径锻AZ61镁合金退火后晶粒长大及组织演变规律

目的 通过研究径锻AZ61镁合金棒材在后续退火处理时的晶粒长大和组织均匀性演变行为,构建等温条件下径锻AZ61镁合金晶粒长大模型,总结径锻镁合金退火后组织均匀性演变规律,为此棒材后续热处理工艺的制定提供理论借鉴和指导。方法 基于系统的等温正交退火试验,量化统计各退火条件下样品组织的平均晶粒尺寸和晶粒尺寸分布,分析径锻AZ61镁合金棒材的晶粒长大行为和组织均匀性演变规律。结果 退火后,径锻AZ61镁合金组织中晶粒趋于长大。在250～300℃温度区间内,晶粒长大速度较为缓慢。随着退火温度的升高,晶粒长大速率随之上升,尤其是退火温度升高到450℃以后,晶粒长大速率显著增大。当退火温度一定时,退火起始30min内,晶粒快速长大。在之后的长时间退火过程中,晶粒长大速度逐渐放缓。同时,随着退火的进行,锻后样品中存在的超细晶条带状组织逐渐消失,样品组织均匀性显著提高。结论 通过研究晶粒长大现象构建的等温条件下径锻AZ61镁合金晶粒长大模型与试验结果拟合良好。结合组织均匀性演变规律,径锻AZ61镁合金退火后的组织状态能够被很好地预测。     

ZK61S镁合金微弧氧化膜层的结构及耐腐蚀性能

为了提高ZK61S镁合金的耐腐蚀性能,采用微弧氧化方法以不同电压(300,380,450 V)在ZK61S镁合金表面制备氧化膜并进行封孔处理。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析膜层的形貌、结构和组成;通过腐蚀电位试验、中性盐雾腐蚀试验及抗剥落腐蚀试验进行耐腐蚀性能考核。结果表明:微弧氧化呈现疏松多孔形态且均匀覆盖于基材表面,主要由Mg、MgO和Al_2Si_2O_5(OH)4相组成;微弧氧化处理后试样的腐蚀电位显著提升,且380 V所得微弧氧化试板的腐蚀电位达到-881.53 m V,经过408 h的中性盐雾腐蚀试验后的腐蚀速率为0.012g/(m~2·h),耐蚀性能比未进行表面处理的基材提高了88倍;经封孔处理的微弧氧化试板经过456 h的中性盐雾腐蚀试验后腐蚀速率降低到0.003 g/(m~2·h);封孔处理使微弧氧化膜的抗剥落腐蚀性能由微弧氧化后的EB级提升到EA级。     

初始晶粒尺寸对高温交叉轧制镁合金板材组织和力学性能的影响

目的 揭示晶粒尺寸对多道次高温交叉轧制AZ31镁合金板材组织和力学性能的影响规律及机制.方法 通过对不同初始晶粒尺寸的镁合金板材进行高温交叉轧制变形及热处理,获得不同状态的镁合金板材,采用金相显微分析、X射线衍射(XRD)分析及室温拉伸实验等手段研究镁合金板材的晶粒组织(形态、尺寸、取向)及力学性能.结果 经过多道次交...     

ZK60镁合金热压缩变形行为

为了研究ZK60镁合金的热变形行为,采用Gleebe-1500热模拟机在变形温度为423～673K、应变速率为0.001～10s-1条件下对合金进行的热压缩试验.分析合金流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,通过引入Z参数建立合金流变应力本构方程,并观察合金变形过程中的显微组织演变.结果表明:变形温度低于473K且应变速率大于0.1s-1时试样发生宏观开裂;在变形温度较高和应变速率较低时,合金真应力-真应变曲线具有动态再结晶特征.随变形温度升高和应变速率的降低流变应力减小,热压缩后的组织中再结晶现象越明显;应变速率越高,再结晶晶粒越细小.     

往复挤压ZK60镁合金研究

本文对往复挤压ZK60镁合金的组织和延伸率等进行了研究。结果表明：往复挤压对ZK60镁合金组织的细化效果更加显著,晶粒尺寸大约为1．5μ～5μm。RE—n～Ex—ZK60—CT镁合金人工时效处理后,伸长率高达40％。     

高性能镁合金板材轧制技术的研究

综述了铗合金板材轧制技术的研究进展,阐述了交叉辊轧制、大应变轧制、交叉轧制、非对称轧制技术的原理,分析了不同轧制技术对应板材的组织特点和晶粒细化机制,以及织构特点和形成原因,指出了当前镬合金板材轧制存在的主要问题及今后的发展方向.     

轧制方式对ZK60镁合金组织与性能的影响

目的 通过显微组织表征和拉伸性能测试等方法,研究轧制温度、多道次累积压下率及轧制路径对ZK60镁合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过在不同温度（300、340、380、420℃）与同一多道次累积压下率下进行轧制实验,明确了后续轧制实验的轧制温度。随后在同一温度、单个道次压下率为10%、不同累积压下率下进行多道次单向轧制及交叉轧制实验,并对轧制后试样的力学性能及微观组织进行分析。结果 当轧制温度为380℃、累积压下率为40.1%时,材料动态再结晶程度最大,平均晶粒尺寸减小为15.48μm,合金抗拉强度和断后伸长率最大,分别为301.46 MPa和20.56%。与多道次单向轧制相比,交叉轧制后合金板材基面织构强度明显降低,极密度值降低为9。材料RD方向的抗拉强度提高了6.35%,断后伸长率没有明显变化,TD方向的抗拉强度略微下降,但断后伸长率提高了71.47%,TD方向由脆性断裂转为韧性断裂。结论 随着温度与累积压下率的上升,ZK60镁合金的动态再结晶程度提高,晶粒得到细化,材料力学性能得到提升。在相同温度与累积压下率下,经交叉轧制后,材料基面织构显著削弱,材料的各向异性得到改善。     

