热挤压AZ91D镁合金线材的组织与性能研究

对铸态AZ91D合金进行400~460℃不同温度下的正挤压,制备出直径为3~4 mm的线材。利用光学显微镜分析线材的组织,测试其拉伸力学性能和热膨胀系数。结果表明,在不同挤压温度下均可制备出AZ91D镁合金线材,挤压温度越低,线材晶粒越细小。线材具有优异的力学性能,经400℃热挤压成形的线材抗拉强度和伸长率高达285.6 MPa和5.3%,明显高于同牌号铸态合金的性能。线材的平均线膨胀系数为(21.3~27.4)×10-6K-1。较低挤压温度下制备的线材具有较高的力学性能与较小的线膨胀系数。     

前处理工艺对AZ91D镁合金直接化学镀镍的影响

研究AZ91D镁合金直接化学镀镍的前处理工艺。通过光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等设备分析AZ91D镁合金经过各步前处理工艺后试样的表面形貌、表面成分及镀镍层的相组成;确定AZ91D镁合金直接化学镀镍的碱洗,酸洗以及活化工艺。试验结果表明,以CrO3 125 g/L,HNO3(68%)110 mL/L为酸洗液,NaCl 0.26 g/mL为活化液,在镁合金上直接化学镀镍,可以得到表面较平整、均匀,无明显缺陷的非晶态Ni-P合金镀层。     

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。     

焊接电流对AZ91D镁合金焊接接头组织和性能的影响

采用TIG焊对AZ91D镁合金进行对接焊试验。通过光学显微镜(OM)、拉伸机(TM)和显微硬度测试仪研究焊接电流对试样焊缝显微组织和性能的影响。结果表明:当焊接速度为0.003 5 m/s、焊接电压为15 V,随着焊接电流的增大,焊后试样抗拉强度和伸长率增加;当焊接电流为95 A,焊后试样的抗拉强度达到最大值,为236 MPa,焊后试样强度为母材的93.1%,伸长率最大值为13.5%,提高了95.7%。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织号性能

用单辊快速凝固（RS）薄带在330℃热挤压制备了直径中14mm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α—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。     

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。     

高速铣削镁合金ME20M的表面粗糙度研究

为研究高速铣削参数和铣削方式对镁合金表面质量的影响,应用均匀试验设计对MgMnRE系耐热变形镁合金ME20M进行高速铣削试验,采用回归分析法建立镁合金高速铣削的表面粗糙度预测模型。结果表明:当vc为376.991 1m/min,fz为0.08 mm/z,ap为0.3 mm,ae为0.1 mm,表面粗糙度稳定在0.8μm以内;相同切削参数下,顺铣、逆铣的表面粗糙度变化趋势一致,逆铣的表面粗糙度值较小;在高切削速度、大每齿进给量、较大的切削深度条件下,顺铣与逆铣方式形成的表面形貌均出现了规律的犁沟现象。     

钇和铈对AZ91D镁合金的组织及力学性能的影响

采用真空熔炼金属型铸造方法,在AZ91D镁合金中添加适量的稀土元素钇和铈,研究钇和铈对AZ91D组织和力学性能的影响规律。结果表明,在AZ91D中添加适量钇和铈可以使合金的组织细化,Mg17Al12第二相分布均匀弥散,提高AZ91D镁合金的力学性能。     

硅酸盐电解液体系下AZ91镁合金表面微弧氧化行为研究

研究AZ91镁合金在硅酸盐碱性电解液中的微弧氧化行为以及硅酸盐对微弧氧化膜层组织性能的影响,利用扫描电镜(SEM),X成膜过程,氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要的影响;随硅酸盐的质量浓度从5 g/L形成的膜层质量、厚度和耐腐蚀性能均先升后降,表面粗糙度先降后升;在本文的工艺条件下,质量浓度为10 g/L的硅酸盐电解液较有利微弧氧化膜层的生成。     

镁合金AM50-1Y和AZ91-1Y腐蚀机理的探析

通过金相分析、扫描电镜等测试手段,对含有1%稀土Y元素的AM50和AZ91镁合金的微观组织和腐蚀性能进行研究,结合镁合金的腐蚀形貌,分析对比两种镁合金在相同腐蚀条件下的腐蚀机理。结果表明,由于两种镁合金成分上的差异,使得AM50-1Y较AZ91-1Y在实验室所采取的腐蚀条件下具有不同的耐腐蚀性能。     

AZ91D镁合金表面植酸转化膜的正交实验优化研究

通过正交实验对镁合金植酸处理工艺进行优化,并通过极化曲线、电位-时间曲线对镁合金植酸转化膜的耐腐蚀性能进行研究,采用金相显微镜对转化膜的微观形貌进行观察。结果表明,植酸转化膜耐腐蚀性能的工艺影响因素排序为:处理时间>温度>浓度>溶液pH值。AZ91D镁合金植酸转化膜具有良好的耐腐蚀性能,其自腐蚀电流密度小于铬酸盐转化膜,植酸表面处理技术有望代替对环境污染严重的铬酸盐处理技术。     

AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究

采用Gleeble-1500D热模拟机,对AZ61B镁合金在温度为623K和673K,应变速率为0.01,0.1、1 s-1时,应变量为50%的高温塑性变形行为,以及热模拟后镁合金组织的变化进行了研究。分析了流变应力与应变速率和温度的关系,计算出了应力指数和变形激活能,结果表明:流变应力随应变速率的增加而增加,随应变温度的增加而减小;镁合金发生了动态再结晶,有大量细小等轴晶出现,探明了变形软化的主要机制是动态再结晶。     

AZ91D镁合金流变铸轧板材微观组织分析

采用自行研制的镁合金半固态流变铸轧机,利用斜槽法制浆技术进行AZ91D镁合金半固态板材加工实验;采用扫描电镜(SEM)、"Image-Pro Plus"图像分析软件、能谱分析仪(EDS)、对板材试样进行微观组织分析。结果表明,半固态AZ91D镁合金板材的微观组织由近似球形的等轴初生α-Mg晶粒及晶粒周围黑色部分的条状物β-Mg17Al12共晶组织所组成。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al+Al2O3涂层研究

为了改善AZ91D镁合金的表面性能,试验利用3kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面上进行了激光熔覆Al+Al2O3涂层处理。熔覆后使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对熔覆层进行了微观分析,测试了熔覆层的显微硬度及摩擦磨损性能。试验结果表明:熔覆层由Mg,Mg17Al12,Al2O3等相组成,表层微观结构主要是Mg和Al的亚共晶基体及其上弥散的Al2O3颗粒;熔覆层的平均显微硬度最高达到250HV0.05,明显高于基体AZ91D(70～80HV0.05);其磨损性能与基体相比也有了较大提高。     

基于铣削系统动力学响应的球头铣刀铣削表面形貌建模

基于系统动力学响应完成弱刚度球头铣刀铣削系统中铣削表面形貌建模,对于提高表面质量具有重要的理论价值。为此,借助齐次坐标变换原理建立球头铣刀刀齿的运动学轨迹,按照机械建模法提出铣削力的求解方法,根据再生振动理论建立柔性刀具-柔性工件铣削系统的动力学模型,基于全离散法提出考虑变时滞效应的工艺系统动态位移求解方法,并采用线性插值法修正刀齿运动轨迹;综合Z-MAP法和数值法提出球头铣刀铣削表面形貌仿真方法,在完成加工轨迹驱动的表面形貌几何仿真的基础上,实现考虑振动诱导下工艺系统动态位移的表面形貌物理仿真;以硬质合金球头铣刀铣削7050-T6进行验证性实验。实验和仿真结果具有较高的一致性,表明该仿真方法是有效的,可以为实际加工参数的选择和优化提供理论依据。     

AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向

分析镁合金的焊接特点,综述了近年来AZ31B镁合金的焊接方法,包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG焊、电子束焊等,展望了AZ31B镁合金的焊接研究方向。     

退火态AZ31变形镁合金裂纹扩展的研究

在室温条件下,采用扫描电子显微镜-原位加载的方法对退火态AZ31镁合金进行原位拉伸试验,研究分析其裂纹演变机制。结果表明:退火态AZ31镁合金塑性变形初期,晶粒表面会产生凹凸起伏的褶皱抵抗外力作用;在之后的变形过程中,已开动滑移系的晶粒对未开动的晶粒产生力的作用,此外滑移线到达晶界引起晶界处应力集中,微裂纹在晶界处产生,并按微裂纹-大裂纹-晶间裂纹的方式扩展。     

AZ31B镁合金焊接技术研究现状及发展方向

分析镁合金的焊接特点,综述了近年来AZ31B镁合金的焊接方法,包括激光焊、钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、TIG焊、电子束焊等,展望了AZ31B镁合金的焊接研究方向。     

AZ31B镁合金双弧焊接温度场及残余应力有限元分析

为获取AZ31B镁合金薄板非熔化极气体保护双弧焊(double-electrode gas metal arc welding,DE-GMAW)焊接残余应力场分布,用ANSYS软件对焊接过程进行数值模拟,探索焊前预热对镁合金残余应力的影响规律。建立双弧热源模型,通过热应力耦合法,先计算焊接温度场进而计算应力场。获得焊件残余应力的分布规律,沿着焊缝纵向残余应力最大值约为41 MPa,焊缝两端即起弧和熄弧处受较大横向压应力作用,最大值达55.6 MPa;采用盲孔法进行试验测量,测量结果与模拟结果一致。通过实测数据与模拟结果分析,表明镁合金DE-GMAW焊接残余应力的分布特点;镁合金焊前预热温度为100℃时,能够有效降低焊件的残余应力。     

环境温度对AZ91D和AM60B镁合金磨损行为影响研究

研究AZ91D和AM60B两种镁合金在不同环境温度下的磨损行为。结果表明,两种镁合金在不同的环境温度下随着载荷的增大,磨损率的变化规律相似,都出现从轻微磨损到严重磨损的磨损转变,且临界转变载荷随着环境温度的升高而提前。在200℃低载荷时,出现超低磨损率的现象,归因于厚的机械混合层的形成。足够的基体强度能有效的发挥机械混合层的作用,但是摩擦热和高温会使基体软化,且变形过程中β相会被打碎形成细小的颗粒,使基体强度降低。低温下,严重磨损是机械混合层和基体共同剥落的结果,高温时是磨损表面严重塑性变形和塑性屈服。