热处理对挤压镁合金AZ91拉伸变形与断裂行为的影响

通过金相显微组织观察和断口SEM分析，研究了热处理对挤压AZ91镁合金拉伸变形与断裂行为的影响。结果表明：AZ91镁合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大，但伸长率有较大幅度的提高，品粒尺寸有所增大；时效峰值态的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高，但伸长率有较大幅度的降低，合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。AZ91合金挤压态和固溶态的断面都有韧窝特征，为微孔形核的韧性断裂机制，而在时效峰值态的断面上则呈现出了韧性与脆性混合断裂的特征。     

热处理对挤压镁合金AZ91拉伸变形与断裂行为的影响

通过金相显微组织观察和断口SEM分析,研究了热处理对挤压AZ91镁合金拉伸变形与断裂行为的影响。结果表明:AZ91镁合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大,但伸长率有较大幅度的提高,晶粒尺寸有所增大;时效峰值态的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高,但伸长率有较大幅度的降低,合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。AZ91合金挤压态和固溶态的断面都有韧窝特征,为微孔形核的韧性断裂机制,而在时效峰值态的断面上则呈现出了韧性与脆性混合断裂的特征。     

往复挤压变形对ZK60镁合金力学性能的影响

ZK60镁合金经350℃往复挤压8道次后,晶粒尺寸显著细化,平均晶粒尺寸从约20μm细化到约1.5μm,组织均匀性大大改善.经往复挤压后,丝织构转变为{1013}<3032> {1011}<1543>织构,且最大极密度下降.由于组织的细化和织构的改变, ZK60镁合金的室温轴向压缩屈服强度大幅度提高,轴向拉伸屈服强度有所下降.合金的拉压强度差异性基本消除;同时,合金的塑性明显提高,尤其是在压缩条件下,延伸率从15%增加到38%.     

热处理工艺对挤压变形ZK60镁合金组织与力学性能的影响

采用硬度检测、拉伸实验、金相分析、TEM分析等方法测试和分析了ZK60合金在铸态、挤压态、固溶态及T5和T6时效态下的硬度、强度和显微组织等。结果表明：ZK60镁合金在塑性变形和不同热处理状态下硬度和强度等力学性能变化明显。经过挤压和T5热处理后，ZK60合金的硬度和强度都大幅度提高。ZK60合金挤压后进行T5处理，其强度要比T6处理的强度明显要高，这与T5状态下合金中析出强化相分布更加密集和细小有关，T6热处理时，由于第二相尺寸以及相互间距都较大，因此强化效果反而不如T5状态。     

往复挤压温度对ZK60镁合金组织与性能的影响

采用往复挤压工艺，对ZK60镁合金进行不同温度往复挤压，分析往复挤压温度对组织和性能的影响。结果表明：在315℃、335℃和355℃往复挤压ZK60镁合金，其中335℃时晶粒细化效果最好，材料的综合力学性能最佳。往复挤压工艺可以显著降低ZK60镁合金的热膨胀系数，提高ZK60镁合金的热稳定性。     

二次挤压对挤压和ECAP变形后ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响

测试四种状态下ZK60合金的显微组织和力学性能,四种状态分别为：挤压;挤压＋4道次ECAP;挤压＋4道次ECAP＋二次挤压;挤压＋4道次ECAP＋退火＋二次挤压。在室温下成功地进行ZK60的二次挤压,得到超细晶组织。结果表明：ECAP和二次挤压可以显著细化晶粒。挤压＋4道次ECAP＋二次挤压后的ZK60合金的屈服强度为342MPa,但是其伸长率只有0.8%。在二次挤压之前进行退火,ZK60合金的伸长率可以提高到4.5%,而屈服强度基本不变,抗拉强度达到 388 MPa。     

往复挤压对挤压态ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响

在350℃下,对挤压态ZK60镁合金分别进行1、4、8道次的往复挤压变形(CEC)。利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)观察往复挤压前后ZK60镁合金的微观组织,利用X射线衍射仪(XRD)分析变形前后晶面取向变化,在万能拉伸试验机上测试变形前后镁合金的力学性能,并利用扫描电镜(SEM)观察拉伸断口形貌。往复挤压后的检测结果表明,挤压态ZK60镁合金晶粒显著细化,晶粒尺寸分布较均匀,随着挤压道次增多,晶粒尺寸逐渐减小;1道次变形后组织内产生了大量晶格缺陷,出现了大角度晶界,第二相粒子分布在晶粒内部和晶界上;各晶面衍射峰增强,拉伸断口内存在大量基体撕裂棱和明显的韧窝分布;ZK60镁合金的力学性能变化较大,随着挤压道次增多,伸长率大幅提高,抗拉强度小幅增大,而屈服强度降低。     

