ECAP挤压道次对AZ81镁合金组织及性能的影响

AZ81镁合金在汽车行业应用广泛,但存在组织粗大,力学性能差等缺点。等通道转角挤压(ECAP)法是细化晶粒,提高镁合金性能的有效途径。在300℃下对AZ81镁合金进行了1~6道次ECAP挤压,并分析了AZ81镁合金在ECAP挤压变形过程中微观组织与力学性能随挤压道次的变化规律。结果表明,随着挤压道次的增加,基体晶粒尺寸先减小后增加,4道次时细化程度最高;合金硬度先增大后减小,4道次时合金硬度最高,达到142HL;合金的抗拉强度﹑伸长率逐渐增强后减小,再增大,6道次时合金的综合拉伸性能达到最高,抗拉强度210 MPa,伸长率15.8%。     

复合均匀化处理对挤压态镁合金组织与性能的影响

在挤压前分别对AZ80镁合金进行了常规均匀化处理和复合均匀化处理,并进行了挤压态AZ80镁合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,与常规均匀化处理相比,复合均匀化处理能显著提高挤压态AZ80镁合金的力学性能和耐腐蚀性能,25℃的抗拉强度增加75 MPa、屈服强度增加87 MPa、断后伸长率增加10.9%;腐蚀电位正移309 mV。     

稀土Ce含量对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了稀土Ce对AZ91D镁合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能和磨损性能的影响。结果表明,向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,出现了杆状化合物Al4Ce相,并提高了合金的室温力学性能。当稀土加入量为0.7%时,合金的抗拉强度和伸长率由117.4 MPa和4.0%提高至138.87 MPa和6.5%。进一步提高稀土含量,杆状化合物Al4Ce变得粗大,合金力学性能下降。AZ91D镁合金中加入稀土Ce可提高其耐蚀性,加入0.7%Ce的AZ91D镁合金的耐蚀性能提高了87%,当稀土Ce含量进一步提高时,AZ91D镁合金中的耐蚀性又变差。向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,其耐磨性能也得到提高,当稀土Ce含量为1.0%时,合金耐磨性能最优,但只是略高于稀土Ce含量为0.7%时合金的耐磨性。综合本研究结果,稀土Ce的最佳加入量为0.7%。     

机械设备外壳挤压态新型镁合金的组织与性能研究

采用连续挤压工艺制备了机械设备外壳用挤压态新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti。对该镁合金进行了显微组织、XRD、力学性能和阻尼性能分析。结果表明:该合金由α-Mg基体和少量的Mg_(17)Al_(12)相组成,具有较佳的力学性能和阻尼性能。该合金的抗拉强度为327 MPa、屈服强度为268 MPa、断后伸长率为25%。与商业AZ31镁合金相比,在0.8Hz频率下该新型合金在25℃的阻尼性能增加了196%。     

往复挤压参数控制对镁合金表面形貌的影响

为了改善可用于变速箱壳体制造的AZ80镁合金的表面形貌,提高其力学性能,采用光学显微镜等分析手段,分别评价不同往复挤压参数对AZ80镁合金表面微观形貌的影响。结果表明,合金表面的微观形貌与往复挤压道次密切相关,且晶粒尺寸随着往复挤压变形温度的降低而显著细化,均匀度也不断提高。     

中间合金添加方式对体育器材用铸态镁合金组织和性能的影响

采用两种不同的中间合金添加方式制备了体育器材用Mg-8Al-1Zn-0.2Sr铸态镁合金,并对其进行了物相组成、显微组织、不同温度下的力学性能和耐磨损性能测试与分析。结果表明:与采用直接添加中间合金方式相比,采用机械振动辅助方式制备的铸态镁合金不含Al8Mn5相,合金的力学性能和耐磨损性能得到提高。     

汽车用AZ80合金的挤压铸造工艺及组织性能研究

对汽车用AZ80合金进行挤压铸造,研究浇注温度、挤压压力、模具预热温度和保压时间对AZ80合金组织和力学性能的影响,并分析其作用机理。结果表明,AZ80合金的适宜挤压铸造工艺为:浇注温度700℃、挤压压力90MPa、模具预热温度为250℃、保压时间为25 s,在此工艺下的AZ80合金可以取得较好的强度和塑性结合;AZ80合金力学性能的提高,主要与挤压工艺参数调控合金晶粒大小和显微缺陷有关。     

