光纤激光焊接AZ91D镁合金接头微观组织特征

采用光纤激光焊接AZ91D镁合金,借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分别对焊接接头的微观组织结构、相组成、断口形貌进行分析.结果表明:光纤激光焊接AZ91D镁合金,能够得到无明显缺陷的焊接接头,焊缝组织为细小的柱状晶组织,接头热影响区小.焊缝组织由过饱和α-Mg固溶体和Al_2Mg相组成,焊缝金属冷却速度较快,没有β-Mg_(17)Al_(12)脆性相析出.α-Mg晶内和晶界上有少量Al_2Mg析出物,且存在大量位错线和位错胞.断口特征为韧脆混合断裂形式,有微小裂纹存在.     

析出相对AZ91D挤压镁合金PLC效应的影响

研究了具有不同析出相含量的AZ91D挤压镁合金在拉伸变形中出现的Portevin-Le Chatelier(PLC)现象,讨论了析出相对其产生PLC效应的影响规律,指出AZ91D挤压镁合金产生PLC效应的微观机理。结果表明:Al溶质原子的浓度是影响AZ91D挤压镁合金产生PLC效应的主要因素,β-Mg_(17)Al_(12)相的析出抑制了AZ91D挤压镁合金不稳定塑性行为。当β-Mg_(17)Al_(12)相析出量较高时,AZ91D挤压镁合金表现为稳定的塑性流变过程,其对应的应力-应变曲线为光滑的曲线;随着β-Mg_(17)Al_(12)相析出量的降低,固溶于Mg基体中的Al原子量增加,固溶体内溶质原子浓度提高,拉伸曲线表现出明显的锯齿屈服并逐渐剧烈,即AZ91D挤压镁合金的PLC效应随β-Mg_(17)Al_(12)相析出量的减少和Al溶质原子浓度的提高而增强;当β-Mg_(17)Al_(12)相含量为1.0mass%,对应的曲线上只出现一个锯齿抖动,这是AZ91D挤压镁合金产生PLC效应的临界状态。     

AZ80镁合金真空电子束焊接头组织及性能研究

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验、显微硬度测试等方法对AZ80镁合金真空电子束焊接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄,呈钉子形;焊缝区域主要由细小的α-Mg相和少量的β-Mg_(17)Al_(12)相组成;焊缝中心组织为细小的等轴晶,其尺寸为8~18μm;与母材相比,焊缝中Mg含量减少,Al含量增加。接头强度不低于母材的,焊缝硬度高于母材的;焊接接头的拉伸断口呈脆性断裂特征。     

热处理工艺对AZ80镁合金组织和硬度的影响

挤压态AZ80镁合金分别在380、410、440℃固溶处理2h,固溶后的部分镁合金分别进行单级时效及双级时效处理。研究了固溶温度、单级时效及双级时效处理对AZ80镁合金组织和硬度的影响。结果表明:随固溶温度的升高,β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织逐渐分解溶入α-Mg基体中,合金硬度也随之升高,440℃时晶粒变粗大;单级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相以连续和非连续的形式从α-Mg基体中析出,导致硬度大幅提高;双级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相的析出数目更多,尤其是晶内β-Mg_(17)Al_(12)相的连续析出,最高硬度能达到88.32 HV。     

稀土元素Pr对挤压态AZ91镁合金微观组织与力学性能的影响

利用OM、SEM和EDS研究稀土元素Pr变质对AZ91镁合金的微观组织的影响,并探究其与合金显微组织及力学性能的关系。结果表明,随着稀土元素Pr含量的增加,粗大树枝状的β-Mg_(17)Al_(12)相开始断裂,尺寸逐渐减小。当Pr添加量(质量分数)为1.0%时,粗大树枝状的β-Mg_(17)Al_(12)相断裂为短棒状。然而,当Pr含量继续增加时,β-Mg_(17)Al_(12)相尺寸又开始变大。随着Pr的添加,合金中生成条状Al_(11)Pr_3相和块状Al_6Mn_6Pr相。热挤压可以显著细化铸态AZ91镁合金晶粒,挤压后,β-Mg_(17)Al_(12)相沿挤压方向有序排列。随着Pr含量的增加,挤压态AZ91镁合金的力学性能呈现先上升后下降的趋势。当稀土元素Pr添加量为1.0%时,AZ91镁合金力学性能最佳,合金抗拉强度、伸长率、硬度较基体分别提升了20.5%,26.0%和18.5%。     

