汽车用镁合金温轧工艺与性能研究

以ZK60镁合金为研究对象,讨论了温轧工艺对镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,镁合金温轧后显微组织由树枝晶变为纤维状的变形组织,轧制温度越高,动态再结晶越容易产生,且剪切带密度降低;将镁合金进行退火处理后,剪切带密度进一步降低。随着轧制温度的增加,镁合金薄带强度降低,伸长率增加。经退火处理后,强度低于相应温度轧制态,伸长率高于轧制态。随着道次间压下量的提高,镁合金组织中剪切带和孪晶密度增加,强度和伸长率增加。     

热轧钢／铝复合板结合强度及界面的研究

采用弯曲实验、金相和扫描电子显微镜,研究了轧制预热温度、变形量和轧后退火制度对热轧钢/铝复合板的结合强度和界面的影响。结果表明:预热温度低于400℃时,弯曲次数随预热温度的升高而增加,之后又逐渐减少,预热温度在400℃时的结合界面好且结合强度最大;轧制压下量越大,弯曲次数越大,结合界面和结合强度越好,当压下量为20%～30%时,弯曲次数随压下量的增加比较缓慢,当压下量>30%时,弯曲次数随压下量的增加而快速增加;经600℃×1h退火时,热轧钢/铝复合板的弯曲次数可达11次,结合界面更好,强度更高。     

层状金属界面空洞的形成与演化

异种金属在复合变形过程中由于金属特性差异以及塑性变形不同步,在界面处极易产生空洞缺陷,而空洞的形成和演化对于双金属间界面结合有着极为不利的影响。采用有限元仿真技术模拟了不同张力系数下不锈钢/碳钢复合钢筋变形过程中空洞的发展演变规律。结果表明：在4道次三辊“切线”孔型中,位于辊缝区域的金属为自由变形;在变形初期覆层金属产生翘曲,此时芯部金属的宽展较小,逐步形成界面空隙及空洞;微张力轧制促使空洞在第2道次中进一步扩大,然而微张力能够改善覆层金属的壁厚均匀度;在第3、4道次精整孔型中,空洞逐渐收缩消失,顺利完成轧制。复合界面的显微形貌表明,随着轧制温度的升高,界面氧化物分解,界面层空洞逐渐消失;当轧制温度高达1200℃时,界面深度差仅为3μm,复合效果较好。     

钢／铝复合板热轧复合变形规律

采用弯曲实验、金相和扫描电子显微镜,研究轧制温度、变形量对钢/铝复合板热轧复合的结合强度、界面和厚比分配的影响.结果表明:在轧制温度低于400℃时,弯曲次数随着预热温度的升高而增加,之后又逐渐减少:轧制温度在400℃时钢/铝复合板结合界面的结合强度最大;随着轧制温度的升高,铝层的压下量增加,钢层的压下量减小,致使两者压下量的差值增加;总的压下量越大,弯曲次数越多,结合界面和结合强度越好:当总压下量为20%～30%时,弯曲次数随压下量的增加而缓慢增加;当总压下量＞30%时,弯曲次数随压下量的增加而快速增加;随着总压下量的增加,钢和铝的压下量成正比关系增加,变化趋势相同,组元压下量的差值随总压下鼍的增加而减小,变形量趋于一致.     

镁合金板材轧制边裂的预测和流变-损伤分析(英文)

研究镁合金板材轧制过程中的温度变化、边裂和轧制力,建立热-力-损伤耦合有限元模型。采用楔形试样研究压下量对温度、损伤和轧制力的影响。结果表明:随着压下量的增加,轧制力增大,镁板的温度降低;当压下量大于51.6%时,发生边裂,此时损伤值大于0.49;镁板轧制中的塑性?损伤是空洞发展、剪切变形和应变积累综合作用的结果。     

热轧工艺对钢/铝复合板抗弯变形性能的影响

采用热轧法制备了钢/铝复合板,研究了轧制温度、保温时间和压下量对钢/铝板力学性能的影响规律。结果表明,2道次轧制时,低温长时间或高温短时间热处理能提高板材抗弯变形性能;钢/铝复合板的抗弯循环次数随压下量的增大先增大后减小。当压下量为85%时,90°弯折循环45次界面不开裂,最大伸长率达21%;1道次轧制时,90°弯折循环不到20次,伸长率不到14%。最佳轧制工艺为:第2道次550℃保温15 min,85%压下量。     

特殊钢轧制过程的有限元分析

通过有限元仿真模拟圆坯进入菱－方孔型的前两道次的轧制过程, 研究了坯料在菱－方孔型中的变形规律。模拟仿真结果表明: 在根据传统理论设计的菱?方孔型中, 第1道次菱形孔角度偏小, 使得菱形孔压下量偏小, 宽展较小, 从而在第2道次方形孔中轧出的轧件对角线偏差较大; 而将第1道次菱形孔角度增大后, 压下量增大, 宽展变大, 使第2道次方形孔轧制后的轧件对角线基本一致。基于改进后的孔型系统, 已成功采用圆坯生产出中空钢。     

两步升温热轧工艺对AZ31镁合金薄板各向异性及成形性能影响（英文）

采用两步梯度升温轧制工艺对AZ31镁合金板材进行轧制，探究轧制过程对镁合金板材显微组织织演化、各向异性及成形性能的影响。第I步轧制在300℃开展，其每道次压下量为15%；第II步轧制在550℃进行，其每道次压下量为40%。经过共4道次轧制后，最终获得厚度为1 mm的镁合金薄板。结果显示，第I步低温轧制过程不更换轧制方向时，试样中生成大量剪切带；而更换轧制方向时，组织内部主要为孪晶和再结晶晶粒。随着II步轧制温度的升高，由于动态再结晶急剧激发，剪切带数量及尺寸逐渐减小，晶粒明显细化。根据IGMA分析得出，非基面滑移，特别是棱柱面滑移活动增强。轧制退火后的AZ31镁合金薄板的力学性能得到提高，各向异性减小，冲压成形性能得到明显改善。     

热轧法对钢/铝板界面组织及力学性能影响的研究

采用热轧法对钢/铝复合板的制备进行了试验,研究了轧制参数及退火工艺对钢/铝板界面组织及力学性能的影响。结果表明,经过不同道次轧制的复合板,高温退火后界面上都会形成脆性的Fe-Al化合物,低温退火后界面上无中间化合物。在一道次轧后低温退火时,没有中间化合物,但板材的结合强度较差,弯折次数不到20次,伸长率不到13%;经过两道次轧制的复合板低温退火后,界面结合良好,弯折次数达59次未产生开裂,最大伸长率近20%。最佳轧制工艺为:第一道次350℃加热保温30 min,以30%压下量轧制。第二道次在600℃加热保温10 min,以80%压下量轧制,轧后在300℃退火4 h。     

热处理对ARB制备6063Al/MB2多层结构复合材料组织和性能的影响

采用累积复合轧制技术制备6063Al/MB2多层结构复合材料,利用电子拉伸机、光学显微镜、扫描电镜研究了热处理对不同轧制道次6063Al/MB2多层结构复合材料的组织、性能和界面的影响。结果表明,ARB技术能够有效细化MB2层金属组织;试样在180℃热处理后,晶粒没有明显变化;320℃热处理后,晶粒明显长大;在220℃以下热处理,复合材料的抗拉强度比未经热处理态略有上升;在220℃以上热处理,抗拉强度随温度的升高而逐渐下降;在低温下退火,复合材料的剪切强度相比轧制后略有增加。随着温度的升高,扩散层厚度增加,有脆性金属间化合物生成,导致剪切强度下降。