模具温度和浇注温度对AZ91D镁合金热裂和流动性能的影响

研究了模具温度和浇注温度对AZ91D镁合金热裂性能与流动性能的影响。结果表明,提高模具温度可以显著改善合金的抗热裂性能;当模具温度为368℃时,AZ91D合金在各种浇注温度下均不产生热裂;当模具温度较低(<268℃)时,浇注温度为688℃时,合金的抗热裂性最佳;随着模具温度提高,浇注温度对合金热裂性的影响逐渐减弱消失。浇注温度与模具温度对AZ91D镁合金的流动性能影响显著,两者的提高均能改善合金的流动性能。当模具温度较低(68℃)时,少量提高模具温度不能显著改善合金的流动性能;当浇注温度较高(718℃)时,进一步提升浇注温度,也不能明显改善合金的流动性能。为了获得较好的流动性能与抗热裂性能,应采用较高的模具温度(≥268℃)和适当的浇注温度(688～718℃)生产AZ91D镁合金产品。     

热处理对浇铸和压铸AZ91D-RE镁合金组织与性能的影响

分别采用金属模浇铸和压铸方法制备了相同成分的AZ91D-RE合金,应用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和硬度计分析和测试了热处理对合金组织和性能的影响,并对其耐腐蚀性能进行了探讨.结果表明,铸态下AZ91D-RE压铸合金组织由α-Mg和Mg17Al12相组成,而浇注合金中还出现了MgY相;经固溶处理后,压铸合金中的Mg17Al12相全部消失,而浇注合金中尚有部分Mg17Al12相未溶解;随着时效时间的延长,压铸镁合金的硬度先升高后下降,并在11 h达到最大值,而浇注镁合金的的硬度一直升高,表现为时效未完成;在相同条件下,压铸AZ91D-RE合金的组织比浇铸合金的细小,并且,压铸AZ91D-RE合金的耐腐蚀性能也均优于浇铸合金的.     

铸态AZ91D镁合金的动态再结晶动力学(英文)

在温度为220~380℃和应变速率为0.001~1s~(-1)的条件下进行等温热压缩,研究铸态AZ91D镁合金的变形行为和动态再结晶行为。讨论变形温度和应变速率对动态再结晶行为的影响。结果表明,动态再结晶晶粒的形核和长大极易在高温和低应变速率的条件下发生。为预测动态再结晶的演变过程,在真实应力—应变曲线数据的基础上,提出AZ91D镁合金的动态再结晶动力学模型。该模型揭示动态再结晶的体积分数随着真实应变的增加而增加,其增长趋势呈典型的"S"曲线。通过对比发现由动力学模型所预测的结果和微观组织观测的数据具有很好的一致性,验证了所建立的AZ91D镁合金动态再结晶动力学模型的准确性。     

温度对AZ91D镁合金化学镀镍层结构和耐蚀性能的影响

针对AZ91D镁合金,采用酸性化学镀液体系进行化学镀镍,研究了化学镀温度对镀层表面形貌和截面结构的影响,讨论了不同镀液温度下表面形貌的演变过程及镀层的耐蚀性能。结果表明:温度对膜层结构和成分影响较大,温度越高,镀层表面越均匀、致密,且相同时间内获得的镀层厚度越厚,但研究中超过90℃时镀层表面及膜基界面均出现了较多孔洞;80℃时镀层含磷量达到峰值。由于温度影响了镀层结构和成分,最终导致了镀层耐蚀性的差异,80℃时镀层耐蚀性最好。     

温度对AZ91D镁合金化学镀镍层结构和耐蚀性能的影响

针对AZ91D镁合金,采用酸性化学镀液体系进行化学镀镍,研究了化学镀温度对镀层表面形貌和截面结构的影响,讨论了不同镀液温度下表面形貌的演变过程及镀层的耐蚀性能。结果表明:温度对膜层结构和成分影响较大,温度越高,镀层表面越均匀、致密,且相同时间内获得的镀层厚度越厚,但研究中超过90℃时镀层表面及膜基界面均出现了较多孔洞;80℃时镀层含磷量达到峰值。由于温度影响了镀层结构和成分,最终导致了镀层耐蚀性的差异,80℃时镀层耐蚀性最好。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜层性能的研究