稀土Nd对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜,研究了稀土Nd对AZ80镁合金组织和力学性能的影响。AZ80镁合金铸态组织由基体α-Mg和晶界处析出的粗大连续网状β-Mg_(17)Al_(12)相组成。添加Nd后,使原本粗大连续的β-Mg_(17)Al_(12)相转变为细小和断续分布,同时,合金中产生了形态分别呈杆状的Al_(11)Nd_3相和块状的Al2Nd稀土相。随着Nd元素添加量的增加,AZ80镁合金的铸态力学性能呈先提高后下降的趋势。当加入0.9%的Nd时,合金的铸态抗拉强度和屈服强度均达到最高,分别为205MPa和135MPa,伸长率达到7.5%。时效过程中稀土元素Nd抑制了片状β-Mg_(17)Al_(12)相的不连续析出,延迟合金达到峰时效的时间。T6处理后,AZ80-0.6Nd合金的抗拉强度和屈服强度最高,分别为221MPa和164MPa,伸长率为4.1%。     

纯铝焊丝的AZ91D镁合金MIG焊接工艺性研究

研究纯铝焊丝用于AZ91D镁合金MIG焊接的工艺及焊接接头性能。结果表明,焊缝中存在大量的α-Mg+β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织,这是焊缝性能差的主要原因,也是改善焊接接头性能应该着重解决的问题。此外,在焊接工艺方面,还存在着焊接规范窄、飞溅严重、下塌和没有余高等缺陷。     

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。     

Ce含量对AZ31镁合金显微组织及耐蚀性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和失重腐蚀试验,研究了不同Ce加入量时AZ31镁合金的显微组织、相组成及其在3.5%NaCl溶液中浸泡后的表面腐蚀形貌及腐蚀速率。结果表明:AZ31镁合金的显微组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg_(17)Al_(12)相组成;加入质量分数为1.0%Ce~3.5%Ce后,AZ31镁合金的组织主要为α-Mg固溶体和Al-Ce相。当Ce含量为1.0%时,Al-Ce相尺寸小、数量少且沿晶界分布;随Ce含量增加,Al-Ce相数量增加,且出现偏聚加重现象。当Ce含量≤1.4%时,随Ce含量的增加,AZ31镁合金浸泡腐蚀76 h后的失重腐蚀速率变化较小;但当Ce含量1.4%时,随Ce含量增加,该合金腐蚀速率急剧增大,耐腐蚀性能下降。向AZ31镁合金中加入Ce,形成了Al-Ce相,抑制了β-Mg_(17)Al_(12)析出。添加1.0%Ce时,AZ31镁合金耐腐蚀性能达到最佳。     

纵向直流磁场对AZ31镁合金TIG焊焊接接头组织及性能的影响

为了改善镁合金焊接性差的特点,在对AZ31镁合金进行TIG焊接过程中加入纵向直流磁场,系统分析了不同励磁电流对焊接接头各部分的影响规律.结果发现,与不加磁场的情况相比,引入磁场后接头组织发生明显变化,焊缝组织得到细化,析出第二相的数量明显增多,并且大部分以球状颗粒的形式析出于枝晶界上;热影响区组织粗大的现象得到了很好的控制;从焊缝经熔合区向热影响区过渡时出现的共晶相数量有逐渐减少的趋势.通过X射线衍射结果可知,焊缝主要由α-Mg和β-Al12Mg17两相组成.在适当的焊接工艺参数条件下,当磁场电流为 4 A 时,焊接接头的抗拉强度和硬度均显著提高,从而提高了AZ31镁合金焊接接头的综合力学性能.     

