往复挤压制备Mg2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究

对用石墨型铸造方法制备的Mg2Si/Mg-Al基复合材料进行了多道次往复挤压及时效处理,以探讨该材料组织与硬度的变化规律。结果表明:Mg2Si/Mg-Al复合材料经往复挤压7道次后,Mg2Si相分布均匀且小于30μm,基体晶粒尺寸<10μm,复合材料硬度为150.7HV,与铸态相比提高了22.5%;挤压后的材料经215℃时效6h后,硬度为163.9HV,较铸态提高了33.3%。硬度的提高得益于基体组织、Mg2Si和Mg17Al12的细化,而时效后硬度进一步提高是由于固溶到基体中的Al原子以颗粒状Mg17Al12相析出。     

喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机对喷射沉积工艺制备的Mg-9Al-4.5Ca锭坯沉积态和挤压态的显微组织、相组成与力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的组织较常规铸态细小,经热挤压加工后组织进一步细化,沉积态合金的组织为等轴晶,晶粒度为3～5μm;沉积坯的相组成为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和MgZn2,经热挤压后相组成转变为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Mg17Al12和MgZn2;合金挤压态的力学性能较常规变形镁合金MB7有显著提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为470MPa、390MPa、8%。合金的强化机制主要为细晶强化,固溶强化和弥散强化。     

AZ80镁合金环形通道转角挤压组织与性能研究

用环形通道转角挤压工艺在300、350、380℃制备AZ80镁合金壳体构件,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射及拉伸试验研究变形温度对构件显微组织、织构、力学性能的影响,对变形工艺进行初步探索.结果表明:经过环形通道转角连续两次剪切变形,AZ80合金晶粒细化;当变形温度高于300℃,材料基本实现完全动态再结晶;当变形前均匀化坯料的预热温度低于350℃时,连续β-Mg17Al12相静态析出,一定程度阻碍变形中动态再结晶进行.同时,大量颗粒状β-Mg17Al12相动态析出,部分对晶粒长大产生钉扎效应;最终,在350℃变形时挤压件壁部的晶粒尺寸被细化至约25.1μm.织构分析表明,通道剪切变形的引入促进了晶粒激活滑移面向剪切面分布,利于镁合金典型基面织构弱化.环形通道挤压变形后材料性能大幅提升.在低温变形时,挤压件性能受高密度连续析出相影响,加工硬化能力强但断裂韧性极差.随变形温度升高,挤压件性能与晶粒细化幅度正相关,在350℃时强度和塑性较好平衡.断裂和强韧化分析表明,综合性能显著提升主要得益于晶粒细化和织构弱化的协同作用.     

高强度Mg合金制备技术

<正>日本专利JP2007 113037中公布了一种高力学性能Mg合金及其制备工艺。该Mg合金是采用静液挤压或热挤压方法加工制造的。合金中主要含有(质量分数):6%~15%Al,不超过4%的Zn,其余是Mg。挤压态Mg合金中所含Al元素的40%以上以固溶体的形式存在。挤压态合金截面中心的平均晶粒尺寸不超过10μm,且位于合金截面边缘的晶粒平均大小与合金截面中心的晶粒的大小的比值为0.7~1.3。该合金的拉伸强度不低于300 MPa,且力学性能均一。     

热处理对挤压AZ80镁合金杯形件组织和性能的影响

采用环形通道转角挤压工艺在350℃下制备AZ80镁合金杯形构件,并通过OM、SEM、拉伸试验等手段研究固溶、时效工艺对构件显微组织和力学性能的影响,确定与该新型挤压工艺相匹配的最佳热处理工艺参数。结果表明:成形过程中材料受强剪切应力作用,晶粒细化明显,杯形件壁部强度明显提升;残留共晶相引起应力集中导致伸长率降低;固溶处理有效促进脆性共晶相回溶,提升合金的伸长率;直接时效处理时,在共晶相周围聚集形成β-Mg17Al12析出带,降低合金的协调变形能力,导致时效强化效果不明显;通过固溶+时效处理,晶粒尺寸均匀,β-Mg17Al12相沿晶界均匀析出,合金的强度和塑性均得到明显提高。环形通道转角挤压成形的AZ80镁合金杯形件最佳热处理工艺参数为415℃×1.5 h固溶+175℃×36 h时效。     

Sr对挤压态AZ31微观组织及力学性能的影响

制备不同Sr含量的挤压态AZ31-xSr(x=0,0.4%,0.8%,1.2%)合金试样,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、材料试验机等观察、测试合金的微观组织和力学性能。结果表明:未添加Sr的AZ31镁合金挤压变形后有相当部分的晶粒呈长条状分布而未发生动态再结晶,晶粒尺寸较大;添加少量的Sr可细化挤压态AZ31合金的组织。随着Sr含量的增加,室温和高温力学性能呈先升后降趋势,最高点在Sr的质量分数为0.8%;与无Sr的AZ31合金相比,室温和150℃时的抗拉强度提高约11.5%,15.7%,屈服强度提高约14.9%,40.2%。     

钇对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究在通氩气下Y精炼剂对AZ91D镁合金组织和性能的影响。试验结果表明,AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。经复合净化处理后的AZ91D镁合金力学性能明显改善,平均抗拉强度由101.88MPa提高到141.91MPa,但延伸率提高不明显。     

