AZ31B镁合金挤压板材力学性能的各向异性

在AZ31B镁合金板材的板面内沿不同方向进行单向拉伸和压缩试验,研究挤压板材的力学性能。结果表明,变形AZ31B镁合金板材具有显著的各向异性和拉压非对称性。在板面内,沿挤压方向拉伸时的屈服应力明显地比沿同方向压缩和沿其他方向拉伸或压缩时的高(约2倍);沿45°斜向拉伸的屈服应力和抗拉强度较低,而延伸率最高;这种非对称性主要表现为屈服非对称和塑性流动非对称,即拉压的屈服应力不相等和拉压应力-应变曲线形状不同,压缩曲线表现出特殊的"S"型。基于晶体塑性理论,讨论了引起变形镁合金的各向异性和拉压非对称性力学性能的变形机理。     

AZ31镁合金室温异步轧制的织构演变

采用异步轧制技术研究了轧制工艺对AZ31镁合金塑性变形和微取向流变行为的影响.结果表明:将AZ31镁合金板材在室温条件下进行单道次异步轧制,织构随着速比增加,与快、慢辊侧相接触的表面层明显不同,但中间区域变化不明显.在快速辊侧,主要织构组份随着速比的增加而迅速增加;在慢速辊侧,主要织构组份随着速比的增加而交替变化.形变量的增大,可以细化晶粒和改善力学性能.     

镁合金AZ31高温形变机制的织构分析

利用X射线衍射和背散射电子衍射方法测定了镁合金AZ3l高温动态再结晶和超塑形变时的宏观和微观织构,分析了晶粒内部的形变机制.结果表明,在动态再结晶和超塑形变过程中,晶粒内部的滑移机制仍起重要作用,表现为再结晶晶粒出现择优取向以及一些晶粒可充分均匀形变成长条状.宏观织构的测定表明,具有不同初始织构的两类样品高温动态再结晶时,新晶粒有不同的取向择优过程,形成相似的织构;长条形变晶粒内部开动的滑移系也有一定的差异.分析了不同温度下相同的织构对应的不同塑变机理取向成像分析表明,基面织构取向的晶粒间总伴随着较高比例的小角晶界和30°(0001)的取向关系,这是六方结构的六次对称性限制了动态再结晶时(亚)晶粒间取向差的有效增大的缘故.     

多道次弯曲对AZ31B镁合金板材织构与性能的影响

提出了一种改善镁合金板材织构与冲压性能的新方法,即单向多道次弯曲工艺.研究了该工艺对AZ31B镁合金板材织构以及成形性能的影响,分析了单向多道次弯曲前后各种状态板材的显微组织、力学性能以及杯凸值.结果表明,多道次弯曲改善了冷轧态AZ31B镁合金板材中不利于对后续塑性加工的(0002)基面织构,能够较好地改善AZ31B镁合金板材的力学性能和冲压性能.     

AZ31B镁合金板材冲压性能的实验研究

系统地研究了AZ31B镁合金板材的冲压性能.通过室温和中高温拉伸实验研究了AZ31B镁合金板材的基本冲压性能,如σb、σs、σs/σb、σ、n、γ和△γ等性能指标;通过模拟成形实验研究了杯突值、弯曲性能、拉深性能、扩孔性能以及成形极限图FLD等,为制定冲压成形工艺提供参考依据.研究表明,AZ31B镁合金板材的冲压性能室温下较低而中高温则较好.     

AZ31镁合金的变形织构和协调变形机理

进行变形速率可控的单向拉伸试验,研究了变形织构与滑移和孪生等协调变形机理对AZ31镁合金综合性能的影响。结果表明:在沿挤压方向拉伸过程中,变形织构使{0002}晶面Schmid因子较低,基面滑移难以开动,屈服强度高。在沿45°拉伸过程中,变形织构使柱面取向晶粒处于发生{0002}滑移的最佳位置,基面取向晶粒的棱柱面滑移也处于最佳位置,屈服强度低而延伸率高。沿横向拉伸的力学性能主要受孪晶影响,由于大量孪晶诱发裂纹,延伸率最低。试样在45°和横向拉伸时产生的大量拉伸孪晶,是出现{0002}双峰织构的诱因。     

对双峰织构类型AZ31镁合金板材力学性能各向异性的分析

目的 制备双峰织构类型的AZ31镁合金板,以改善板材微观组织和弱化基面织构,研究微观组织对力学性能各向异性的影响规律,以提高镁合金板材的成形性能。方法 通过弯曲限宽矫直技术对0°、30°和60°轧向切样的板材进行热加工以预制拉伸孪晶,获得双峰织构类型的AZ31镁合金板材,通过EBSD获取板材的微观组织。对RD、45°和TD方向的原始板材进行室温单向拉伸实验,获得板材的工程应力-应变曲线及力学性能参数,并计算r值（塑性应变比）与n值（应变硬化指数）。结果 弯曲限宽矫直技术可诱发大量拉伸孪晶形成ED偏转织构,将偏转织构与基面织构共存的板材称为双峰织构类型AZ31镁合金板材。拉伸孪晶的出现显著细化了晶粒,弱化了基面织构强度,使板材的屈服强度下降,极大提升了材料塑性。其中30°轧向切样的板材ND面塑性力学性能各向异性的改善效果最好,其r值最小、n值最大。结论 双峰织构类型能够弱化AZ31镁合金板材基面的织构强度,提高材料塑性。拉伸孪晶含量越高,板材的强度与塑性越好,力学性能各向异性的改善效果也越显著。     