电子束焊接热效应对镁合金焊缝显微硬度的影响

研究了真空电子束焊接热效应对AZ91D和AZ31B镁合金焊缝显微硬度的影响机制,实验结果表明,真空电子束焊接热效应对AZ91D、AZ31B镁合金焊缝均有不同程度的强化作用。当焊接热输入较大时,影响AZ91D镁合金焊缝硬度的主要因素为因Mg元素烧损而产生的强化相变化,焊接热输入越大,焊缝中的Mg元素烧损增加,使Al元素含量(质量分数,下同)逐渐增加,从而在焊缝中生成了更多的强化β相,使焊缝硬度得到提高,产生的强化相越多,焊缝硬度相对越大;当焊接热输入较小时,影响AZ31B镁合金焊缝硬度的主要因素为焊后冷却速度,焊接热输入越小,焊后冷却速度越快,焊缝晶粒越细小,焊缝硬度相对越大。     

热轧参数对铸态AZ91镁合金组织与性能的影响

通过不同道次压下量和轧制道次的热轧成形实验,研究了不同变形条件对AZ91铸态镁合金组织和析出相演变的影响,以及合金在热轧变形中的开裂行为。实验结果表明:对AZ91镁合金多道次、小压下量轧制是实现其累积大塑性变形的途径之一。在实验轧制条件下,AZ91镁合金塑性变形仍以孪生变形为主,动态再结晶并未明显进行,仅在晶界及析出相附近发生部分不连续动态再结晶。轧制变形过程中,β-Mg_(17)Al_(12)相呈短条棒状或颗粒状分布于晶界附近,且尺寸更为细小。在晶界附近分布的脆性析出相成为微裂纹萌生的源头,随着累积变形量的增加,部分Mg_(17)Al_(12)相被轧碎形成二次裂纹,裂纹进一步沿晶界扩展,造成明显开裂现象。     

高温高压处理对AZ91D镁合金组织及耐腐蚀性的影响

使用六面顶压机对AZ91D镁合金进行高压处理,研究了该合金的显微组织及耐腐蚀性。AZ91D镁合金的耐腐蚀性与显微组织中位错缺陷及β-Mg_(17)Al_(12)相密切相关。常温高压处理后,合金相组成未发生改变,高压下形变产生的位错缺陷导致其腐蚀电流增大。高压处理时温度的升高,有利于消除位错缺陷,而且β-Mg_(17)Al_(12)相逐渐溶入到α-Mg基体中,使得该合金腐蚀电流呈减小趋势。因而,高温高压处理有利于AZ91D镁合金耐腐蚀性的提高。     

AZ61镁合金薄板TIG焊接头的组织和性能

对3mm厚的AZ61镁合金薄板采用AZ31、AZ61两种焊丝进行TIG焊,探讨焊丝成分对焊接接头组织和性能的影响。通过光镜、扫描电镜、X-ray和力学性能测试等手段,分析了两种焊丝所焊接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相和力学性能等的差异。结果表明:采用这两种焊丝都能获得无明显缺陷的焊接接头,AZ61焊丝的焊缝宏观形貌优于AZ31。焊缝区组织为细小等轴晶,主要存在α-Mg和β-Mg17Al12两种相,热影响区组织较粗大。采用AZ31焊丝接头的焊缝区和热影响区硬度均低于母材;采用AZ61焊丝的接头与母材相比焊缝区硬度值较高而热影响区硬度较低。拉伸断裂位置均为热影响区粗晶区。     

镁合金电子束焊接接头微观组织特征

镁合金熔点低、热导率高、线膨胀系数大、表面张力小,焊接后易出现夹杂、脆性相和气孔等.针对以上问题,进行AZ61镁合金真空电子束焊接研究.对优化工艺条件下电子束焊接接头的微观组织、相结构和硬度分布进行了详细分析研究.结果表明,AZ61镁合金电子束焊接接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄,焊缝为细小的等轴晶,晶粒尺寸5～10μm;焊缝区域主要由细小的α-Mg和Mg17Al12相组成.焊缝硬度高于母材,说明电子束焊接是焊接AZ61镁合金厚板材料的有效方法.     

