挤压比对AZ31B镁合金组织与力学性能的影响

研究了不同挤压比对AZ31B镁合金显微组织、力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,拉伸试验测试了力学性能,并配合扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明:随着挤压比的增加,组织由部分动态再结晶转变为细致的完全动态再结晶,挤压比61~109时,晶粒细化程度变小;挤压比增加,强度及伸长率都增加,抗拉强度、屈服强度及伸长率最高分别达340 MPa、271.5 MPa和21.5%,但高挤压比所获得的性能提高收益小。合金拉伸断口由混合断裂转变为明显韧性断裂。合理控制挤压比可得到良好的综合性能与均匀细致的组织。     

挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响

试验研究了挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响.结果表明,258℃挤压变形镁合金在形变初期容易出现孪晶,再结晶晶粒一般出现在晶界和孪晶附近.挤压比小时动态再结晶晶粒平均尺寸为2 μm,动态结晶细化了晶粒.随着挤压比增大,晶粒尺寸减小,组织趋于均匀.挤压比达到16时,动态再结晶基本完成.挤压比为25时,能得到晶粒细小且均匀的组织,平均晶粒尺寸为7.3 μm.     

等通道角挤压AZ31镁合金的微观组织与力学性能

借助X射线衍射仪、光学显微镜等分析设备,研究了AZ31镁合金在等通道角挤压变形过程中微观组织与力学性能随加工道次的变化行为.结果表明,随挤压道次的增加,晶粒不断细化,力学性能发生显著变化,伸长率不断增大,抗拉强度逐渐降低.挤压8道次后,晶粒尺寸由最初的120μm减小到9μm.由于晶粒细化效应,导致α相主要变形机制由1道次的孪生变为随后道次的位错滑移.挤压后(0001)晶面的取向分布分散性,影响抗拉强度.伸长率的增大与晶粒细化和滑移面的激活有关.     

AZ31-xNd镁合金的微观组织与力学性能

研究了Nd 对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Nd的加入使AZ31合金组织中出现了颗粒状和针状的Al2Nd和Mg12Nd化合物,且高熔点的Al2Nd在合金凝固过程中首先析出;随着温度的降低,完全离异共晶化合物 Mg12Nd相析出;Nd含量为0.6%时合金的平均晶粒尺寸由68 μm降至29 μm,合金的铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率最高,分别为245 MPa、171 MPa和9%.     

压缩对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响

对AZ31镁合金在室温下沿轧制板材不同方向进行多向压缩,研究了不同加载路径下AZ31镁合金的力学性能和微观组织演变。结果表明,沿不同方向3道次压缩时,样品表现出不同的力学行为,沿TD(横向)-RD(轧向)-ND(法向)路径压缩时,材料屈服强度随压缩道次增加而增大;沿ND-RD-TD路径压缩时,材料的屈服强度随压缩道次增加先减小后增大。每次压缩后,(0001)基面织构都转到压缩轴附近。TD样品的主要塑性变形机制为孪生,而ND样品的主要塑性变形机制为滑移。多向压缩产生的孪生可以分割细化晶粒,使镁合金强度提高。     

Nd对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

研究了Nd对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Nd在AZ31合金中的吸收率达95%,Nd加入AZ31合金中形成了Al2Nd和Mg12Nd金属间化合物,Nd使合金的平均晶粒尺寸减小,力学性能提高.含Nd的AZ31合金铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率值分别为245 Mpa、171 Mpa和9%.     

低挤压比条件下挤压工艺对AZ31B镁合金组织和力学性能的影响

研究了低挤压比(挤压比8)下挤压温度和挤压速度对AZ31B镁合金微观组织和力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,采用材料拉伸试验测试了力学性能,并用扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明:低挤压比时棒材的组织为典型的混晶组织——由发生再结晶的细小晶粒包裹未发生再结晶的粗大晶粒;300~400℃时,随挤压温度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降;在300℃挤压时,随挤压速度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降,挤压棒的拉伸断口由混合断裂转变为明显韧性断裂;250℃时综合力学性能最好,抗拉强度340 MPa,屈服强度280 MPa,伸长率23%。     

CaO对AZ31变形镁合金微观组织和力学性能的影响

通过向AZ31合金中加入不同含量的CaO,在均匀化处理后进行热挤压,研究CaO添加量对挤压态AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:CaO与AZ31熔体发生反应,并生成Al2Ca相;CaO的添加有效细化AZ31镁合金挤压前后的微观组织;合金的力学性能随CaO含量的升高而逐渐提高,当CaO添加量为1%时,屈服强度和抗拉强度分别达到219 MPa和311 MPa,与AZ31合金相比分别提高了28.6%和17.3%。添加CaO带来的再结晶程度升高和晶粒细化,是强度改善的主要原因。     