在铝酸盐体系电解液中采用微弧氧化技术对AZ91D镁合金进行表面处理。通过扫描SEM、XRD、电化学测试技术等研究了氧化电压和氧化时间对微弧氧化膜层的表面形貌、结构、厚度、耐蚀性的影响。结果表明,随氧化电压的增大和氧化时间的延长,微弧氧化膜层的耐蚀性呈上升趋势,膜层厚度为3~31μm,膜-基结合强度最大值达到42 MPa。     

添加剂对AZ91D镁合金化学镀镍磷耐蚀性的影响研究

采用常温碱性超声波清洗、酸洗和活化的前处理工艺在AZ91D镁合金表面化学镀镍,研究了辅助络合剂氨基乙酸和加速剂巯基乙酸对镀层耐蚀性的影响。结果表明:镀层表面由Ni-P固溶体组成,呈现尖锐的晶态峰,磷原子与镍原子形成置换固溶体,表面平整致密,无明显缺陷。氨基乙酸含量对镀层耐蚀性和腐蚀速率影响不大,随着巯基乙酸含量的增加,镀层腐蚀电位先升高后降低,腐蚀速率整体比镁合金基体慢,镀层总体呈现钝化趋势,在4 g/L时腐蚀电位最高。     

加入Ce和Ca对AZ91D镁合金起燃温度的影响

镁合金在熔炼及压铸过程中易发生氧化燃烧。在众多的阻燃方法中，以合金化阻燃方法的效果最为明显。研究了Ce和Ca同时加入时镁合金起燃温度的变化，利用光学显微镜观察了镁合金的金相组织，用X射线衍射分析了表面氧化膜的组成结构。结果表明：Ce和Ca联合加入的阻燃效果较单一加入时的好，镁合金的阻燃温度最高可达950℃以上。     

AZ91镁合金脉冲YAG激光双面焊接的组织与性能

采用脉冲YAG激光焊接AZ91D镁合金,研究了焊接电流对单面焊焊接厚度的影响与双面焊接接头的组织与性能。结果表明,脉冲YAG激光焊接AZ91D镁合金,可得到无明显缺陷的焊接接头。焊缝区组织显著细化,由过饱和α-Mg固溶体、Al12Mg17相和Al2Mg相组成。焊缝硬度略高于基体;双面焊试样抗拉强度明显高于单面焊,与母材相当;焊缝断口表现为混合断裂。     

Mn对Mg-6.5Zn合金热裂倾向性的影响

通过能够准确检测和记录镁合金凝固过程中温度、收缩位移和收缩应力细微变化的实验装置,研究了Mn对Mg-6.5Zn-xMn系合金凝固过程中热裂倾向性的影响规律.结果表明,所提出的热裂倾向性评价指标最大收缩速率(vmax)和应力累积系数(k)越大,热裂倾向越大,且其在高固相率出现时热裂倾向更显著;随Mn含量的增加,Mg-6.5Zn-xMn系合金的vmax增大,但其出现向低固相率迁移;k在Mn含量为0.35%时达到最大,且在高固相率时出现,导致其热裂倾向性最大.该系合金的热裂纹在凝固后期(高固相率)萌生并扩展,晶粒间存在明显的补缩通道;低熔点相于凝固后期在晶粒表面形成液膜,且液膜越厚,晶粒越细,热裂倾向性越小;枝晶分离后相互接触的枝晶臂搭接形成的晶间搭桥加强了合金凝固后期晶间结合力,但晶粒收缩受阻拉断晶间搭桥会形成热裂.     

