AZ31镁合金搅拌摩擦焊

研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊的焊缝成形、微观组织和力学性能.试验结果表明,随着旋转速度的增加,焊缝金属的塑性流动得到改善,孔洞消失;随着焊接速度的提高,焊核区晶体的动态再结晶得到抑制,晶粒被细化.最佳的工艺参数:旋转速度1 000 r/min,焊接速度45 mm/min,接头抗拉强度系数可达63.7％.     

稀土元素Gd对AZ91镁合金摩擦磨损及腐蚀性能的影响

研究了Gd含量对AZ91镁合金摩擦磨损及腐蚀性能的影响。结果表明,稀土元素Gd的添加能显著提高AZ91镁合金的摩擦磨损及腐蚀性能。当Gd含量为0.8%时,组织和成分较均匀,合金的抗摩擦磨损及腐蚀性能最好。添加过量的Gd元素将使合金摩擦磨损和腐蚀性能下降。     

添加Ce、Dy对AZ31镁合金显微组织和轧制性能的影响

主要研究了添加RE元素Ce、Dy对AZ31镁合金显微组织和轧制性能的影响。结果表明,加入Ce、Dy后,AZ31合金的组织被明显细化,还生成了析出相Al4Ce、Al2Dy和MgDy3。Ce、Dy可以显著地改善AZ31合金的轧制性能,加入Ce、Dy后形成的RE相在经过高温热处理后几乎不溶于基体,它们可以促进再结晶形核,生成更多细小的等轴晶,从而显著地提高了AZ31合金的轧制能力。但当Dy的添加量达到一定程度时,含RE合金的轧制性能有所下降,但仍优于未加RE的AZ31合金。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊工艺优化

采用搅拌摩擦焊(FSW)对AZ31B及加0.5%Ce的AZ3IB镁合金板材进行焊接试验.通过正交试验对FSW焊接工艺参数进行了优化.对于AZ31B镁合金,FSW最佳工艺方案为:轴肩下压量0.19mm,转速1400r/min,焊速40mm/min;对于添加0.5%Ce的AZ31B镁合金,FSW焊接的最佳工艺方案为:轴肩下压量0.17mm,焊速40mm/min,转速1300r/min.对加0.5%Ce的AZ31B镁合金FSW正交试验分析得出的最佳方案进行了验证,结果表明,焊接接头的拉伸强度为250.76MPa,延伸率为8.56%,断裂位置为热影响区.     

搅拌摩擦加工AZ31镁合金的超塑性

对搅拌摩擦加工AZ31镁合金的微观组织和拉伸力学行为进行了研究。结果表明,通过搅拌摩擦加工,热轧AZ31板材的平均晶粒尺寸由92.0μm细化到11.4μm。搅拌摩擦加工板材在高温下具有优异的塑性,伸长率在温度为723K和应变速率为5×10-4s-1的条件下达到1050%。该材料还具有高应变速率超塑性,在723K和1×10-2s-1的条件下伸长率达到268%。在相同实验条件下,母材由于晶粒尺寸粗大,没有显示出超塑性。     

加工参数对搅拌摩擦加工AZ31镁合金组织和力学性能的影响

研究了4mm厚AZ31镁合金板材搅拌摩擦加工工艺.在加工速度为100mm/min,转速为500～1500r/min条件下获得了表面平整、无宏观缺陷的加工面.搅拌区的晶粒尺寸相对于母材得到了明显的细化,并且随着转速的增加,搅拌区的晶粒逐渐增大,显微硬度逐渐降低,符合霍尔-佩齐公式.在应变速率为5×10-3s-1的条件下了进行室温拉伸,结果发现,加工后搅拌区细晶组织的抗拉强度相对于母材有所降低,但伸长率得到提高.     

稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

向AZ31镁合金中添加稀土Ce和复合添加Ce与Sb,测试和分析了合金的力学性能和组织。研究表明:合金相组成主要为α-Mg、CeSb以及Mg_(17)Al_(12);复合添加Ce和Sb可细化晶粒和有助于形成CeSb第二相,从而有效提高AZ31镁合金的力学性能。当Ce为1.5%,Sb为1.5%时,铸态合金室温抗拉强度为201.4 MPa,伸长率为12.6%,冲击韧度值为8.1 J·cm~(-2);经385℃热挤压成型后,合金室温抗拉强度为325.6 MPa,伸长率为22.3%,冲击韧度值为15.8 J·cm~(-2)。     

搅拌摩擦加工AZ31细晶镁合金超塑性行为研究

借助搅拌摩擦加工工艺制备了AZ31细晶镁合金,研究对比了原始母材和各种晶粒尺寸细晶镁合金的超塑性行为。结果表明：AZ31板材平均晶粒尺寸由7.67μm细化到0.94μm~3.21μm。在450℃,应变速率5×10-4/s-1时原始母材最大延伸率为630%,搅拌摩擦加工后的材料最大延伸率为405%,说明晶粒尺寸与超塑性性能没有线性关系。超塑性变形机制主要是晶界滑移,孪生对变形也有一定影响。断裂机制是晶间微小空洞的形成、长大和连接。     