等径角挤压制备AZ91D镁合金的组织与性能

研究了铸态AZ91D镁合金在等径角挤压（Equal Channel Angular Extrusion,ECAE）后的室温力学性能和微观组织特征。在力学性能方面,铸态AZ91D镁合金经过1道次ECAE变形后,室温力学性能（屈服强度、抗拉强度、延伸率、弹性模量）由86.3 MPa,146.3 MPa,1.84%,42.5 GPa分别提高到144.1MPa,222.8 MPa,3.49%,47.7 GPa;2道次后变为109.1 MPa,268.3 MPa,4.48%,48.9 GPa。在微观组织方面,挤压1道次后,由于枝状晶粒在等径道弯角处滑动和转动时发生破碎,AZ91D镁合金的晶粒和黑色共晶相Mg17Al12沿挤压方向拉长为条带状;挤压2道次后,黑色共晶相开始部分回溶,共晶相有所减少且呈非连续分布。     

循环扩挤工艺挤压AZ80镁合金的微观组织与力学性能

采用循环扩挤(cyclic expansion-extrusion,CEE)变形工艺挤压AZ80镁合金并借助金相组织观察、拉伸性能测试和EBSD研究了多道次挤压对该合金的组织与性能影响。结果表明:AZ80镁合金经过CEE变形后,晶粒的尺寸随着挤压道次的增加而减小,4道次挤压后,晶粒尺寸细化至2μm,整体分布均匀且呈等轴晶,但是晶粒的细化程度并不是一直随挤压道次的增加而提高,2道次挤压后,随着挤压道次的增加,晶粒的细化程度减慢;镁合金CEE变形后的抗拉强度、屈服强度和伸长率均随挤压道次的增加而不断提高;CEE变形的细化机制是连续动态再结晶。     

等向锻造汽车轻量化材料性能的研究

以AZ31和AZ80两种镁合金汽车轻量化材料为研究对象,用不同工艺进行了锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,与常规锻造相比,等向锻造能提高材料的力学性能和耐腐蚀性能;等向锻造的AZ31镁合金屈服强度增加46 MPa,腐蚀电位正移215 mV;等向锻造AZ80镁合金的屈服强度增加96 MPa,腐蚀电位正移237 mV。锻造工艺选为等向锻造。     

压力和浇注温度对挤压铸造镁合金组织与性能的影响

采用挤压铸造成形工艺制备AZ91D镁合金,研究了不同压力(40、80、120 MPa)和浇注温度(650、690、730和770℃)对合金组织与性能的影响,优化出高性能挤压镁合金的工艺参数。结果表明,相同浇注温度下,随着挤压压力的增大,第二相体积分数呈现略微逐渐减少的趋势,在晶界上出现的共晶组织分布越来越不连续,α-Mg相晶粒尺寸逐渐减小;相同挤压压力下,合金的晶粒尺寸随着浇注温度的升高逐渐长大。在730℃浇注温度、80 MPa挤压压力下获得的挤压铸件综合力学性能最好,其致密度达到最高,为99.78%,较原材料提高1.4%;抗拉强度由121.2 MPa提高到219.5 MPa,提高了81.1%;伸长率由1.6%提高到6.4%,提高了300%。     

基于模糊控制的挤压铸造镁合金性能研究

采用浇注温度的不同控制方式进行了AZ80镁合金的挤压铸造,并进行了合金显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明,模糊控制可以有效细化合金的显微组织,提高合金的力学性能。与常规PID控制相比,采用模糊PID控制的挤压铸造AZ80镁合金晶粒得到细化,抗拉强度和屈服强度分别增大21、24 MPa,断后伸长率几乎不变。     

新型机械外壳用镁合金的压铸工艺优化

采用不同的压铸工艺对新型机械外壳用Mg-Al-Zn-Ti-V镁合金试样进行了铸造,并进行了耐磨损性能和力学性能的测试与分析。结果表明:随浇注温度、压射速度和压射比压的增加,试样的耐磨损性能和强度均先提升后下降。新型机械外壳用镁合金的压铸工艺参数优选为:700℃浇注温度、3 m/s压射速度、80 MPa压射比压。与640℃压铸温度相比,当浇注温度为700℃时,Mg-Al-Zn-Ti-V镁合金的磨损体积减小48.1%、抗拉强度增大33 MPa;与1 m/s压射速度相比,当压射速度为3 m/s时合金的磨损体积减小36.4%、抗拉强度增大29 MPa;与50MPa压射比压相比,当压射比压为80 MPa时合金的磨损体积减小50.0%、抗拉强度增大31 MPa。     

