AZ31镁合金等温条件下组织演变及晶粒长大模型

对AZ31镁合金板材进行固溶处理,在150~450℃的温度范围内,研究等温条件下加热温度和保温时间对AZ31镁合金晶粒尺寸变化规律的影响。研究结果表明:当加热温度一定时,晶粒尺寸随保温时间延长而增大;保温时间一定时,加热温度在150~250℃范围内,晶粒尺寸随温度升高先增加再减小;温度大于250℃时,晶粒尺寸随温度升高逐渐增大。基于250~450℃实验数据,构建晶粒长大模型,并验证了该模型的准确性。     

热挤压镁合金AZ91的微观组织及其力学行为

研究了热挤压镁合金AZ91的微观组织以及在不同试验温度和不同的热处理条件下的拉伸力学性能.结果表明：热挤压可以显著减小AZ91合金的晶粒尺寸，其拉伸力学性能与试验温度密切相关；可以通过热处理来改善其拉伸力学性能，其中人工时效及固溶时效工艺均是改善和提高挤压后AZ91镁合金力学性能的有效途径.此外，利用扫描电镜分析了AZ91镁合金拉伸试样的断口形貌，并探讨了其拉伸断裂机制.     

元胞自动机法在316LN不锈钢晶粒长大过程模拟中的应用

结合晶粒长大过程中的物理基础,采用热激活、曲率驱动和能量耗散机制,引入能量降幅最大判据,建立了描述316LN不锈钢晶粒正常长大的元胞自动机模型,对316LN不锈钢晶粒长大过程进行模拟,模拟结果较准确地反映了晶粒正常长大规律。通过将模拟和试验的晶粒生长指数进行对比,表明在试验温度范围内,该模型可用于预测316LN不锈钢的晶粒尺寸。     

基于余氏理论及元胞自动机的Ti⁃2Nb合金组织模拟

钛合金因具有高强度、低密度、耐腐蚀等优良性能而广泛应用于航空航天领域,因此从理论上研究钛合金组织演变规律对新型钛合金的定量设计十分必要。利用余氏理论计算价电子结构参数,结合元胞自动机规则,建立了Ti?2Nb合金β相组织模拟方法,对Ti?2Nb合金在1 000、1 050、1 100、1 150、1 200 ℃固溶时的微观组织进行了模拟。结果表明,该模型能够将相结构单元与β相组织形核长大建立关联;β相组织形核点数量与固溶温度的定量关系式可以通过余氏理论计算的相结构单元结合能进行表征;β相组织的晶粒尺寸随固溶时间的演变可以通过模拟步长建立关联。研究结果可为合金成分、制备工艺、组织、性能定量关系的建立提供可借鉴的思路。     

AZ31+Y+Sr镁合金板超塑成形中空洞演化

针对添加了Y和Sr元素双辊连铸连轧(TRC)AZ31镁合金板材气胀成形过程中空洞形成进行了研究,采用了双辊连铸连轧工艺制备出1 mm厚的AZ31和AZ31+Y+Sr板材,并进行了气胀成形实验.通过宏观测量与金相观察对胀形件进行分析,结果表明:连铸连轧工艺能够有效细化晶粒,在同等温度条件下,添加了Y和Sr元素的AZ31板材其超塑性能比普通双辊连铸连轧AZ31板材有显著提高;胀形件顶部比球面的空洞尺寸大、数量多,空洞的形成经过了形核、长大和聚合三个阶段,最终导致材料的断裂.     

镁合金强韧化复合机制与方法的探索

由于单独的“固溶-时效强化”应用于镁合金时，其强韧化效果较低.为此，针对镁合金Hall Petch系数较大的特点，将“晶粒细化”和“时效强化”两种机制耦合或复合在一起，设计了“激冷固溶时效”、“固溶形变时效”两种方法，由此显著地提高了AZ91镁合金的强韧性水平.在试验条件下，经“激冷固溶时效”后的镁合金AZ91的压缩断裂强度和屈服强度可分别达到335.3 MPa和225.91 MPa；经“固溶形变时效”后的镁合金AZ91的抗拉强度、屈服强度和延伸率可分别达到350 MPa、300 MPa和10%以上.     

晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.     