Ce对热轧AZ31镁合金动态再结晶及织构的影响

研究了Ce对热轧AZ31合金的动态再结晶过程及织构的影响.结果表明:加入Ce后抑制了AZ31合金中孪生动态再结晶(TDRX)的发彺,还加速了合金动态再结晶进程,同时显著弱化了基面织构.EBSD分析表明,在AZ31-1.0Ce(质量分数,%)合金中,除(0001)基面织构外,还出现了介于(0001)基面和(1010)柱面的取向强度峰值,说明Ce的加入激活了变形时的非基面滑移系.Ce的加入并没有使合金的轴比值降低,相反还略有升高,说明非基面滑移的激活并非晶格结构的变化所致.Ce的加入可能改变了Mg原子之间的结合态以及增加了合金的层错能,使得非基面滑移系被激活,从而导致基面织构弱化.     

碱热处理对搅拌摩擦加工AZ31镁合金耐腐蚀性能的影响

对AZ31镁合金进行搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP),并对母材(Basal material, BM)和FSP试样进行碱热处理(Alkali heat treatment,AHT),研究了AHT对搅拌摩擦加工后AZ31镁合金微观组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,FSP可以显著细化晶粒,平均晶粒尺寸由BM的12.8 μm细化至FSP后的3.1 μm,高角度晶界比例从BM的75.9%降低至FSP后的45.3%,晶界亚结构增多。AHT使材料表面形成致密的MgO和Al₂O₃混合涂层,有效地提高了AZ31镁合金的耐浸泡腐蚀性能。     

转速对压铸镁合金AZ91D摩擦磨损特性的影响

采用MM-200型磨损试验机研究了转速对压铸镁合金摩擦磨损性能的影响,同时对其磨损机理进行了探讨。结果表明,转速越高,压铸镁合金的磨损损失越大、摩擦因数越小。低转速时,材料的磨损机制以磨粒磨损和氧化磨损为主;高速条件下,随着磨损时间的增加,其磨损机制已转化为以剥落磨损和熔化磨损为主。T6热处理改善了高速磨损条件下镁合金材料的耐磨性能。     

压铸成型AZ91D镁合金摩擦磨损行为研究

以压铸成型AZ91D镁合金为对象,研究了试样硬度与试验载荷对合金摩擦磨损行为的影响,借助电子扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对磨痕面、磨屑的分析,初步探讨了磨损机理。结果表明:压铸成型AZ91D镁合金的充型过程对其摩擦磨损行为的影响明显,型腔端部硬度较高、摩擦系数相对稳定、磨损率较低,中部因存在铸造杂质、初生α相或少量β相等缩松、缩孔缺陷,其摩擦磨损特性相对较差。较低载荷下,因摩擦面与大气充分接触且存在大量的脱落磨粒,其磨损形式为氧化磨损和磨粒磨损的混合机制。随着载荷的增大,摩擦面可观察到唇边及塑性变形迹象,磨屑由小变大并连接成长条,即将脱落的磨屑与磨痕面局部连接处存在微裂纹,磨损机制由磨粒磨损向粘着磨损、熔融磨损逐渐转变。     

焊接参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响

研究了板厚为6mm的AZ31镁合金搅拌摩擦焊工艺,并对接头的断裂机制进行了考查。在转速为1000r/min,焊接速度为60～300mm/min条件下获得表面平整,无缺陷的焊缝。与母材相比,搅拌区的晶粒得到明显细化。随焊接速度增加,搅拌区的晶粒尺寸减小。搅拌区的硬度高于其他区域。焊接速度为150mm/min时,接头拉伸强度最高,达到母材的92.7%。断裂多发生在热影响区,热影响区晶粒粗大且分布不均,显微硬度最低,是焊接接头的薄弱环节。     

异种镁合金AZ31B与AZ61A的搅拌摩擦焊工艺

对异种变形镁合金AZ31B与 AZ61A进行搅拌摩擦焊对接实验,研究了工艺参数对接头组织及力学性能的影响。结果表明：当采用凹面圆台形搅拌头,且将AZ31B置于后退侧进行施焊时较易得到成型良好、无焊接缺陷的对接接头,接头抗拉强度最高可达到母材AZ31B的90.5%。对焊缝的端面微观组织特征分析发现：接头各区域组织差异很大,前进侧热力影响区组织呈层状分布且较宽。当工艺参数不恰当时,该区域层间易产生氧化物和杂质物的富集。夹杂层的存在和应力集中是造成接头在前进侧热力影响区力学性能下降的主要原因。     

AZ31B镁合金及其纳米复合材料的滑动磨损行为(英文)