工艺因素对AZ31镁合金板材室温成形性能的影响

通过不同的加工工艺制备具有不同晶粒尺寸和织构的AZ31镁合金板材,通过室温埃里克森试验研究了工艺因素对提高镁合金板材室温成形性能的影响。结果表明:增大晶粒尺寸,减弱基面织构,可以改善镁合金轧板在变形过程中产生的在轧制方向的硬取向,增大镁合金轧板的延伸率,从而提高镁合金室温成形性能;用异步轧制工艺(轧制和退火温度为400℃、异速比为1.5)制备的试样晶粒尺寸增大到20μm、(0002)极图最大极密度仅为2,室温杯突实验测得IE值达到了5.71,显著提高了材料室温成形性能。     

镁合金AZ80A搅拌摩擦焊焊核区组织金属学演变

采用取像显微分析技术分析了变形镁合金AZ80A搅拌摩擦焊焊核区塑性条带间的金属学演变过程.结果表明:搅拌摩擦焊搭接头焊核区晶粒尺寸、极图、反极图以及晶粒的取向差均呈周期性的变化,组织结构呈条带分布,基体内部经历了周期性的动态再结晶过程.     

AZ31B可降解镁合金的研究

研究了铸态、挤压态及热处理态AZ31B镁合金的力学性能和耐蚀性能，选出性能最优的AZ31B镁合金，植入动物下颌骨处进一步研究其在体内的降解行为及其降解产物对动物体的影响。研究结果表明，AZ31B镁合金经过挤压和固溶时效处理可以提高其力学性能和耐腐蚀性能．将处理后的AZ31B镁合金植入兔下颌骨后发现，材料降解未对动物体造成不良影响，并且降解过程不会影响下颌骨骨折固定的稳定性。因此，可降解AZ31B镁合金有望用于制作下颌骨骨折后的内固定系统。     

等通道挤压AZ80镁合金的析出行为和性能

研究了AZ80镁合金经300℃等通道挤压(ECAP)后的组织、织构与力学性能的演变规律以及第二相析出行为的影响。结果表明:ECAP显著促进了粒状连续析出,可有效节省后续热处理时间。A路径多道次挤压最终获得基面织构;Bc路径挤压后形成基面近似平行于剪切面的织构;第二相析出对ECAP织构特征的形成没有显著影响。用该工艺可获得较高的延伸率(13%-19%),但是抗拉强度过低(300 MPa),综合机械性能不理想。可通过抑制挤压前的未溶粗大粒子的析出、减少挤压道次和降低挤压温度等措施优化AZ80的析出控制。     

循环扩挤变形AZ80镁合金的组织、织构与力学性能

采用循环扩挤(Cyclic expansion-extrusion,CEE)变形工艺对AZ80镁合金的块状材料进行热挤压加工,观察试样的微观组织与织构,并测试了力学性能。结果表明:AZ80镁合金经过CEE变形后,晶粒的尺寸明显细化,第4道次CEE变形之后,晶粒尺寸从150~230 μm细化至2 μm,整体分布均匀且呈等轴晶;2道次变形后,随着挤压道次的增加,晶粒的细化程度减慢;同时经过CEE变形的AZ80镁合金织构包括了(0001)基面平行于挤压方向与(1120)棱柱面垂直于挤压方向的两种不同纤维织构,随着挤压道次的增加,织构总体强度出现先减后增再减的变化;力学性能相对于均匀化态有着明显的变化,第1道次CEE变形之后,抗拉强度与屈服强度分别达到各自的最大值,为290 MPa和180 MPa,第2道次CEE变形之后,强度出现不随晶粒细化而增强的现象(反Hall-Petch理论),这是因为织构的软化作用强于晶粒的细化作用,而伸长率随着挤压道次的增加而提高。     

AZ31B镁合金表面氟涂层的生物相容性和抗菌性能

采用化学转化方法在AZ31B镁合金表面制备氟涂层,系统研究了氟涂层的表面形貌,体外生物相容性和抗菌性能.结果表明:AZ31B镁合金表面的氟涂层均匀致密;氟涂层镁合金的溶血率明显降低,且无细胞毒性,可满足生物医用材料的要求.同时,氟涂层镁合金的抗凝血性能与316L不锈钢相当,并具有显著的抗菌功能.