粗晶粒铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能

研究了具有较大晶粒尺寸铸轧态AZ31镁合金的高温拉伸性能。通过热处理获得晶粒尺寸d=27．8μm的板材,对不同试样,在温度分别为300,350,400,450℃恒温条件下,以10^-3s^-1和10^-3s^-1恒定拉伸速率对试样进行拉伸至失效实验。结果表明,粗晶粒AZ31镁合金在450℃和10^-3s^-1条件下达到最大的延伸率106．7％。拉伸试样断口形貌的分析表明,450℃时出现丝状物质是合金出现液态zn的结果。少量的液相可以释放应力集中和协调此时的变形过程。与细晶粒铸轧态AZ31相比,在拉伸条件相同和晶粒尺寸不同的情况下,粗晶粒的塑形较低,其原因是晶界滑移在变形时所作贡献少。     

镁合金复合变形微观组织和力学性能研究

对AZ31镁合金压痕-压平复合变形进行实验研究。研究结果表明,镁合金材料在低温塑性变形时,孪晶及孪生变形是主要变形机制;变形温度越高,孪晶组织越少;复合变形系数越大,孪晶组织越多,在晶粒内部产生了大量的孪晶组织;并且在晶界处开始发生动态再结晶,产生细小的动态再结晶晶粒;随着塑性变形程度的增大,晶粒取向开始发生变化,动态再结晶晶粒开始长大,直到覆盖初始的粗大晶粒,晶粒得到细化。当压缩率达到29%后,发生完全动态再结晶,晶粒得到充分的细化,晶粒平均尺寸达到8μm。当复合变形系数0.2时,组织中的孪晶数量较少,晶粒平均尺寸达到20μm。经过复合变形的AZ31镁合金板材的屈服强度达到212MPa,抗拉强度达到298MPa,延伸率提高至17.2%,分别提高20.1%、25.4%、34.3%。     

AZ31镁合金压弯-压平复合变形孪晶组织及力学性能

分析镁合金压弯-压平复合变形特征,确定复合变形工艺参数,对AZ31镁合金压弯-压平复合变形进行了实验研究。研究结果表明,随着变形温度的增大,镁合金在压弯-压平复合变形过程中出现明显的孪晶组织,当变形温度为498K时,孪晶组织的比例最大,孪生为主要变形机制。当变形温度为483K时,细小的再结晶晶粒替代初始的孪晶区域带,平均晶粒尺寸为12.2μm。当变形温度为443K时,经过压弯-压平复合变形后的AZ31镁合金成形性能得到明显提高,当变形温度在483K时,循环变形道次为3次时,AZ31镁合金的延伸率为17.1%,较原始材料提高42%。     

MgCO_3对AZ31镁合金晶粒的细化

研究了MgCO3对AZ31镁合金凝固组织的影响。结果表明:随着MgCO3的增加,合金中的β-Mg17Al12相由晶内分布变为晶间分布。在AZ31中添加0.6%的MgCO3,于760℃时保温10min,细化效果最佳。α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至100μm,降低幅度约为82.5%,抗拉强度提高了57.9%,延伸率约提高了11.1%。通过能谱分析,结合能计算及自由能计算证实,细化机理是MgCO3反应后生成的部分Al4C3质点作为异质核心细化晶粒。多余的Al4C3质点钉扎晶界阻碍晶粒长大。Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用。合金元素的分布均有改变。     

退火处理对单道次轧制镁合金薄板组织的影响

变形镁合金因其优越的性能越来越受到国内外研究者的重视。采用单道次轧制的方法轧制出厚度为0.4 mm的AZ31镁合金薄板。对轧制后的薄板在不同温度、不同保温时间下进行退火处理,分析薄板在不同退火条件下的微观组织变化。结果表明:薄板经退火处理后组织变得更加细小均匀,平均晶粒尺寸为5μm。退火温度和保温时间共同影响着薄板的晶粒度,在320℃退火并保温80 min时平均晶粒度最小,仅有4.02μm。     

Cl^-浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

研究了AZ31镁合金在不同Cl^-浓度和pH值的NaCI溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述。并对其腐蚀机理进行了探讨。经NaCl溶液腐蚀的AZ31镁合金呈现出明显的点蚀特征。随着Cl^-浓度的增大,金属的阳极溶解和局部腐蚀加剧,AZ31镁合金的腐蚀速率也急剧增加,腐蚀程度加重。同时,溶液pH值的增大有利于AZ31铁合金表面形成更稳定的Mg（OH）2钝化膜。于是,随着溶液pH值从7增大到12,AZ31镁合金的腐蚀速率减小,耐腐蚀性能增强。     