AZ31和AZ91镁合金等温挤压及挤压后的微观组织变化

通过等温挤压和金相观察,研究了AZ31和AZ91镁合金不同变形条件下的挤压性能和变形后的微观组织变化。结果表明,AZ31镁合金的挤压变形性能较好,而AZ91镁合金在挤压比为4∶1、挤压温度为400℃,以及在挤压比为9∶1、挤压温度为350℃和400℃时,挤压后的试件表面均出现了裂纹;AZ31镁合金的最佳成形温度为300℃～400℃,AZ91镁合金的最佳成形温度为300℃～350℃;镁合金在热挤压过程中发生了动态再结晶,挤压之后合金的晶粒显著细化。     

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。     

焊接速度对AZ31镁合金TIG焊焊接接头微观组织和力学性能的影响

研究了厚度为5 mm的AZ31镁合金板的钨极氩弧焊焊接性能,分析了焊接速度对焊缝微观组织和拉伸强度的影响。结果表明,AZ3镁合金TIG焊焊接热输入随着焊接速度的降低而增大,加大了焊缝熔深和熔宽,有效提高了接头的力学性能。随着焊接速度降低至70 mm/min,过大热输入导致了熔合区晶粒的粗化,并且增大了第二相(β-Mg17Al12)的尺寸与体积分数,降低了接头强度。     

AZ31镁合金挤压管材力学性能测试

基于圆柱体弹性压缩和厚壁管受内压塑性变形的应力应变分析,得到了测试管件力学性能的方法。在WDW-100kN的试验机上对AZ31镁合金管材弹性内模胀形试验,测得该管材的屈服强度、抗拉强度及伸长率。     

AZ31镁合金挤压板材的显微组织与力学性能研究

为了获得高性能镁合金板材,采用正向热挤压将铸态AZ31镁合金坯料挤压成2 mm厚的板材,研究了其显微组织演变及力学性能等。结果表明:铸态AZ31镁合金坯料挤压成板材后可以获得均匀细小的再结晶晶粒组织,其力学性能(屈服强度、抗拉强度、伸长率)大幅度提升。铸态AZ31镁合金坯料在400、450℃挤压成板材后,平均晶粒尺寸可由390μm分别细化至3.9、5.6μm。挤压后的AZ31镁合金板材展现出典型的(0001)基面织构,大部分晶粒的c轴垂直于板材表面。铸态AZ31镁合金的力学性能较差,而AZ31镁合金挤压板材在三个拉伸方向上均展现出优越的力学性能。随挤压温度的升高,AZ31镁合金挤压板材晶粒长大且显微组织不均匀,综合力学性能也有所下降。     

稀土对AZ31B变形镁合金组织和力学性能的影响

研究了稀土(0.1%~1.2%)对AZ31B变形镁合金组织和力学性能的影响。结果表明:在AZ31B变形镁合金中添加稀土后,晶粒显著粗化,合金的室温力学性能下降。晶粒粗化一方面是由于RE与Al结合生成了Al11RE3相,消耗了一部分铝量,削弱了铝对-αMg晶粒的细化作用;另一方面RE与-εAlMn相反应生成Al-RE-Mn相,使得合金熔体中的异质形核核心减少;稀土引起AZ31B变形镁合金晶粒粗化在热分析曲线上表现为初晶形核最低温度从628.8下降到626.3℃,初晶再辉温差从0.8℃上升到3.2℃。     

热扭转下AZ31镁合金微观组织和力学性能研究

为了研究热扭转变形温度对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响,利用TTM103型微机控制电子扭转试验机对挤压态AZ31镁合金棒材进行了25～300℃的热扭转试验。结果表明：在同一变形区域内,随着变形温度的升高,孪晶密度先升高后降低;在变形温度达到250℃时,有动态再结晶产生,之后随变形温度的持续升高,动态再结晶体积分数逐渐增大,抗扭强度逐渐降低,塑性逐渐提高,硬度先增大后减小;在同一变形温度下,扭转边缘区域至中心区域的孪晶密度和动态再结晶体积分数逐渐降低,平均晶粒尺寸逐渐增大,而硬度逐渐减小;热扭转变形在200～300℃下的断裂方式以韧-脆性断裂方式为主,其它温度下以脆性断裂为主。     

