电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在本试验条件下,当电磁搅拌频率小于50 Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整、分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利获得较理想的半固态组织.     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在该试验条件下,当电磁搅拌频率小于50Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整,分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利于获得较理想的半固态组织.     

超声振动制备流变铸造AZ91镁合金浆料的微观组织和性能

研究AZ91镁合金流变铸造的微观组织和力学性能。采用超声振动方法和压铸成型制备镁合金半固态浆料。结果表明：由于超声振动的空化、声流效应,在成核阶段获得细小圆整的初生a-Mg颗粒;随着超声振动时问延长,初生a-Mg颗粒的固相体积分数和平均尺寸增大,但形状系数基本不变,为0．7;在液相线以下温度附近超声振动6min可获得最佳的AZ91镁合金半固态浆料,其压铸后的拉伸强度和伸长率分别是248MPa和7．4％。流变铸造AZ91镁合金的断裂机制是韧性断裂。     

电磁搅拌过程中镁合金半固态浆料初生相颗粒的团簇行为

利用旋转电磁场搅拌制备AZ91D镁合金半固态浆料,在570~600℃间不同温度下浇注金属型试样,观察和分析不同固相率铸件的微观组织。结果表明:较低固相率(fs≤25%)铸件由α-Mg等轴晶和β-Mg17Al12相组成基体组织,初生固相颗粒以松散的聚团形式分散其中;而在相对较高固相率(36%≤fs≤45%)铸件中,浇注温度降低,初生相颗粒数目的剧增和浆料黏度的增大使得初生相颗粒在电磁搅拌形成的黏性剪切作用下相互间发生摩擦和挤压塑性变形,从而在高温条件下焊合形成紧密的团簇结构,且聚团中初生相颗粒间的晶界表现为低能量的直线型晶界。     

工艺参数对气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响（英文）

采用气泡搅拌法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究工艺参数变化,包括气体流量、冷却速率和搅拌结束温度,对AZ91D镁合金半固态浆料显微组织的影响规律。结果表明:随着气体流量从0升高至5L/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从119.1μm降至77.2μm,而平均形状因子从0.1升高至0.596,气泡搅拌中非枝晶初生相来自于枝晶破碎和熔体形核;随着冷却速率从3.6℃/min升高至14.6℃/min,α-Mg初生相平均颗粒尺寸从105.0μm降至68.1μm,而平均形状因子在冷却速率为9.1℃/min时达到最高,过高或过低的冷却速率都会导致初生相的枝晶生长;搅拌结束温度从590℃升至595℃对最终的AZ91D镁合金半固态浆料显微组织无明显影响,这是因为半固态浆料中已经形成了足够数量的初生相。     

Y和Gd对消失模铸造AZ91D镁合金组织和性能的影响

为改善消失模铸造AZ91D镁合金的显微组织和力学性能,在合金中加入稀土元素Y和Gd。结果表明:Y和Gd在消失模铸造AZ91D镁合金中生成块状的Al2Y和Al2Gd相,细化基体组织,并使β-Mg17Al12相形貌由网状转变为断续状和颗粒状。Y和Gd的加入提高了消失模铸造AZ91D镁合金中α-Mg的初晶析出温度,降低其共晶温度。适量的Y和Gd能显著提高消失模铸造AZ91D镁合金的力学性能,当Y和Gd的含量分别为0.6%和0.9%时,抗拉强度、伸长率和硬度达到最大,分别为161.68MPa、2.80%、HB64.7,比不加Y和Gd的AZ91D镁合金分别提高了18.8%、54.7%、19.2%。     

AZ91D镁合金自孕育流变压铸组织及性能

采用自孕育制浆结合高压压铸制备了AZ91D镁合金流变压铸件,研究了浆料保温时间对其凝固组织及力学性能的影响,采用能谱分析了液态压铸和半固态压铸组织及成分差异的原因,利用光学显微镜和扫描电镜观察了压铸件不同部位的凝固组织。结果表明:自孕育流变压铸能够细化AZ91D镁合金液态压铸组织,获得近球状初生α-Mg晶粒,且自孕育流变压铸过程形成的二次α-Mg晶粒相比液态压铸过程形成的细小激冷晶,Al元素含量显著升高;浆料保温时间只影响流变压铸件初生α-Mg晶粒,不影响二次凝固组织;采用自孕育流变压铸能够显著提高压铸件力学性能,并在保温3 min时达到最佳综合力学性能。     

AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究

采用间接式挤压铸造成形工艺,研究了AZ91D镁合金的挤压铸造组织和力学性能。试验结果表明,由于压力损失和铸件壁厚的影响,导致铸件不同部位的凝固组织和力学性能不同。挤压铸造镁合金组织中初生α-Mg相晶粒平均尺寸为25~30μm左右,抗拉强度和伸长率分别为220MPa和2.5%;不但晶粒尺寸比半固态流变压铸成形的细小,而且其力学性能也更高。     

电磁搅拌下半固态AZ91D镁合金的组织形成

利用电磁搅拌装置、合金熔体淬火方法和EBSD位相显微分析技术,在不同的搅拌功率下,研究了电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金微观组织的作用.结果表明,在电磁搅拌条件下凝固,AZ91D镁合金组织中的初生α-Mg得到明显细化,初生α-Mg转变为细小的蔷薇状或球状,EBSD检测表明这些球状初生α-Mg晶粒在空间上大多属于不同的晶粒;电磁搅拌功率是重要的制备参数,搅拌功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的蔷薇状初生α-Mg越少,而球状初生α-Mg越多,晶粒也越细小;在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致了较为均匀的温度场和溶质场,也导致了更加剧烈的温度起伏,这些现象导致了半固态AZ91D镁合金组织的形成.     

AZ91HP镁合金流变压铸工艺与性能研究

采用自行开发的锥桶武半固态浆料制备装置,并结合实验室压铸机,研究了AZ91HP镁合金流变压铸成形的工艺与性能.结果表明:内锥桶转速越大,成形件内部晶粒越细小,转速为600 r/min时,初生α-Mg固溶体主要由近球形颗粒组成,颗粒尺寸细小圆整,平均尺寸为38～40μm;剪切温度较高时,成形件内部初生α-Mg晶粒较粗大,圆整度较好;剪切温度较低时,初生α-Mg品粒较细小,圆整度相对较差.不同工艺下流变压铸件抗拉强度及伸长率均高于普通液态压铸件,其中抗拉强度提高10%～15%,伸长率提高40%以上.     

挤压铸造AZ91D镁合金的显微组织与力学性能

研究了挤压铸造AZ91D镁合金在不同热处理状态下的显微组织、力学性能以及厚度对镁合金试样力学性能的影响。结果表明,挤压铸造AZ91D镁合金铸态显微组织主要由基体α-Mg和在晶内及晶界上分布的β-Mg17Al12相组成,经固溶处理后得到单相α-Mg固溶体组织,而且在α-Mg晶粒内部也出现了少量颗粒状析出物,经固溶时效处理后β-Mg17Al12相再一次在α-Mg晶内和晶界析出,且晶粒变得更加细小;挤压铸造AZ91D镁合金的硬度、屈服强度、抗拉强度随着试样厚度的增加而减小,而伸长率随着试样厚度的增加而增加。     

机械搅拌法制备半固态镁合金的组织及性能研究

采用AZ91D镁合金为试验原料,以本课题组自行研制的新型半固态浆料制备与直接流变成形装置为试验设备,研究不同温度、剪切速率下半固态组织的变化规律和不同的成型工艺对其力学性能的影响.研究表明:制备浆料的温度相对越低,剪切速率越大,固相率越高,固相颗粒越细小、均匀、圆整;在3种成型工艺中,半固态挤压铸造的综合力学性能相比来说最好,半固态普通铸造次之,铸态普通铸造最差.     

