汽车用AZ31镁合金板材轧制工艺研究

采用光学显微镜(OM)、硬度测试等手段研究了轧制温度和压下率对AZ31镁合金铸轧板材显微组织和硬度的影响。结果表明:轧制温度350℃和总压下率72%轧制的AZ31镁合金试样组织中有大量孪晶出现,细小的再结晶晶粒分布在孪晶内部和α相晶界处,将大尺寸晶粒分割成较小晶粒,未发生再结晶的晶粒明显发生扭曲变形,组织得到明显细化。在350～410℃,随着轧制温度的升高,AZ31镁合金试样平均晶粒尺寸逐渐增大,试样硬度逐渐降低。轧制温度350、380、410℃,总压下率72%时,试样的硬度分别为86.6、84.7、79.5HV。     

小应变终轧时终轧温度对AZ31镁合金板材组织与性能的影响

研究了小应变(5%)终轧条件下终轧温度(350、450、550℃)对AZ31镁合金板材微观组织、晶粒取向、力学性能及成形性能的影响。结果表明:小应变轧制条件下,随着终轧温度的升高,板材的晶粒尺寸显著增加、基面晶粒取向略有减弱,导致板材室温埃里克森值从3.7 mm提高到4.6 mm(增幅为24%)。因此,对晶粒尺寸而言,基面晶粒取向对镁合金板材室温成形性能的影响更为显著。     

轧制工艺对铸轧AZ31镁合金板材组织的影响

观察了铸轧AZ31镁合金板材经不同异步比轧后试样的显微组织。结果表明,与同步轧制相比,异步轧制能显著降低AZ31镁合金的动态再结晶温度,细化晶粒,并且提高其低温轧制时的成形能力,无需中间退火处理即可制备出最终厚度为0.7 mm的镁合金薄板。同时,异步轧制能够明显减弱板材的基面织构,但其强度并不随异步比增加呈现明显的单调递减规律。     

不同叠轧工艺对AZ31B镁合金超薄板材组织及轧制成形能力的影响

试验研究了不同叠轧工艺对AZ31B镁合金板材微观组织及轧制成形能力的影响。研究结果表明,采用厚板夹薄板的叠轧工艺可成功制备出厚度为0.05 mm的AZ31镁合金超薄板材,且表面质量良好,无边裂现象,平均晶粒尺寸约5μm。这种叠轧工艺可以有效细化合金板材组织,显著改善AZ31镁合金超薄板的轧制成形能力。     

热拉伸变形对AZ21B镁合金板材力学性能与组织的影响

沿着与板材轧制方向成不同角度的方向截取试样,研究不同拉伸温度下AZ21B镁合金板材的力学性能和组织。结果表明:与轧制方向成相同角度的AZ21B镁合金板材试样,其综合力学性能因温度的变化而不同,其抗拉强度随温度的升高而下降,伸长率随温度的升高而增大;同时由于轧制会使镁合金板材产生很强板织构,造成板材的力学性能各向异性,当温度在室温(25℃)、150℃、200℃、250℃时,与板材轧制方向成0°试样的抗拉强度最大,当温度在300℃、350℃时,与板材轧制方向成90°试样的抗拉强度最大;在室温至250℃拉伸变形时,出现少量的孪晶,而在250℃以上拉伸变形时发生完全动态回复和再结晶。室温下拉伸试样的断口表现为明显韧脆性断裂。     

轧制温度对AZ31B镁合金薄带轧制的边裂及显微组织的影响

在不同轧制温度对AZ31B镁合金薄板进行了温轧,对不同厚度板带的边裂和显微组织进行了观察和分析。通过轧制试验研究了轧制温度对AZ31B镁合金薄带的边裂和显微组织的影响。结果表明:镁合金薄板温轧边裂是由剪切变形引起的。随着轧制温度的升高,裂纹的深度和间隔都大幅度减小,孪晶数量减少,晶粒尺寸增大。在220℃轧制能够有效抑制边裂的产生,并得到较为理想的晶粒组织。     