热处理工艺对变形ZK60镁合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、金相分析、SEM和TEM等方法测试和分析ZK60镁合金在挤压态、T5、T6及双级时效态下合金的力学性能和显微组织.结果表明,经过T5时效处理后,合金屈服强度和伸长率提高,而T6时效处理对合金的强度和伸长率影响不大,双级时效可明显提高合金的强度,但是伸长率稍有降低.经T5、T6时效后,合金中析出大量细小弥散的β'1相,为合金的主要强化相,双级时效能提高β'1相的析出密度,从而提高合金的强度.ZK60挤压态和T5态合金的断裂方式为混合型断裂,而T6和双级时效的断裂方式为解理断裂.     

ZK60镁合金往复挤压实验研究

通过塑性变形装置实现了挤压态ZK60镁合金往复挤压实验,探讨了显微组织演变过程和力学性能变化。结果表明:相比初始挤压态,350℃往复挤压后各个道次的试样具有更加优良的显微组织和力学性能。随挤压道次增加,显微组织晶粒更加细化,等轴细小晶粒增多,组织均匀性不断提高;拉伸断口形貌显示随着道次增加,韧窝数量与深度明显增加,变形能力提高显著。拉伸实验数据表明,往复挤压很大程度上改善了ZK60镁合金的力学性能,特别是塑性变形能力。1道次往复挤压后,径向硬度都比原始态高,并随温度升高有下降的趋势,轴向硬度也随着温度升高而降低,390℃下试样轴向硬度与初始样硬度值接近;350℃下不同道次往复挤压后,试样中部径向、轴向硬度随道次增大而降低,而颈部径向硬度呈不规律性变化。     

ZK60镁合金薄壁矩形管等温挤压仿真研究

合理的挤压速度规范是实现车架用ZK60薄壁矩形管等温挤压成形的关键因素。本文基于Deform-3D平台,以ZK60镁合金薄壁矩形管为研究对象,结合Pro/E软件,对该零件的等温挤压过程进行数值模拟分析,获得了该规格薄壁矩形管的等温挤压成形温度范围及确定了等温挤压速度规范。最后,通过实验验证了本文建立的有限元模型和该ZK60镁合金薄壁矩形管等温挤压速度规范优化结果的正确性。     

挤压态镁合金ZK60的超高周疲劳行为

利用超声疲劳实验研究了挤压态镁合金ZK60的超高周疲劳行为.结果表明,合金的疲劳S-N曲线在5×106-108cyc范围内存在一平台,而在108-109cyc范围内,疲劳强度逐渐降低,对应于109cyc的疲劳强度为(90±5)MPa.SEM断口观察表明,在5×106-108cyc范围内,疲劳裂纹基本上萌生于试样表面或亚表面,而在108-109cyc范围内,疲劳裂纹主要萌生于试样内部的非金属夹杂物.通过测定疲劳源区的尺寸,估算的合金疲劳强度与实验结果基本一致.疲劳源的形成是由微裂纹在多个夹杂物处起裂和合并所引起的.因此,合金的疲劳强度不是由最大夹杂物尺寸决定,而是取决于由多个夹杂物组成的"缺陷区"尺寸.通过测定多个部位的"缺陷区"尺寸,可以有效的估算合金的疲劳强度.     

ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学

采用Gleeble-1500热模拟机对ZK60镁合金在温度为200～400℃、应变速率为0.001～10s-1、最大变形量为60%的条件下进行恒应变速率高温压缩实验,研究高温变形过程中合金的动态再结晶行为;采用EM模型描述合金的动态回复曲线,以此为基础,得出ZK60合金热压缩过程中的动态再结晶动力学Avrami方程.利用有限元模拟合金热压缩过程中的动态再结晶.结果表明ZK60合金热压缩过程中由于存在动态再结晶的软化作用,流变应力达到峰值后逐渐减小,并最终达到稳态;随着变形量的增加和变形温度的升高,动态再结晶体积分数增加,合金变形更加均匀;随着应变速率的增加,动态再结晶分数有所减小,且.变形也更不均匀.     

