°时,合金变形均匀性最佳...     

AZ31镁合金板材低温双向反复弯曲及退火下的织构弱化

对AZ31镁合金热轧板材在423 K进行6道次双向反复弯曲变形,随后在523 K退火1 000 s,利用光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术研究该工艺过程中组织及织构的演变规律。结果表明:孪生是主要变形机制;在523 K退火1 000 s后,边部组织已经完全静态再结晶,晶粒明显细化,而中部组织仅发生晶粒长大,最终形成两边晶粒细小、中间晶粒粗大的双向梯度组织。退火态样品内部织构得到弱化,从板材几何中心处至两表面,织构强度逐渐降低,沿板厚方向呈不严格的对称梯度分布;靠近板材上表面区域织构发生弱化和随机化,靠近板材下表面区域晶粒取向集中在取向因子为0.5的方向,而板材几何中心处仅部分晶粒取向发生偏转,取向因子呈双峰分布。     

AZ31镁合金板材弯曲行为的研究

对AZ31镁合金轧制过后的中厚板进行弯曲行为研究,以探究温度对镁合金板材的弯曲的影响以及弯曲过程中镁合金板材组织变化。结果发现,弯曲断裂应力随温度升高而大幅下降,其主要原因是温度升高导致非基面滑移和孪生被激活使得板材的变形抗力下降。通过模拟弯曲过程得到镁板内侧主要受压应力,外侧主要受拉应力,实际卷取过程中断裂应变大于弯曲断裂应变。在100℃弯曲过程中镁板的拉伸区产生孪晶数量远少于压缩区,拉伸区再结晶晶粒占比为2.10%,变形晶粒占比高,大部分晶界为小角度晶界,位错密度大,（0001）极密度点在轧制接触面法向（ND）方向聚集,晶粒c轴取向向ND方向转动,导致拉伸区变形程度大、协调性差,更易发生断裂。     

冷热循环处理对铸态镁合金组织及力学性能的影响

采用硬度检测、拉伸试验、TEM、SEM观察等方法对于两种经过冷热循环处理后的铸态镁合金AZ91和ZK60在力学性能及微观组织的变化进行了研究。研究结果表明:冷热循环处理比单独热处理或深冷处理能更有效提高合金力学性能,对于AZ91镁合金深冷处理24 h+T6效果最明显,对ZK60合金,深冷处理16 h+T6的循环处理则是最佳工艺。冷热循环处理后改变了AZ91合金中β-Mg17Al12相的数量和形貌,而在ZK60合金组织中则发现了细小的杆状相和碟状相析出。     

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。     

AZ31镁合金薄板经不同累积应变的连续弯曲变形后的显微组织与成形性能

对AZ31镁合金板材进行不同累积应变的连续弯曲变形及退火处理,随后对显微组织与力学性能的变化进行了研究。结果表明:经不同累积应变的连续弯曲变形后,镁合金板材的显微组织中没有发现孪晶,退火后,板材表层的晶粒异常长大,粗晶层的厚度随着累积应变的增加而增加,并且镁合金板材的织构朝RD方向偏转,偏转角度随累积应变的增加而增大;与原始板材相比,连续弯曲变形及退火处理使镁合金板材呈现出较好的室温成形性能(杯突值由2.3 mm提高到4.9 mm,提高了~113%),这主要归因于基面织构的改善使镁合金板材的r值减小与n值增大。     

Microstructure and Mechanical Properties of Mg–3Al–Zn Magnesium Alloy Sheet by Hot Shear Spinning

Hot shear spinning experiments with Mg–3.0 Al–1.0 Zn–0.5 Mn(AZ31 B, wt%) magnesium alloy sheets were conducted at various temperatures, spindle speeds and feed ratios to investigate the effects of these processing parameters on the microstructure, crystallographic texture and mechanical properties. The AZ31 B sheet displayed good shear formability at temperatures from 473 to 673 K, spindle speeds from 300 to 600 rev/min and feed ratios from 0.1 to 0.5 mm/rev. During the dynamic recrystallization process, the grain size and texture were affected by the deformation temperature of the hot shear spinning process. Each of the spun sheets presented a strong basal texture, and the c-axis of most of the grains was parallel to the normal direction. The optimal hot shear spinning parameters were determined to be a temperature of 473 K, a spindle speed of 300 rev/min and a feed ratio of 0.1 mm/rev. The yield strength, ultimate tensile strength and elongation in the rolled direction reached 221 MPa, 288 MPa and 14.1%, and those in the transverse direction reached 205 MPa, 280 MPa and 12.4%, respectively. The improved strength and decreased mechanical anisotropy resulted from the fine grain size and strong basal texture.     