不同轧制方式对AZ31B镁合金薄板组织性能的影响

试验研究了不同热轧方式(横轧、纵轧、交叉轧制)对AZ31B镁合金板材组织和力学性能的影响。结果表明,交叉轧制可使AZ31B镁合金板材组织的均匀性和晶粒细化效果显著提高,与横轧和纵轧后板材的平均晶粒尺寸10μm~20μm相比,交叉轧制后板材的平均晶粒尺寸仅为5μm~6μm,仅有少数的大于10μm。交叉轧制方式的镁合金板材抗拉强度大于其他两种轧制方式的,三者的伸长率几乎接近。经过交叉轧制的镁合金板材无明显各向异性,更有利于下一步的叠轧及冲压等塑性再加工。     

非对称轧制AZ31镁合金板材组织与性能

采用商用连铸连轧AZ31镁合金板材,通过小辊径非对称轧制工艺,研究在150,200,250℃温度条件下多道次非对称轧制对镁合金板材组织、织构和力学性能的影响。结果表明,不同轧制温度下,镁合金板材的晶粒细化机理不同,150℃时以孪晶细化为主,部分晶粒发生动态再结晶,200和250℃时板材晶粒细化机理为动态再结晶。对比分析了对称轧制和非对称轧制板材织构演化规律,随着轧制温度的升高,非对称轧制板材基面织构依次增强,但明显低于对称轧制板材。     

AZ31镁合金轧制变形后组织性能研究

本文研究了不同轧制变形量和轧制速度对AZ31镁合金板材微观组织和力学性能的影响。轧制变形可显著细化AZ31镁合金板材的晶粒尺寸并提高其综合力学性能。当轧制速度为5m/min,轧制变形量为50%时,板材平均晶粒尺寸最细可达到9μm,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到280MPa、180MPa和30%以上,同时探讨了AZ31镁合金屈服强度与晶粒大小之间的关系。在大量AZ31镁合金轧制相关文献和本文一系列实验研究的基础上,对比分析了不同轧制工艺对AZ31镁合金综合力学性能的影响。研究表明,本文所采用轧制工艺可显著提高AZ31镁合金板材的综合力学性能,同时降低板材轧向和横向的各向异性。     

弯轧工艺对AZ31镁合金板材性能的影响

为了研究弯轧工艺对AZ31镁合金板材性能的影响,将其加热到350℃,在上辊250℃和下辊150℃的异步轧机上以1∶1.2的异速比分别进行了12道次的"反复弯轧"和"弯轧加平轧交替"的轧制,对两种轧制的板材进行了单向拉伸,借助光学显微镜和X射线衍射仪对两种轧制试样的微观组织和织构进行了分析。结果表明:两种轧制均能改善镁合金板料的室温塑性,"弯轧加平轧交替式"的效果更好,其伸长率为20.3%,几乎是"反复弯轧"的两倍以上。"反复弯轧式"试样在整个截面上都有反常长大的晶粒,而"弯轧加平轧交替"的晶粒反常长大仅在板料中部出现,其板料出现{1010}面的织构组分,说明该成形使镁合金发生柱面滑移。     

AZ31镁合金轧制变形后组织与性能研究

研究了不同轧制变形量和轧制速度对AZ31镁合金板材微观组织和力学性能的影响。轧制变形可显著细化AZ31镁合金板材的晶粒尺寸并提高其综合力学性能。当轧制速度为5 m/min,轧制变形量为50%时,板材平均晶粒尺寸最细可达到9μm,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到280、180 MPa和30%以上,同时探讨了AZ31镁合金屈服强度与晶粒大小之间的关系。在大量AZ31镁合金轧制文献数据和本实验一系列数据的基础上,对比分析了不同轧制工艺对AZ31镁合金综合力学性能的影响。研究表明,本实验所采用轧制工艺可显著提高AZ31镁合金板材的综合力学性能,同时降低板材轧向(RD)和横向(TD)的各向异性。     

轧制温度和轧制方式对镁铝复合板组织性能的影响

采用六辊轧机在不同轧制温度和轧制方式下制备了镁铝复合板,并对轧后试样进行显微组织观察和力学性能测试。结果表明,镁铝复合板的结合强度随轧制温度的升高先升高后降低,在350℃时,复合板结合强度达到峰值。不对称轧制搓轧区有剪切变形,复合界面上的变形更为剧烈,并对基体材料AZ31镁合金的晶粒细化与均匀性有着明显的作用,板材边部的晶粒不仅被压扁而且还会被拉长呈现长条状。在确定的最佳轧制工艺350℃进行不对称轧制,制备的镁铝复合板屈服强度可达153MPa,抗拉强度达230MPa。     