ZK60镁合金的热压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在温度250～400℃、应变速率0.001～1s-1、最大变形程度105%的条件下对ZK60镁合金进行了高温压缩模拟实验研究。分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,计算了变形激活能和应力指数,并观察了热压缩变形过程中组织的变化。结果表明,合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加,随温度的升高而减小;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能为63～130kJ/mol,应力指数为2.78～3.79;降低变形温度和提高应变速率可使再结晶晶粒的平均尺寸减小。     

快速凝固/粉末冶金法制备ZK60高强镁合金

采用快速凝固/粉末冶金法(RS/PM)制备块体ZK60(Mg-5.52Zn-0.33Zr,质量分数/%)镁合金,研究了挤压态合金在200,300℃退火1h后微观组织和力学性能的变化.结果表明:挤压致密化过程中,合金粉末颗粒在剪切力作用下被拉长,内部晶粒碎化成小角度亚晶粒、位错胞和条带状亚晶,第二相纳米颗粒沿亚晶界随机分布;随后200℃退火后,组织发生不完全再结晶,位错密度有所降低;而在300℃退火后,合金组织发生完全再结晶,形成平均尺寸约2.5μm的等轴晶,同时晶内析出大量β2′相.挤压态合金的屈服强度和延伸率分别为394MPa,15.2%;随着退火温度的升高,强度略有下降,塑性提高,合金综合性能优异.     

镍基合金完全再结晶后的晶粒长大行为研究

目的 研究镍基合金完全再结晶后的晶粒长大行为.方法 首先通过两道次热压缩实验获得镍合金完全再结晶组织,然后对完全再结晶的组织进行退火热处理使晶粒长大.采用电子背散射衍射实验研究发生长大的晶粒组织形貌与尺寸变化规律.结果 完全再结晶后的退火工艺参数对平均晶粒尺寸有显著影响.完全再结晶后的晶粒能够在较高的退火温度和较长的退...     

ZK60镁合金铸坯均匀化退火研究

通过金相组织分析和显微硬度测试,研究了不同退火温度和时间条件下ZK60镁合金铸坯的显微组织和显微硬度,分析了退火温度和时间对铸坯组织转变和成分均匀化的影响.结果表明退火温度对均匀化起主要作用.提出了ZK60镁合金铸锭的优化退火工艺为470℃×14h.     

ZK60镁合金高温压缩道次间软化规律的研究

在Gleebe-1500热力模拟机上,采用双道次间隙式等温热压缩实验,对ZK60镁合金双道次热变形过程中的道次间软化规律进行了研究.变形温度为200℃和300℃,应变速率为0.005s-1和0.05s-1,道次间隙停留时间在1～300s之间变化.结果表明:材料在变形道次间的主要静态软化机制是亚动态再结晶,建立了亚动态再结晶动力学模型,相应的亚动态再结晶激活能约为50.12kJ/mol,远小于动态再结晶激活能.     

Using Post‐Deformation Annealing to Optimize the Properties of a ZK60 Magnesium Alloy Processed by High‐Pressure Torsion

A ZK60 magnesium alloy with an initial grain size of ≈10 µm is processed by high‐pressure torsion (HPT) through 5 revolutions under a constant compressive pressure of 2.0 GPa with a rotation speed of 1 rpm. An average grain size of ≈700 nm is achieved after HPT with a high fraction of high‐angle grain boundaries. Tensile experiments at room temperature show poor ductility. However, a combination of reasonable ductility and good strength is achieved with post‐HPT annealing by subjecting samples to high temperatures in the range of 473–548 K for 10 or 20 min. The grain size and texture changes are also examined by electron back scattered diffraction (EBSD) and the results compared to long‐term annealing for 2500 min at 450 K. The results of this study suggest that a post‐HPT annealing for a short period of time may be effective in achieving a reasonable combination of strength and ductility.

     

ZK60镁合金光纤激光焊接工艺参数及接头性能研究

目的 采用光纤激光对ZK镁合金进行焊接,分析焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律。方法 采用正交实验方法,在焊接过程中对焊接主要的工艺参数比如:激光的功率,焊接的速度,离焦量进行三因素三水平正交实验,采用拉力实验机对焊接接头进行抗拉强度测试,得到抗拉强度最大的工艺参数组合。对焊缝微观组织及断口形貌进行分析。结果 当激光功率为1 400 W、焊接速度为40 mm/s、离焦量为3 mm时,焊缝抗拉强度达到最高的308 MPa,达到母材抗拉强度的95%。结论 在合适的工艺条件下,光纤激光焊接过程中,如果热输入较低,焊接速度过快,导致熔池冷却速度非常快,同时细化了晶粒,提高焊缝接头的综合力学性能。     

基于数值模拟的 AZ61 镁合金挤压-剪切工艺

目的研究挤压-剪切变形的最优化工艺参数,分析各个工艺参数对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响。方法通过有限元模拟技术,分析了各个工艺参数,包括挤压温度、挤压速度、挤压比对AZ61镁合金成形结果的影响。结果通过对有限元模拟结果的分析和研究,得到AZ61镁合金成形的最佳工艺参数为:挤压温度为400℃;挤压速度为10 mm/s;挤压比越大,再结晶效果越明显,晶粒尺寸越细小。结论优化了挤压温度、挤压速度、挤压比等影响AZ61镁合金成形的因子,得到了符合实际生产的最佳工艺参数。