AZ80镁合金固溶条件下Hell-Petch关系研究

对一定变形的AZ80镁合金进行固溶处理,通过观察金相测得平均晶粒尺寸,并通过室温拉伸试验测得抗拉强度及屈服强度,再利用线性相关性分析理论分别判断两变量之间是否符合Hell-Fetch线性关系.研究表明,抗拉强度与晶粒尺寸不存在线性关系,而屈服强度与晶粒尺寸显著线性相关.     

多向锻造对汽车用AZ80镁合金组织及性能的影响

为了改善铸态AZ80镁合金组织和性能,对均匀化处理的铸态AZ80镁合金进行了多向锻造试验,并采用金相分析、EBSD (电子背散射衍射)分析和拉伸试验等方法,进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:与锻造前相比,多向锻造后的AZ80镁合金的平均晶粒尺寸减小了约76μm、抗拉强度增加了66 MPa、屈服强度增加了79 MPa、断后伸长率增大了6%,断裂方式从脆性断裂转变为韧性断裂,多向锻造后合金内部晶粒为细小的等轴晶。因此,多向锻造显著地改善了AZ80镁合金的内部组织、提高了AZ80镁合金的力学性能。     

轧制温度对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机等研究了320～410℃不同轧制温度对AZ61镁合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:AZ61镁合金经不同温度轧制后,晶粒内部均有大量孪晶出现。随着轧制温度的升高,AZ61镁合金晶粒先增大后减小,320℃轧制的合金晶粒尺寸最小,并有大量第二相在晶界处析出。与挤压态试样相比,经过不同温度轧制后,试样的抗拉强度均提高,伸长率均降低。320℃轧制的合金试样的抗拉强度达到385 MPa,伸长率为15.2%,综合力学性能最佳。     

AZ80镁合金第二相体积分数对其拉伸性能的影响

通过对AZ80镁合金进行不同温度和时间下的固溶时效处理,然后在室温下进行拉伸试验,获得AZ80镁合金的拉伸性能数据。在光学显微镜下观察不同热处理状态下的第二相分布,并利用Micro-image AnalysisProcess软件测定第二相的体积分数。将所得的数据利用MATLAB软件进行模拟拟合。结果表明,当固溶温度为350℃,固溶时间为5 h,时效温度为180℃,时效时间为24 h时,AZ80镁合金的抗拉强度最大,达到344. 4 MPa; AZ80镁合金的第二相体积分数(Ψ)与伸长率(A)的以10为底的对数值之间存在线性关系,并且关系式为lg(A)=-0. 0055×Ψ+1. 29。     

轧制变形量对AZ80镁合金组织与性能的影响

研究了不同轧制变形量对AZ80镁合金组织及性能的影响。结果表明,AZ80镁合金的抗拉强度随轧制变形量的增加有所提高,而伸长率则随着变形量的增加先增加后减小。变形量为25%、50%、80%的AZ80镁合金其屈服强度分别为200、146、205 MPa;抗拉强度分别为245.52、249.08、279.49 MPa;伸长率分别为15.8%、24.2%、19.1%;其晶粒平均尺寸分别为30、10、3μm。     

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。     

铸造冷却速度对AZ91镁合金凝固组织与性能的影响

采用砂型、随炉冷却金属型、金属型和水冷金属型4种不同铸造方式进行了AZ91镁合金的铸造,主要研究了AZ91镁合金的凝固组织和力学性能随着冷却速度的变化规律。并对试验数据进行拟合,得到了晶粒尺寸随冷却速度变化的关系式。结果表明:随着冷却速度的增加,AZ91镁合金试样的晶粒尺寸减小,抗拉强度和伸长率获得了明显的提高。     

热处理对挤压镁合金AZ91和ZK60组织与性能的影响

通过力学性能测定以及金相显微组织观察,对挤压态AZ91和ZK60镁合金的热处理工艺进行了研究。结果表明,AZ91合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大,但伸长率有较大幅度的提高;时效硬度峰值时的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高,但伸长率有较大幅度的降低。ZK60合金固溶态与挤压态相比抗拉强度和伸长率均有相当程度地降低,且时效硬度峰值时的抗拉强度与同溶态相比有一定的提高,伸长率也有较大幅度的降低。AZ91合金固溶处理后晶粒尺寸与挤压态相比有所增大,但ZK60合金固溶处理后晶粒尺寸显著粗化。同时,两种合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。     

镁合金挤压温度的自适应PID控制

对汽车用镁合金挤压过程进行了自适应PID控制前后的对比,并进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:与自适应PID控制前相比,控制后的挤压态AZ80、AZ31镁合金试样平均晶粒尺寸减小,抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率略有减小,镁合金的显微组织和力学性能均得到了提高。     

建筑用AZ80Ti镁合金液态模锻件组织与性能研究

采用不同的比压对AZ80Ti建筑用新型镁合金进行了液态模锻,并进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:随比压从100 MPa增大至180 MPa,AZ80镁合金液态模锻件强度不断增大,伸长率减小,平均晶粒尺寸减小。与100 MPa比压相比,采用140 MPa比压成形的AZ80Ti镁合金试样的平均晶粒尺寸减小了59.13%,抗拉强度和屈服强度分别增大了42、41 MPa。AZ80Ti镁合金液态模锻的合理比压为140 MPa。     