累积叠轧焊温度和循环道次对AZ31镁合金组织和性能的影响

研究了累积叠轧焊温度变化和循环道次对AZ31镁合金板材组织和性能的影响,分析了累积叠轧焊工艺细化AZ31镁合金晶粒的机理.试验结果表明,加热温度从250℃增加到400℃时,第一个道次后的平均晶粒尺寸逐渐减小;在400℃保温5min、道次压下量为50%时,第二个道次的板材平均晶粒尺寸可以细化到1.3μm,抗拉强度为300MPa,伸长率达到25.2%.     

轧制温度对汽车用ZK61镁合金组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、室温拉伸性能测试研究了不同轧制温度对ZK61镁合金板材组织与力学性能的影响。结果表明:在轧制温度300～420℃范围内,380℃轧制的ZK61镁合金试样内基本无孪晶组织,均匀性最好,晶粒平均尺寸9.6μm,晶粒最为细小;在420℃轧制的试样晶粒长大,组织均匀性下降。随着轧制温度的升高,抗拉强度逐渐降低,伸长率先升高后降低。在300℃轧制的试样抗拉强度最大,达到349 MPa。380℃轧制试样塑性最佳,伸长率达到24.2%。     

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。     

热轧及退火处理对AZ31镁合金板材组织的影响

采用单向轧制的方法制备了AZ31镁合金板材,分析了不同轧制温度、道次变形量等工艺参数对组织性能的影响规律.研究结果表明,在多道次轧制时,当轧制温度为400℃,单道次变形量为25%时,所得到的AZ31镁合金板材经过热处理后的晶粒细小且均匀,板材平均晶粒尺寸达到6 μm;当轧制温度为400℃,单道次变形量为35%时,得到的板材平均晶粒尺寸为10μm.在轧后热处理时,当热处理温度低于150℃,且保温时间为30 min的情况下,轧制板材再结晶不完全;当热处理温度在250～300℃之间时得到的板材平均晶粒尺寸为5μm;当热处理温度超过350℃时轧制板材再结晶组织粗大而且孪晶组织消失.当热处理温度为320℃,且保温时间为15 min时,开始发生再结晶,再继续增加保温时间到120 min时对组织没有明显影响.     

应变速率与温度对AZ31B镁合金板材各向异性的影响

由于镁合金复杂的变形机制以及现有制备工艺不够成熟,导致其各向异性明显,力学性能不太稳定,对镁合金成形性能有较大影响,因此,对镁合金板材各向异性的深入研究具有非常重要的意义。对AZ31B镁合金轧制板材进行了单向拉伸试验,主要研究其在不同应变速率和不同温度条件下的各向异性。结果表明:室温下,AZ31B镁合金力学性能随着应变速率的变化呈现出不同程度的各向异性,且45°方向试样的力学性能优于其他两个方向的;随着温度的升高,其力学性能的变化趋势在三个方向上均一致,强度的各向异性行为逐渐减弱,当温度升高到400℃时,强度的各向异性现象基本消失。     

累积叠轧温度对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、室温拉伸试验、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜等方法研究了累积叠轧温度对AZ31镁合金晶粒尺寸、基面织构、界面结合情况及力学性能的影响。结果表明:3道次累积叠轧后的AZ31镁合金晶粒细化效果明显,硬度增大,随着累积叠轧温度的升高,晶粒细化效果减弱,硬度增加趋势减弱。累积叠轧温度升高有弱化基面织构的作用。AZ31镁合板材在450 ℃累积叠轧3道次,综合力学性能最佳,为显微硬度70.64 HV0.05,抗拉强度288.64 MPa,屈服强度203.76 MPa,伸长率16.96%,界面结合强度21.53 MPa。     

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。     

退火工艺对AZ31镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对AZ31镁合金轧制板材的显微组织和力学性能的影响。试验表明，AZ31镁合金轧制板材在退火过程中发生了静态再结晶现象，200℃时可以观察到再结晶现象，再结晶温度为200～250℃。分析了退火温度和退火时间对合金显微组织、晶粒尺寸、硬度以及力学性能的影响规律。