稀土钇对AZ91D镁合金微观组织和腐蚀性能影响的研究

为改善镁合金的耐腐蚀性能,进一步拓宽镁合金的应用范围,研究通氩气下加入稀土Y对AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明:AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。加入1%Y能显著降低合金的腐蚀速度,提高合金的平衡电位和腐蚀电位,降低腐蚀电流。     

Mg-Y-Si合金制备及组织分析

在热力学计算分析的基础上,用SiO2粉末和纯镁制备Mg-3%Si(质量分数)中间合金,并用光电直读光谱仪测定制备的中间合金Si的含量,表明其含量稳定且可控。用普通重力铸造法制备了Mg-2Y-1Si合金和Mg-3Y-1Si合金,该合金的铸态组织由α-Mg相、(α-Mg+Mg2Si)共晶组织以及在晶内、枝晶间少量分布的点状Mg24Y5相组成。通过对α-Mg晶格常数的计算及通过原子尺寸、电负性、晶体结构的对比,证明Y固溶在基体中形成固溶体。研究表明,Y通过依附在生长界面前沿,有效抑制基体的生长速度,细化基体组织,且随着Y添加量的增加,细化效果更加明显。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织与性能

用单辊快速凝固(RS)薄带在330℃热挤压制备了直径Φ14mm的AZ91D合金棒材,用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化,研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现,热挤压后RS薄带之间焊合良好,挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55.9%;屈服强度高77.6%;伸长率与铸态相当;维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后,快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化,伸长率却提高了5.6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的á-Mg单相固溶体中有少量β-Mg17Al12相脱溶析出,而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出,室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织,而且和挤压加工过程密切相关。     

镁合金往复挤压过程的有限元模拟

运用刚粘塑性有限元法对AZ31镁合金3道次往复挤压过程进行热力耦合数值模拟,模拟分析往复挤压过程的变形规律。结果表明:往复挤压过程中,大变形区主要集中在从动冲头一侧的紧缩区中贴近凹模内壁的区域以及细颈区中贴近凹模内壁的区域;随着挤压道次的增加,变形体的累积应变明显增大;细颈区中贴近凹模内壁处以及细颈区与主动冲头一侧紧缩区的交界处应力较大;温度场分布以细颈区为中心,从高到低在变形体形成温度梯度。     

Mg-9Gd-Sm-0.5Zr合金组织和力学性能研究

采用合金熔炼、组织分析和拉伸试验,研究Mg-9Gd-Sm-0.5Zr合金的微观组织和力学特性。结果表明,合金的组织由α-Mg基体、Mg5Gd和Mg41Sm5相组成,晶界上有许多颗粒状相和短棒状相,晶内分布少数尺度比较大的鱼骨状和块状析出相。与其它系镁合金不同的是,Mg-9Gd-Sm-0.5Zr合金抗拉强度随温度升高而升高。     

静液挤压变形工艺对TC4钛合金组织与性能的影响

对TC4钛合金进行静液挤压变形强化工艺试验,并对变形后的材料组织、性能进行研究。结果表明:该技术可以显著提高钛合金棒材强度10%以上,而断面收缩率降低较少;变形后的显微组织由等轴晶变为条形组织,愈接近坯料边部条形组织愈细,且取向渐趋一致。这种组织形态的变化,使材料强度得到提高。     

挤压比压对喷射沉积ZA35-3.5Mn合金组织及力学性能的影响

利用喷射沉积工艺制备ZA35-3.5Mn合金,研究挤压比压对其微观组织及力学性能的影响。结果表明:挤压比压由400 MPa升至460 MPa,锭坯合金晶粒逐渐细小,挤压比压再升高,合金组织变粗大,挤压后合金中析出富锰相。随着挤压比压的增加,抗拉强度、硬度及伸长率增加,当挤压比压为460 MPa,综合力学性能达到最大,挤压比压继续增加,抗拉强度和硬度略上升,而伸长率明显下降。     

Mg-Sr合金及Mg-Al-Sr合金的微观组织研究与分析

Mg-Sr合金的变质效果和Mg-Al-Sr合金的耐热性能均与其组织有紧密关系。采用对渗法的原理,成功制备出Mg-Sr合金和Mg-Al-Sr合金,利用金相光学显微镜、电子扫描电镜、X射线衍射分析仪等先进测试技术对其微观组织进行深入的研究分析。研究结果表明:Mg-Sr合金的组织主要包括树枝状的基体相а-Mg和板条状、针状的共晶组织(а-Mg+Mg17Sr2);Mg-Al-Sr合金的组织则是细小树枝状初生а-Mg相和条状、片状共晶组织,其组成成分包括а-Mg相、共晶化合物Mg17Sr2、Mg12Al17、Al4Sr和Mg-Al-Sr三元化合物,其微观组织形态及共晶组织成分与Sr/Al的比值有关。     

钨合金的静液挤压变形强化

本文首先对静液挤压钨合金的微观组织及力学性能进行了测试,然后通过定量金相实验对不同静液挤压变形量钨合金中钨颗粒的连接度进行了测试,得到了不同方向上钨颗粒有效连接度随挤压变形量的变化规律,指出在轴向上钨颗粒被拉长和钨颗粒有效连接度的减小是钨合金通过静液挤压工艺得以强化的主要因素.