低温多向锻压对电动机外壳用AZ80镁合金组织与性能的影响

对电动机外壳用AZ80镁合金进行了常规锻压和-20℃低温多向锻压,并进行了显微组织观察与力学性能的分析。结果表明,与常规锻压相比,低温多向锻压AZ80镁合金晶粒明显细化,平均晶粒尺寸减小65.7%;低温多向锻压镁合金的力学性能得到明显提高,25℃屈服强度、抗拉强度和伸长率分别增加70.6%,72.5%,152.4%。     

AZ31B镁合金热轧后组织性能预测模型的建立

在压下量为10%~40%、轧制速度为0.1~0.8 m/s、初轧温度为250~400℃条件下对AZ31B镁合金进行轧制实验,对轧后镁板的微观组织和力学性能进行综合研究。引入Zener-Hollomon参数,综合考虑初轧温度T、变形速率ε,建立平均晶粒尺寸预测模型;对轧后镁板抗拉强度与平均晶粒尺寸关系进行非线性拟合解析,建立抗拉强度数学模型,基于上述模型建立AZ31B镁合金热轧后组织性能预测模型。结果表明,轧后镁板微观平均晶粒尺寸与宏观抗拉性能存在较强相关性,解析精确度取决于轧前工艺参数的制定,精确求解变形速率ε可有效提高晶粒尺寸及抗拉强度的预测精度;AZ31B镁合金热轧后组织性能预测模型既能指导热轧前设计最优的轧制制度,又能根据轧前工艺参数在线检测进行热轧后镁板组织及性能的综合评估。     

稀土对AZ71镁合金组织性能的影响

通过实验研究,分析了稀土元素对镁合金AZ71的金相组织及抗拉强度等力学性能的影响.结果表明,稀土的加入可以起到明显的细化晶粒的作用,在镁合金AZ71中加入1%左右稀土元素其抗拉强度、延伸强度、断后伸长率均有明显提高.     

晶粒分布对AZ80镁合金室温力学性能的影响

采用高温等通道转角挤压（ECAP）方法制备了多类型AZ80变形镁合金,通过金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）等分析了镁合金的微观组织特征,研究了晶粒分布特征对镁合金室温力学性能的影响,探究了双峰组织的强化机制。结果表明,A型双峰组织镁合金的平均晶粒尺寸约为80μm,其室温屈服强度与抗拉强度分别为226.1、454.3 MPa,伸长率为17.5%,均高于平均晶粒尺寸约为4μm的细晶镁合金的屈服强度（215.4 MPa）、抗拉强度（438.0 MPa）和伸长率（14.0%）。另外,A型双峰组织的强化效果优于B型双峰组织,细晶强化效果介于B型双峰组织与均匀细晶组织;B型双峰组织过度的晶粒细化会破坏双峰组织的强化作用。     

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%。     

汽车车轮用AZ80Ce镁合金的锻造温度优化研究

对AZ80Ce镁合金试样进行了锻造,研究了锻造温度对试样显微组织和力学性能的影响。结果表明:随始锻温度增大,试样的平均晶粒尺寸和断后伸长率先减小后增大,强度先增大后减小。与370℃始锻温度相比,400℃始锻温度使试样的平均晶粒尺寸和断后伸长率分别减小了47%和16.2%,抗拉强度和屈服强度分别增大了8.9%和12.8%;与270℃终锻温度相比,290℃终锻温度使试样的平均晶粒尺寸和伸长率分别减小了40%和14.2%,抗拉强度和屈服强度分别增大了5.8%和9.9%。汽车车轮用AZ80Ce镁合金的始锻温度和终锻温度分别优选为400、290℃。     

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。     

变形、时效对AZ80镁合金组织性能的影响

研究了变形、时效对AZ80镁合金组织性能的影响.铸态AZ80镁合金经470℃×8h固溶处理,然后在400℃条件下进行不同变形量的热轧变形,变形后的部分镁合金进行170℃×16 h时效处理.结果表明,随着变形量的增加晶粒得到细化,当变形量达到80％时,晶粒尺寸由铸态的105 μ.m细化到3 μm,此时抗拉强度达到282.49 MPa;合金的伸长率先增加后减小,变形量为50％时伸长率达到最大,为24.21％;屈服强度先降低后增加.     

热处理对挤压镁合金AZ91拉伸变形与断裂行为的影响

通过金相显微组织观察和断口SEM分析,研究了热处理对挤压AZ91镁合金拉伸变形与断裂行为的影响。结果表明:AZ91镁合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大,但伸长率有较大幅度的提高,晶粒尺寸有所增大;时效峰值态的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高,但伸长率有较大幅度的降低,合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。AZ91合金挤压态和固溶态的断面都有韧窝特征,为微孔形核的韧性断裂机制,而在时效峰值态的断面上则呈现出了韧性与脆性混合断裂的特征。     

稀土元素Y对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了在AZ91D镁合金中添加不同质量分数的稀土元素Y(w(Y)=0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对其组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量的稀土元素Y能改善AZ91D镁合金的组织并提高其力学性能。当w(Y)=1.2%时,对AZ91D镁合金的晶粒细化作用效果最佳,此时,晶粒尺寸为46.15μm,相比未加入稀土元素Y的AZ91D镁合金细化幅度为27.85%。稀土元素Y的加入还能提高AZ91D镁合金的硬度、抗拉强度、伸长率等性能,当w(Y)=1.2%时,AZ91D镁合金的各项力学性能最佳:维氏硬度为99.7 HV,室温抗拉强度为299 N/mm~2,伸长率为9.5%;200℃的抗拉强度为161.75 N/mm~2,伸长率为5.8%。