机床减震用细晶镁合金的铸造工艺研究

采用不同的铸造工艺制备了机床减震用细晶AZ91Ce0.2镁合金,并对显微组织、力学性能、阻尼性能和耐磨损性能进行了测试与对比分析。结果表明,在试验条件下,获得的AZ91Ce0.2镁合金平均晶粒尺寸在90μm以内;铸造工艺对镁合金的性能影响较大,其中0℃抗拉强度增加了48MPa,室温抗拉强度增加了43 MPa,-40℃冲击吸收功增加了23 J,0℃冲击吸收功增加了20 J,室温阻尼值提高了68.09%,0℃磨损体积减少了74.70%,室温磨损体积减少了78.67%。     

热挤压AZ80镁合金管材的组织与力学性能

对AZ80镁合金管材的挤压工艺进行研究,对挤压前后材料的组织与力学性能进行分析。结果表明,经过热挤压后,镁合金的晶粒细化,力学性能有较大提高。晶粒尺寸由挤压前铸态的28μm细化到挤压后的4μm,抗拉强度由162 MPa提高到265 MPa,屈服强度由74 MPa提高到180 MPa,伸长率由4%提高到14%。随着挤压比的增加,晶粒细化明显,伸长率和屈服强度增加。对于挤压AZ80镁合金管材,合理的挤压工艺参数：挤压比为18.2,坯料温度为390℃,模具预热温度为360℃,挤压速度为1 mm/s,凹模锥半角为60°-70°。     

AZ80-0.2Sr-0.15In镁合金锻造组织和性能的研究

在AZ80镁合金中添加合金元素Sr和In,制备了AZ80-0.2Sr-0.15In锻造镁合金,并对其进行了5道次多向锻造。对锻后显微组织、织构、室温和高温力学性能、以及耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明,采用5道次多向锻造制备的合金平均晶粒尺寸为4.6μm,具有优异的室温和高温力学性能、耐腐蚀性能。与商用铸态AZ80镁合金相比,(0002)基面织构最大值减小73%,350℃抗拉强度提高329%、屈服强度提高532%;腐蚀电位正移203 m V。     

AZ113镁合金显微组织和力学性能的研究

采用OM、SEM和XRD等手段对AZ113镁合金铸态、挤压态、热处理状态下合金相的种类、形态、数量和分布进行了分析,探讨了各种状态下AZ113镁合金的力学性能;同时研究了短时高温对AZ113镁合金的组织和力学性能的影响.结果表明,AZ113镁合金挤压后,晶粒由原来的120μm减小到30μm,抗拉强度从212.8MPa提高到353.0MPa,断后伸长率从2.8%提高到9.5%;T4处理后,合金伸长率达到最大值(10.3%);T5处理后,合金的抗拉强度达到最大值(420.3MPa);T6处理后,合金的抗拉强度和伸长率分别为365.1MPa和8%.     

挤压比对热挤压AZ80镁合金管材组织和性能的影响

选用不同的挤压比对变形镁合金AZ80进行管材热挤压工艺试验研究,对挤压前后材料组织与力学性能的变化进行分析。结果表明,热挤压可以显著细化AZ80镁合金的晶粒,而且随着挤压比的增加,晶粒变得更加细小;增大挤压比也可以提高AZ80镁合金的抗拉强度和屈服强度。结果表明,挤压比为18.2,坯料温度为390℃,模具预热温度为360℃,凹模的半模角为60°～70°,可得到均匀的合金组织和良好的力学性能。     

挤压温度对网球拍用AZ31镁合金管材耐蚀耐磨性能的影响

采用不同的挤压温度进行了网球拍用AZ31镁合金管材的挤压成形,并进行了腐蚀试验和磨损试验。结果表明:随挤压温度从225℃提高至350℃,AZ31镁合金管材的耐蚀和耐磨损性能均先提高后下降。网球拍用AZ31镁合金管材的挤压温度优选为325℃。     

体育运动器材用新型镁合金的改性研究

在AZ31镁合金中添加合金元素Mo和Y制备了体育运动器材用新型镁合金,并进行了变温均匀化处理,测试与分析了合金的显微组织、物相组成、耐磨损性能和耐腐蚀性能。结果表明,合金元素Mo和Y的添加以及变温均匀化处理的应用,明显细化了该合金的显微组织,提高了它的耐磨损性能和耐腐蚀性能;与AZ31镁合金相比,该新型镁合金在均匀化处理前的磨损体积减少59.21%、变温均匀化处理后的磨损体积减少67.92%、均匀化处理前的腐蚀电位正移84 m V、均匀化处理后的腐蚀电位正移95 m V。