T4处理后AZ91镁合金焊接接头组织演变规律

为了明确固溶(T4)处理工艺参数对AZ91镁合金焊接接头组织演变规律的影响,需要进行T4处理优化设计,确定最佳热处理工艺.热处理后分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析.结果表明,T4处理可以改变接头的组织形态,影响第二相β-Mg17Al12的位置,增大晶粒尺寸,特别是粗晶区;较为合理的T4参数可以提高抗拉强度,提高塑性,降低硬度;AZ91镁合金固溶处理的最佳工艺条件为420℃×15 h,抗拉强度为274.28 MPa.     

Quick surface treatment of AZ31B by AC micro-arc oxidation

In order to explore an effective way to shorten treatment time and enhance the quality of treatment coating, AC micro-arc oxidation was conducted to treat the surface of AZ31 B deformation magnesium alloy in KF+KOH treatment solution. The infl uences of micro-arc oxidation parameters such as concentration of KF, concentration of KOH, output voltage of booster, temperature of treatment solution, and treatment time on treatment coating thickness were raveled out under different conditions. The structure and composition of treatment coating were determined, the growth mechanism of treatment coating was discussed, and the quick surface treatment technology for compact treatment coating with maximum thickness was developed. The experimental results show that: A maximum 33 μm-thick compact treatment coating, consisting of MgF2 and MgO mainly, can be formed on AZ31 B in 112 s under the conditions of 1 132 g/L KF, 382 g/L KOH, 66 V for output voltage of booster and 34 ℃ of treatment solution which were optimized by a genetic algorithm from the model established by artifi cial neural networks. There are no "crater-shaped" pores in this treatment coating as the heat shock resulting from the smooth variation of AC sinusoidal voltage is far smaller than that of the rigidly varied DC or pulse current. The treatment time is only one sixth of that adopted in the other surface treatment technology at best, principally for the reason that the coating can always grow irrespective of the electric potential of AZ31 B. This investigation lays a fi rm foundation for the extensive application of magnesium alloy.     

Corrosion behavior of amorphous/nanocrystalline Al-Cr-Fe film deposited by double glow plasmas technique

In order to improve the corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy, the amorphous/nanocrystal Al-Cr-Fe film has been successfully prepared on AZ31 magnesium alloy by double glow plasma technology. The amorphous/nanocrystalline consists of two different regions, i.e., an amorphous layer on outmost surface and an underlying lamellar nanocrystalline layer with a grain size of less than 10 nm. The corrosion behavior of amorphous/nanocrystalline Al-Cr-Fe film in 3.5% NaCl solution is investigated using an electrochemical polarization measurement. Compared with the AZ31 magnesium alloy, the amorphous/nanocrystalline Al-Cr-Fe film exhibits more positive corrosion potentials and lower corrosion current densities than that of AZ31 magnesium alloy. XPS measurement reveals that the passive film formed on the Al-Cr-Fe film after the anodic polarization tests is strongly enriched in Cr₂O₃, Fe₂O₃ and Al₂O₃ at outer surface of the film and in the inner layer consists of Cr₂O₃, FeO and Al₂O₃. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50571045 and 50704022) and the Natural Science Foundation of Jiangsu Province, China (Grant No. BK2007591)     

Hot Deformation Kinetics of Magnesium Alloy AZ31

1 IntroductionManyirreplaceable characteristics andthe abundanceof magnesiumalloyin nature have drawn a world wide at-tentionin 21st century.In contrast with the cast magne-siumalloy,wrought magnesiumalloyis much betterinitscomprehensive mechanical properties ,so a wide applica-tionis found in many fields like transportation,aeronau-tics ,electricity and communication.The flowstress of a material depends upontwo majorfactors ,namely,its own characteristics and its deforma-tionterms .The basic …     

变形镁合金热压缩变形流变应力研究

由于镁是密排六方晶体结构,纯镁及镁合金在室温下只有很小的延展性,其成形工艺应在中高温下进行.针对AZ91D与ZK60镁合金,采用Gleeble 1500D热模拟试验机对其在不同温度和变形速率下的流变应力进行了实验研究.结果表明,AZ91D与ZK60镁合金具有不同形式的热模拟曲线,不同的流变应力规律.