Microstructural evolution and mechanical performance of cast Mg-3Nd-0.2Zn-0.5Zr alloy with Y additions

This work investigated the effects of different Y additions (0, 1.5, 3.0 and 4.5 wt.%) on the microstructural evolution and mechanical performance of cast Mg-3Nd-0.2Zn-0.5Zr alloy. The results show that as the Y content increases, the key secondary phases in as-cast alloys change from the Mg₁₂Nd type to the Mg₂₄Y₅ type. Meanwhile, the number density of Zn-Zr particles in the grains of as-quenched alloys gradually decreases. HAADF-STEM observations of peak-aged samples reveal that element Y is greatly enriched in the globular β′ precipitates, leading to a significantly increased volume fraction and promoted precipitation kinetics of β′ precipitates, resulting in enhanced strength of the alloy. Tensile tests reveal that, with the addition of 4.5 wt.% Y, the yield strength of the base alloy is substantially increased by 88 and 61 MPa after being aged at 200 and 225 °C under peak-aged conditions, respectively.     

Assessment of the effect of cooling rate on dendrite coherency point and hot tearing susceptibility of AZ magnesium alloys using thermal analysis

Dendrite coherency point (DCP) is an important parameter for examining the solidification structure and castability of alloys. In this research, the DCP of AZ magnesium alloys (AZ31, AZ61 and AZ91) is measured in the range of 0.22 °Cs^?1 to 8.13 °Cs^?1 cooling rates using the two-thermocouple thermal analysis technique. The results show that when cooling rate increased, temperature interval of coherency (T_{N –} T_DCP) and coherency time (t_DCP) are decreased; and it can postpone dendrite coherency. Also, by increasing the cooling rate, solid fraction at dendrite coherency increases initially and then decreases at higher cooling rates. To estimate the hot tearing susceptibility, Clyne and Davies’ criterion is used. Hot tearing susceptibility calculations exhibit initially reduce by increasing the cooling rate and then it increases at higher cooling rates. These results were explained based on the solidification principles.     

稀土钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的影响(英文)

通过Clyne-Davies模型对MgZn2.5YxZr0.5(x=0.5,1,2,4,6)系合金的热裂敏感性进行预测;采用X射线衍射和扫描电子显微镜分别对MgZn2.5YxZr0.5系合金进行显微组织和热裂区域组织形貌观察,并用自制的"T"形热裂模具,通过A/D转换,用计算机对MgZn2.5YxZr0.5系合金凝固过程中的温度、收缩应力信号数据进行采集和进一步的处理,并描绘其曲线。研究MgZn2.5YxZr0.5合金的凝固温度区间、脆弱区域的凝固温度变化、凝固最后阶段剩余液相分数以及合金中第二相种类等因素对MgZn2.5YxZr0.5系合金热裂倾向的影响:合金热裂倾向从大到小顺序为MgZn2.5Y2Zr0.5,MgZn2.5Y0.5Zr0.5,MgZn2.5Y4Zr0.5,MgZn2.5Y6Zr0.5,MgZn2.5Y1Zr0.5。由于MgZn2.5Y2Zr0.5合金的凝固温度区间最宽,脆弱区域的凝固温度变化最大,凝固最后阶段形成的液膜最少,枝晶干涉点后析出的第二相阻碍枝晶间的补缩等多种原因而造成合金的热裂倾向最大。     

挤压温度对AZ91D合金组织性能的影响

为提高AZ91D镁合金的综合性能,对其进行热挤压变形。分别采用300、330、360、390、420℃五个挤压温度,挤压比为45,在6300kN快速成形油压机上进行正挤压,并对挤压试样进行拉伸测试和金相观察。结果表明,热挤压变形过程发生动态再结晶,晶粒细化并均匀化,有效提高了合金综合性能。并且随温度升高,抗拉强度和屈服强度都有升高趋势,但是自390℃之后,虽然再结晶彻底,但晶粒逐渐长大,所以屈服强度继续增大而抗拉强度降低。390℃下挤压,其抗拉强度可达390MPa,屈服强度达288MPa,伸长率达11%,为较好的工艺方案。     

AZ91D镁合金屑的固相再生(英文)