自孕育法流变压铸AZ91D镁合金微观组织特征

采用一种新的自孕育法制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究了AZ91D镁合金半固态浆料的流变压铸成形,并对半固态浆料和压铸件的微观组织进行研究分析。结果表明,自孕育法可以制备出组织细小、均匀的半固态浆料。将自孕育法制备半固态浆料短时保温后,浆料中初生α(Mg)内部没有液相夹裹,平均晶粒尺寸为70.4μm;在增压压力为180 MPa,压射充型速度在2~5 m/s内,经585℃保温10 min的AZ91D镁合金半固态浆料能顺利进行流变压铸,能够改善AZ91D镁合金铸件的微观组织,获得性能良好的半固态压铸件。     

高压作用下AZ91D镁合金微观组织的演化

以AZ91D镁合金为研究对象,借助X射线衍射仪、金相电镜、场发射扫描电镜及透射电镜,研究了压力对AZ91D镁合金微观组织的影响。结果表明,高压时效处理后的AZ91D镁合金仍由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但高压时效处理可改变β-Mg17Al12相的形态及分布,并且明显细化AZ91D镁合金的晶粒组织。     

AZ91D镁合金半固态浆料制备的研究

采用AZ91D镁合金为试验原料，用自行研制的新型半固态浆料设备及直接流变成形装置为试验设备，研究不同温度、剪切速率下半固态组织的变化规律，并与常规铸造组织相比较。研究表明：适量提高剪切速率或降低温度，半固态组织的固相颗粒会变得细小、均匀和圆整。同时，对新型装置制备半固态组织的机理进行了研究。     

压力和浇注温度对挤压铸造镁合金组织与性能的影响

采用挤压铸造成形工艺制备AZ91D镁合金,研究了不同压力(40、80、120 MPa)和浇注温度(650、690、730和770℃)对合金组织与性能的影响,优化出高性能挤压镁合金的工艺参数。结果表明,相同浇注温度下,随着挤压压力的增大,第二相体积分数呈现略微逐渐减少的趋势,在晶界上出现的共晶组织分布越来越不连续,α-Mg相晶粒尺寸逐渐减小;相同挤压压力下,合金的晶粒尺寸随着浇注温度的升高逐渐长大。在730℃浇注温度、80 MPa挤压压力下获得的挤压铸件综合力学性能最好,其致密度达到最高,为99.78%,较原材料提高1.4%;抗拉强度由121.2 MPa提高到219.5 MPa,提高了81.1%;伸长率由1.6%提高到6.4%,提高了300%。     

浇注和铸型温度对AZg1D合金性能的影响

在适宜的压射速度和压射比压下，研究浇注温度和铸型温度对压铸镁合金AZ91D组织与性能的影响。实验结果表明：在其它工艺参数一定，浇注温度，铸型温度变化对压铸镁合金AZ91D组织与性能的有较大的影响。当压射速度为3．Om／s，压射比压为70MPa，浇注温度为68512，铸型温度为200℃，压铸镁合金AZ91D可以获得力学性能较好的铸件。     

触变成型镁合金铸件热处理显微组织的演变

通过金相显微镜、SEM及XRD等观察手段研究了触变成型AZ91D镁合金铸件固溶、时效处理时显微组织的演变。结果表明:触变成型AZ91D镁合金在415℃时固溶处理时β相溶解入α-Mg固溶体的速度比高压压铸的快。在固溶处理初期,铝元素从β相扩散至块状初生α-Mg相,导致块状初生α-Mg晶粒周围形成富铝晕圈。时效处理时,触变成型铸件在5h左右硬度达到峰值,高压压铸铸件在12h左右达到峰值。触变成型铸件时效析出方式存在片层状不连续析出和针状连续析出两种。     

工艺参数对半固态镁合金表观粘度的影响

通过制备AZ91D镁合金半固态浆料,研究不同剪切速率、固相分数和搅拌时间对半固态镁合金AZ91D表观粘度的影响。结果表明,半固态镁合金表观粘度的大小随固相分数的增加而增加,随剪切速率的增大和剪切时间的延长而降低。在剪切温度570℃左右,其相对应的固相分数fs=0．41时较适合镁合金的半固态流变成形。剪切速率越大,合金浆料到达稳态的时间越短。     

AZ91D镁合金半固态成形技术研究进展

AZ91D镁合金是工业上应用最为广泛的镁合金之一,文中综述了目前国内外AZ91D镁合金半固态成形技术的研究和应用现状,包括半固态镁合金的微观组织、触变及流变行为、成形工艺及其成形件的性能。并展望了AZ91D镁合金半固态成形技术在我国的发展前景和发展要点。