采用复合铸造工艺制备AZ31B镁合金及其纳米复合材料,再对所得材料在350°C进行热挤压。采用标准的销-盘式摩擦磨损试验机对AZ31B镁合金及其纳米复合材料的室温滑动磨损行为进行研究。实验条件为法向载荷10N、滑移速度0.60~1.2m/s、滑移距离2000m。采用SEM观察来研究磨损表面的磨损机理。通过构建一个线性回归模型来研究试验参数对磨销磨损率的影响。与AZ31B镁合金相比,由于增强体的作用而导致的硬度增强使复合材料表现出低的磨损率。犁削、犁沟、分层和氧化构成混合的磨损机理。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接显微组织形成机制

搅拌摩擦焊接显微组织的一个显著特征就是焊核(Weld Nugget)的形成。采用AZ31镁合金为母材，通过金相和透射电镜分析搅拌摩擦焊接焊核的形成机制及接头不同区域的显微组织特征，并建立AZ31镁合金搅拌摩擦焊接的组织演变模型。结果显示，紧靠轴肩生成厚度约为37gm～47gm细密组织层。机械热影响区存在部分动态再结晶和较明显的塑性变形晶粒。焊缝底部有一厚约100gm～130gm的粗大组织层。熔核区的组织比较细小，沿厚度方向晶粒大小不均匀。同时提出一个焊核晶粒细化的简易模型，分析认为焊接过程中热过程和热机械搅拌作用对FSW接头组织的形成起决定性作用。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

对挤压态变形镁合金AZ31B进行搅拌摩擦焊连接。实验结果表明，可获得优质的焊接接头，接头抗拉强度可达母材的92．4％，但适当的工艺参数选择范围较窄。对焊缝的端面微观组织特征分析发现：焊核与母材组织差异极大．焊核区形成细小、均匀的再结晶组织，热力影响区呈层状分布且较宽，热影响区晶粒存在不明显的部分再结晶长大。前进侧热力影响区氧化物、杂质富集层的存在和应力集中是造成接头力学性能下降的主要原因。     

温度和时间对触变成型AZ91D镁合金摩擦磨损行为的影响

以AZ91D镁合金为对象,研究了触变成型坯料保温温度、加热时间和模具预热温度对摩擦磨损性能的影响,通过磨痕面、磨屑的SEM和EDS分析,优化了成型工艺参数并探讨了磨损机理。结果表明:触变成型工艺能显著提高合金的耐磨性,相对理想的成型工艺参数为保温温度585℃、加热时间60 min、预热温度300℃。较低载荷下,AZ91D镁合金主要发生氧化磨损,摩擦表面易形成MgO、Al_2O_3氧化薄膜,其在连续接触的切应力往复作用下极易脱落而生成新的氧化膜,磨屑呈细小颗粒。随着试验载荷的增加,磨痕面可观察到唇边撕裂和不同程度的塑性变形迹象,合金发生轻微剥层磨损、轻微粘着磨损到严重粘着磨损的转换,磨屑由片状剥层向棉絮团状转变,堆积在磨道两侧且粘着力明显增加。     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

以AZ31镁合金为研究对象,采用数值模拟和工艺试验相结合的方法,系统研究了焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接头温度场分布、微观组织以及力学性能的影响. 有限元数值模拟的结果表明,随着转速的增加或焊接速度的降低,接头产热逐渐增加,接头上层温度明显高于下层温度,说明搅拌摩擦产热主要来源于轴肩的摩擦运动,而搅拌针摩擦运动和材料的塑性变形只提供了少量的产热. 工艺试验结果表明,随着焊接速度的增加,接头晶粒尺寸降低,且组织均匀性得到改善. 随着转速的增加,接头晶粒尺寸不断增大,过渡区晶粒的均匀性变差. 拉伸过程中裂纹在焊核区与热力影响区之间的界面处萌生和扩展. 其中,转速为1400 r/min、焊接速度为300 mm/min的接头具有较好的力学性能,断后伸长率为16.5%,抗拉强度为252 MPa,分别达到母材的75%和90%.     

AZ31镁合金薄板的焊接

ＡＺ31镁合金具有良好的耐蚀性、导热性 ,并且质量轻 ,具有一定的强度 ,在航空、航天、汽车等领域的应用前景较好 ,但目前国内还没有成熟的ＡＺ31镁合金焊接工艺。根据工程要求 ,我们对ＡＺ31型镁合金薄板进行了焊接工艺试验。1　焊接性分析ＡＺ31镁合金化学成分见表 1。其焊接性不良 ,主要表现在 :(1)化学活泼性强 ,焊接时极易产生氧化镁和氮化表 1　ＡＺ3 1镁合金化学成分 (% )材质Ｍｇ ＡｌＭｎＺｎＣａＳｉＣｕＮｉＦｅ杂质总和ＡＺ3 1余量 2 .5～ 3 .5 0 .2～ 1.0 0 .6～ 1.40 .0 40 .10 0 .0 5 0 .0 0 5 0 .0 0 5 0 .3镁造成焊缝夹渣…