利用固相再生技术回收利用AZ91D镁合金屑,具体工艺为先冷压再热挤。结果表明:制备的AZ91D镁合金具有较好的力学性能且晶粒明显细化。在热挤出过程中发生了动态再结晶,且动态再结晶组织受到热挤温度和应变速率的影响,在300-350 °C下基面滑移和孪晶协调变形导致动态再结晶晶粒产生,形成"项链"组织;在 350-400 °C下位错的交滑移控制动态再结晶形核;高于400 °C时位错攀移控制了整个动态再结晶过程,形成均匀的再结晶组织。随着应变速率增加AZ91D镁合金力学性能增大,改善了材料的力学性能,但应变速率过大,制备试样表面出现裂纹,影响材料的力学性能。     

微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响

研究了添加微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程加入AlV55中间合金引入钒元素,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射等分析研究了加钒前后合金组织的变化以及钒在合金中的存在形式。结果表明:钒的引入使β-Mg17Al12相由不连续网状逐渐离散化,钒在AZ91D合金中主要以新相Al3V形式溶解或分散于β-Mg17Al12相和α-Mg基体中。高熔点的新相Al3V在AZ91D镁合金凝固过程中先于其他相生成聚集在固液界面前沿,抑制晶粒的长大;同时由于α-Mg相细化而使晶界面积增加,相应的单位面积晶界处发生共晶反应的熔液体积减少,生成的β-Mg17Al12相变得细小。同时由于晶粒尺寸减小以及晶界处Al3V相的强化作用,AZ91D合金的硬度随着添加钒含量的增加呈增大趋势。     

热处理对半固态触变成型镁合金AZ91D抗腐蚀性能的影响

研究了热处理对半同态触变成型镁合金AZ91D抗腐蚀性能的影响.结果表明,材料的耐腐蚀性能与其组织密切相关,镁合金AZ91D组织中的β-Mg_(17)Al_(12)相能够提高合金的抗腐蚀性能;同溶处理使镁合金的抗腐蚀性能下降,同溶处理后再进行人工时效处理可以提高镁合金的抗腐蚀性能.     

缓慢凝固速度对AZ91D镁合金组织的影响

为了探讨AZ91D镁合金在较慢凝固冷却速度下的组织,对其进行了缓慢凝固处理.利用金属凝固原理分析了AZ91D镁合金的凝固过程和在较慢凝固速度下枝晶偏析减轻的原因.结果表明,随凝固冷却速度的降低,析出相β-Mg12Al12由连续网状分布逐渐变成沿晶界断续的条块状分布,凝固过程中的偏析现象逐渐减轻.当冷却速度最低达到0.0030K/s时,组织中β相的体积分数仅为2%,但晶粒明显长大.     

Ca对AZ91D合金抗热裂性能的影响及其机制

利用金相、扫瞄电镜及热分析等研究了添加Ca对AZ91D合金抗热裂性能的影响及其机制,结果表明:随着Ca添加量增加(≤1.0?),抗热裂性能变差.其热裂机制为:添加钙,导致Al2Ca相在晶界析出并生长,同时促进离异共晶,降低了合金熔体的填充能力;含钙相在晶间呈网状分布,降低了晶间液膜的界面张力;从而导致合金抗热裂性能的下降.     

AZ91D压铸镁合金热旋铆变形行为的数值模拟

对尺寸为4 mm×4.7 mm的压铸AZ91D镁合金铆钉热旋铆时的变形行为进行了数值模拟研究,采用了正交试验方法分析成形参数对铆钉成形的影响,得出最佳参数组合为:铆头初始温度为600℃,传热时间为2 s,铆头进给速度为0.8 mm/s,铆头转速为480 r/min。并分析不同成形参数下变形区温度、应力、应变分布规律及变形区的损伤情况,铆钉头部边缘处在成形中的等效应力最大,波动幅度显著,变形不稳定,且该区域成形后损伤最大,易产生破裂、褶皱等缺陷。