AZ31镁合金复合形变的微观组织及力学性能

分析了压痕—压平复合形变工艺特点及作用,定义了相关工艺参数,研制了AZ31镁合金板材压痕—压平复合形变模具装置,并进行了实验研究。分析了坯料温度、压下率等工艺参数对镁合金板材微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:坯料温度为275℃时,压下率为29%,模具温度为150℃时,经过压痕—压平复合形变后,镁合金板材的微观组织和力学性能得到明显提高,其平均晶粒尺寸为7.84μm,屈服强度为212 MPa,抗拉强度为298 MPa,伸长率为17.2%,显微硬度为91.99 HV。复合形变后的镁合金性能与平棍轧制工艺相比,晶粒尺寸细化了23%,屈服强度提高了5%,抗拉强度提高了15%,伸长率提高了4%,显微硬度提高了12%。     

AZ31B镁合金CMT焊接接头组织与力学性能

对厚度3 mm的挤压态AZ31B镁合金板材进行CMT对焊,焊接工艺参数为:直径1.6 mm WE-33M焊丝、送丝速度6 m/min、焊接电流76 A、焊接速度0.8 m/min、焊缝间隙1.5 mm,焊接过程稳定、无飞溅,焊缝成形良好。在此焊接工艺下对焊接接头的微观组织、显微硬度、力学性能和拉伸断口形貌进行了观察。结果表明,焊缝组织晶粒细小,焊缝区的显微硬度最高,平均约为86 HV,热影响区硬度约为62 HV,母材区的显微硬度约为65 HV。焊接接头最大抗拉强度为248.8 MPa,伸长率7.16%,分别为母材的96.7%和98.6%。断裂位置位于母材区,属于韧性断裂。     

AZ31B镁合金挤压材料的力学性能与本构分析

通过单向拉伸与压缩试验,研究AZ31B镁合金挤压材料的力学性能,并建立相应的本构模型。结果表明:室温下AZ31B镁合金挤压材料的宏观力学性能存在显著的各向异性和拉压非对称屈服的现象,且在塑性流动过程中,屈服面的演化也呈现出各向异性的特点,即畸变硬化特性。基于系统的试验结果,结合考虑了各向异性和拉压非对称性的CPB06屈服面函数,采用解析函数形式的本构参数来描述畸变硬化特性,建立了一种唯象的镁合金材料塑性流动本构模型。通过用户材料子程序VUMAT,将本构模型应用于缺口试件拉伸的有限元模拟中,计算结果与试验结果吻合较好,证实了本构模型的适用性。     

挤压速度和挤压温度对汽车用AZ31B镁合金工件表面质量的影响

主要研究了挤压速度和挤压温度两个工艺参数对AZ31B镁合金工件成形过程中表面粗糙度和显微硬度的影响。结果表明:当挤压速度小于2.8 mm/s时,提高挤压速度能降低镁合金的表面粗糙度数值,改善表面质量;当速度超过3.0 mm/s时,反而会提高粗糙度数值,对表面质量产生负面影响。提高挤压温度也能降低镁合金的表面粗糙度数值,当挤压温度到达360℃后,表面粗糙度不再发生变化,表面质量趋于稳定。当挤压速度小于2.4 mm/s时,提高挤压速度能提高镁合金的显微硬度,改善镁合金的表面质量;但速度超过2.4 mm/s后,显微硬度迅速降低,造成表面质量急剧下降。当挤压温度小于360℃时,提高挤压温度也能提高镁合金的显微硬度,温度超过360℃后,显微硬度明显降低。     

AZ31B镁合金凝固组织对室温力学性能的影响

采用铸锭底部喷水、侧面加热炉保温的方法制备了AZ31B镁合金铸锭。通过改变熔体过热温度来调整凝固组织,研究了凝固组织中晶粒大小以及形态对合金室温力学性能的影响。结果表明,采用这种方法制备的AZ31B镁合金铸锭,底部是柱状晶,其余为等轴晶。铸锭组织致密,无缩孔、缩松缺陷。当熔体过热温度由720℃提高到900℃时,铸锭底部柱状晶的长度由35mm减小到15mm,柱状晶间距由0.7mm减小到0.2mm;在距铸锭底部130mm处,等轴晶枝晶由0.8mm减小到0.1mm。减小等轴晶枝晶尺寸,可以提高试样的室温抗拉强度和塑性。垂直于柱状晶轴向进行拉伸时,试样的抗拉强度和伸长率与等轴晶相比明显下降。减小柱状晶间距,可以提高镁合金的室温压缩性能;当柱状晶间距相同时,垂直于柱状晶轴向进行压缩比平行于柱状晶轴向进行压缩的性能好。