Correlation of plastic deformation and dynamic recrystallization in magnesium alloy ZK60

The mechanisms of plastic deformation and dynamic recrystallization (DRX) in a Mg–5.8% Zn–0.65% Zr alloy were studied by compression tests at temperatures between 423 and 723 K and at strain rates ranging from 10⁻⁵ to 10⁻¹ s⁻¹. It was shown that the mechanisms of DRX depended on the operating deformation mechanisms which changed with temperature. Low-temperature DRX (LTDRX below 473 K) was associated with the operation of twinning, basal slip and (a+c) dislocation glide. In the intermediate temperature range (473–523 K) continuous DRX (CDRX) was observed and associated with extensive cross-slip due to the Friedel–Escaig mechanism. At temperatures ranging from 573 to 723 K both bulging of original grain boundaries and subgrain growth were the operating DRX mechanisms and controlled by dislocation climb.     

Effects of heat-treatment on microstructure of wrought magnesium alloy ZK60

The microstructure of the as-cast, as-solution-treated and as-aged wrought magnesium alloy ZK60 was studied. The results indicate that the microstructure of the as-cast ZK60 alloy is mainly composed of network eutectic （a-Mg＋MgZn） and divorced euteetic MgZn, which semi-continuously distribute along the grain boundaries or in the interdendritic area and almost dissolve into the matrix after solid solution treatment. The Laves phase MgZn2 is not sensitive to the heat treatment and seems to form at the early stage of solidification and keeps its size and shape till the aging stage. It is believed that the occurrence of the Laves phase in the ZK60 alloy would possibly contribute to the defects. Many new phases, including MgZn phase which is different from that forms during eutectic reaction, precipitate after aging treatment.     

pH值对挤压Mg合金AM60腐蚀的影响

观察了挤压Mg合金AM60在pH值分别为3,7和12的3．5％NaCl溶液中的腐蚀形貌,测量了蚀坑的数目和尺寸,讨论了pH值对AM60腐蚀的影响和AlMn相粒子在腐蚀中的作用,提出了AM60的点蚀模型．实验表明,在溶液pH值为酸性和中性(pH=3或pH=7)时,AM60产生点蚀,它萌生于与AlMn相粒子相邻的α相;pH值为碱性(pH=12)时,产生高Al区(如：AlMn相和β相)的均匀腐蚀,呈现蜂窝状腐蚀形貌．pH=7时,点蚀坑数目最多．     

热处理对ZK60镁合金组织与力学性能的影响

研究固溶和时效热处理工艺对铸态ZK60镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明,当固溶处理条件为400 ℃下保温10 h、时效处理温度为150.c时,ZK60合金中析出相随时效时间的延长而增加,直至30 h.当时效温度升至200℃时,析出相体积分数在时效时间为15～20 h时达到最大值.室温拉伸实验表明,高密度第二相析出物有利于提高合金的强度和靼性.优化的热处理工艺条件为400℃固溶10 h随后于150℃时效30 h,得到的镁合金兼具有高的强度与塑性综合性能.     

Hot deformation behavior and processing map of squeeze cast ZK60 magnesium alloy

The deformation behavior of squeeze cast ZK60 magnesium alloy was investigated by compressive tests conducted at temperatures of 250-450 ℃ and strain rates of 0.001-10 s^-1 with Gleeble--1500D thermal simulator system. The hot deformation behavior of squeeze cast ZK60 magnesium alloy was characterized using processing map developed on the basis of the dynamic materials model. The processing map gives safe ＂processing windows＂ in which the processes of dynamic recovery and dynamic recrystallization occur. It reveals that the dynamic recrystallization domain occurs at 375 ℃ and strain rate of 0.001 s^-1, and its power dissipation efficiency approximately corresponds to 36%, which should be considered the optimum parameters for hot working of squeeze cast ZK60 magnesium alloy. The variation of the instability parameter ξ（ε） with temperature and strain rate constitutes an instability map, which is used for delineating the region of flow instability. The material exhibits flow instability which should be avoided in mechanical processing.