等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

高精度AZ31镁合金薄壁管件等温挤压后的组织与性能

研究了不同条件下AZ3l镁合金管材的等温挤压情况,并对挤压前后材料组织与力学性能的变化进行了分析.研究结果表明,AZ31镁合金热挤压时发生了动态再结晶,材料组织比铸态时细化,力学性能大幅度提高;在(653±10)K挤压温度范围内金属流动均匀,挤出管材尺寸精度较高,力学性能良好;从综合性能看,AZ31镁合金挤压产品的合适退火工艺为573 K × 2 h;此时管材的机械拉伸强度为260 MPa,伸长率为23%.     

搅拌摩擦加工MB8镁合金的组织与力学性能分析

研究了MB8(Mg-1.5Mn-0.3Ce)合金在FSP不同工艺参数条件下的组织和力学性能。试验在加工速度恒定为60mm/min,旋转速度分别为800、1200和1800r/min的条件下进行。结果表明,经FSP加工,原始轧制态MB8镁合金的粗大不均匀组织受到搅拌头的剧烈搅拌作用而破碎、分散,并发生动态再结晶,获得细小、均匀的等轴晶粒。在转速为800r/min时,搅拌区的平均晶粒尺寸由原始轧制态的16.5μm细化至6μm。常温拉伸试验结果表明,MB8镁合金经FSP加工后抗拉强度大幅下降,但伸长率显著增大,在1200r/min时伸长率达57%,是原始材料伸长率的160%。此外,采用SEM观察拉伸试样断口,分析了MB8镁合金的断裂机制。     

Mg-4Zn-0.5Er-1Y镁合金板材的组织与力学性能

研究了Mg-4Zn-0.5Er-1Y变形合金轧制板材在经200～380℃,保温0.5～4h退火处理后,合金显微组织的演变及其力学性能的变化规律。结果表明,该合金退火后均出现明显的动态再结晶组织,且晶粒比较细小,基体中存在大量含有稀土元素的第二相,这些第二相在热轧状态下破碎成细小的颗粒,促进了动态再结晶晶粒的异质形核。合金退火处理后的强度较原轧制态降低,但塑性却得到明显的改善。最佳退火温度为350℃,保温0.5h后晶粒尺寸约为8μm,抗拉强度为276MPa,伸长率达到最大为22.5%。经过计算可知,该合金再结晶晶界迁移激活能为22.76kJ/mol,同时建立了该合金再结晶晶粒长大的动力学模型。     

等通道转角挤压对Mg-12Al-0.7Si合金组织与性能的影响(英文)EI北大核心CSCD

研究了Mg-12Al-0.7Si镁合金在等通道转角挤压过程中微观组织与力学性能随着挤压道次的变化行为。结果表明,随着挤压道次的增加,基体晶粒不断细化。6道次细化效果最佳,从铸态约90μm细化至约8μm,连续网状分布的β-Mg17Al12相被挤碎至约4μm,汉字状Mg2Si相破碎且趋于均匀分布,8道次挤压后平均尺寸为2～3μm。室温抗拉强度和伸长率在6道次和8道次挤压后达到最高,分别为293 MPa和5.1%。高温抗拉强度和伸长率在2道次和6道次挤压后最佳,分别为204 MPa和34.4%。基面(0002)晶面取向随挤压道次增加而逐渐增强,形成基面变形织构。     

往复挤压ZK60-CT镁合金组织演化

对ZK60镁合金进行了不同道次的往复挤压,研究往复挤压条件下组织演化。结果表明:往复挤压道次的增加有利于晶粒的细化和强化相的析出。4道次往复挤压后晶粒为6μm的均匀等轴晶,析出相细小、均匀、弥散分布;正挤压-ZK60-CT镁合金组织不稳定,往复挤压有利于提高ZK60镁合金组织稳定性;往复挤压ZK60-CT镁合金的细化机制为动态再结晶细化和粒子细化。     

热处理对Mg-Y-Mn-Sc合金显微组织演变的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等研究了MgY5Mn1Sc0．3镁合金的显微组织特征及热处理条件下的组织结构演变行为。结果表明：铸态组织由粗大的晶粒构成，晶内出现大量“辫子”状孪晶和呈线状排列的颗粒相，晶内和晶界上没有观察到枝晶和共晶组织，Y元素出现严重偏聚，主要富集在颗粒相中。在固溶处理条件下，组织结构演变和再结晶同时发生，伴随发生组织“球化”、分散相的溶解和聚集以及晶粒由大变小再由小变大。通过维氏硬度HV10的测定，探讨了试验合金的热处理行为。     

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.     

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。