AZ31镁合金电子束焊焊接接头微观组织特征

针对AZ31镁合金熔点低、线膨胀系数高、热导率高、焊接后易出现裂纹和气孔等特性,进行真空电子束焊接研究。在对其焊接工艺条件优化的基础上,观察分析了其显微组织。结果表明,AZ31镁合金电子束焊接接头成形良好,焊缝组织细小,为等轴晶;焊缝区域主要由细小的α(Mg)相和β(Mg17All2)相组成,焊缝硬度高于母材,表明电子束焊为AZ31镁合金板材的有效焊接方法。     

AZ31B镁合金厚板变极性等离子加丝焊接接头性能分析

采用变极性等离子方法焊接AZ31B镁合金,研究了焊接接头的微观组织、元素分布、断口形貌、接头强度和硬度等.结果表明,AZ31B镁合金变极性等离子加丝焊接接头没有明显的热影响区,焊缝成“V”字形;接头成形良好,焊缝为细小的等轴晶,没有发现大面积区域偏析,无脆性相Mg17Al12,但有Al、Mn相;焊接过程镁元素含量变化导...     

均匀化退火对AZ80镁合金组织与力学性能的影响

通过SEM、XRD、硬度测试、拉伸性能测试,研究了不同均匀化退火工艺对AZ80镁合金组织及性能的影响。研究表明:铸态AZ80镁合金组织主要为α-Mg相和β-Mg_(17)Al_(12)相。经420℃、保温10 h的均匀化退火工艺处理后,非平衡共晶相β-Mg_(17)Al_(12)基本溶入α-Mg基体,枝晶偏析问题基本得到解决。按此工艺处理后,AZ80镁合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别达到276 MPa、12.5%和69 HB,因此,最佳均匀退火工艺为退火温度420℃、保温时间10 h。     

AZ61镁合金激光焊接接头的组织与性能

采用CO2激光焊接系统对AZ61镁合金材料进行焊接,研究两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和化学成分的情况,并对焊接接头进行显微硬度测试和接头拉伸实验。结果表明:AZ61镁合金CO2激光焊接接头成形良好,焊缝区域晶粒明显细化,热影响区减小,焊缝区域主要由细小的-αMg相及(α Al12Mg17)等共晶体组成;焊缝的化学成分中铝含量明显高于母材,而镁含量则低于母材;合金成分铝的增加有利于焊缝区域晶粒细化和力学性能的提高。焊接接头区域的显微硬度和抗拉强度都高于母材,焊接接头具有良好的力学性能,说明CO2激光焊接是焊接AZ61镁合金材料的有效方法。     

镁合金AZ91D焊接接头组织与性能

在镁合金(AZ91D)TIG焊接头中,同质焊缝的相组成主要为α-Mg和β-Al12Mg17;β-Al12Mg17非连续地分布于α-Mg的晶界;β-Al12Mg17的体积分数为7.3%.焊接热影响区(特别是近缝区)最突出的显微组织特点是晶粒粗化和连续分布于晶界的β-Al12Mg17金属间化合物.由于晶粒细化焊缝区硬度值高于母材,而热影响区的硬度值则明显低于母材.与母材相比(σb=156 MPa,δ=4.8%),同质焊缝金属有更高的力学性能(σb=192 MPa,δ=4.9%).焊接接头的力学性能明显低于母材,接头强度为母材强度的69%;接头塑性为母材的72%;断裂主要发生在热影响区的近缝区.降低焊接热输入有利于改善焊接接头的力学性能.