往复挤压对A390铝合金力学及热膨胀性能的影响

在380℃下对铸态A390铝合金进行往复挤压工艺实验,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸机及热机械分析仪对往复挤压后坯料的显微组织、力学及热物理性能进行测试。结果表明,往复挤压对材料的基体及硅颗粒均有明显的细化作用;随着往复挤压道次的增加,基体晶粒尺寸、微晶尺寸、硅颗粒轴比和等效直径不断减小,位错密度逐渐升高。初晶硅的细化及硅颗粒轴比的降低,有利于抑制微裂纹的产生,提高往复挤压后的力学性能,减小其热膨胀系数。往复挤压变形能显著提升A390铝合金的强度及塑性,经3道次往复挤压后,坯料的抗拉强度由初始态的140 MPa提升至199 MPa,伸长率由1. 9%提升至6. 3%。相对于初始试样,变形后试样的热膨胀系数整体呈增加趋势,但随往复挤压道次的增加而有所降低。     

往复挤压工艺对汽车用5052铝合金性能的影响

研究了往复挤压工艺对汽车用5052铝合金拉伸性能和热疲劳性能的影响。结果表明,随往复挤压从1道次增至7道次,合金的抗拉强度和屈服强度均先增大后减小、断后伸长率则基本不变;随往复挤压温度从420℃增至480℃,合金的抗拉强度和屈服强度均先增大后减小、断后伸长率先增大后基本不变。与1道次往复挤压相比,5道次往复挤压的合金抗拉强度和屈服强度分别增大39%、84%。往复挤压道次优选为5道次、挤压温度优选为470℃。     

往复挤压AM60B镁合金的组织与力学性能

通过往复挤压（CEC）变形来细化AM60B镁合金的组织。结构表明：随着CEC道次的增加,组织得到明显细化。当材料达到临界最小晶粒尺寸时,进一步挤压变形也很难使组织得到明显的细化。细小的组织具有优异的力学性能,合金的硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别由铸态的62．3、64MPa、201MPa和11％上升N-道次变形后的72．2、183．7MPa、286．3MPa和14．0％。但是再进一步挤压变形材料的力学性能增加幅度不明显,经四道次挤压变形后其硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为73．5、196MPa、297MPa和16％     

纯镁大比率挤压棒材的组织与性能及其随后的退火处理(英文)

以纯镁铸锭作为坯料,经过两道次累计大比率挤压制备了棒材,并对最终的棒材进行退火处理。通过光学显微镜(OM)、力学性能测试和扫描电子显微镜(SEM)研究了挤压变形和退火处理对纯镁组织、性能以及断裂行为的影响。结果表明:在挤压变形过程中,由于动态再结晶的作用,材料的晶粒尺寸得到明显细化,从而显著地改善了材料的室温力学性能和断裂方式。经过一次挤压后,粗大的铸态晶粒细化到35μm,屈服、抗拉强度和伸长率分别达到84MPa、189MPa和12%,所得棒材经再次挤压后,屈服强度超过120MPa,但是,由于加工硬化的作用,伸长率有所下降。对最终棒材进行退火处理后,平均晶粒尺寸为9~10μm,屈服强度、抗拉强度分别达到124MPa、199MPa,伸长率为10.7%,材料的组织和性能得到明显改善。     

ECAP挤压道次对AZ81镁合金组织及性能的影响

AZ81镁合金在汽车行业应用广泛,但存在组织粗大,力学性能差等缺点。等通道转角挤压(ECAP)法是细化晶粒,提高镁合金性能的有效途径。在300℃下对AZ81镁合金进行了1~6道次ECAP挤压,并分析了AZ81镁合金在ECAP挤压变形过程中微观组织与力学性能随挤压道次的变化规律。结果表明,随着挤压道次的增加,基体晶粒尺寸先减小后增加,4道次时细化程度最高;合金硬度先增大后减小,4道次时合金硬度最高,达到142HL;合金的抗拉强度﹑伸长率逐渐增强后减小,再增大,6道次时合金的综合拉伸性能达到最高,抗拉强度210 MPa,伸长率15.8%。     

工艺参数对6061铝合金多向锻造变形行为的影响

基于正交试验研究了变形道次、变形温度与变形速度等工艺参数对6061铝合金多向锻造成形过程的影响,并进行了不同变形道次下的多向锻造工艺数值模拟与试验验证,测试了变形后材料的微观组织与力学性能。结果表明,坯料在多向锻造过程中,"鼓肚"特征十分明显,中心纵剖面上金属流动呈"八"字形特征。随着变形道次的增加,材料内部累积应变量逐渐增大,变形均匀性不断提高,4道次变形后等效应变量约为2.58。试验结果与有限元模拟具有较好的一致性。随着变形道次的增加,材料内部晶粒更加细小和均匀,力学性能进一步提高。6061铝合金经4道次多向锻造变形后,显微硬度与抗拉强度大幅增加,分别达到86.1 HV与223 MPa,相比于初始铸态材料分别提高了140.5%和102.7%。     

新SIMA法制备AZ80合金半固态坯料的组织与性能(英文)

借助新应变诱导熔化激活方法制备AZ80合金半固态坯料。在新应变诱导熔化激活方法中,首先利用等通道角挤压对铸态AZ80镁合金进行预变形,然后将预变形的AZ80镁合金进行半固态等温处理。结果表明:利用等通道角挤压能够使AZ80合金获得很好的应变诱导效果。这是由于等通道角挤压能够使AZ80合金微观组织细化,力学性能提高。新应变诱导熔化激活方法能够制备晶粒细小且球化程度高的半固态坯料。利用新应变诱导熔化激活方法制备的半固态坯料触变锻造的零件具有高的力学性能,其屈服强度达到216.9MPa,抗拉强度达到312.4MPa,伸长率达到26%。触变成形实验结果也证明,新应变诱导熔化激活方法是一种非常理想的AZ80半固态坯料制备方法。     

等通道转角挤压对Mg-12Al-0.7Si合金组织与性能的影响(英文)EI北大核心CSCD

研究了Mg-12Al-0.7Si镁合金在等通道转角挤压过程中微观组织与力学性能随着挤压道次的变化行为。结果表明,随着挤压道次的增加,基体晶粒不断细化。6道次细化效果最佳,从铸态约90μm细化至约8μm,连续网状分布的β-Mg17Al12相被挤碎至约4μm,汉字状Mg2Si相破碎且趋于均匀分布,8道次挤压后平均尺寸为2～3μm。室温抗拉强度和伸长率在6道次和8道次挤压后达到最高,分别为293 MPa和5.1%。高温抗拉强度和伸长率在2道次和6道次挤压后最佳,分别为204 MPa和34.4%。基面(0002)晶面取向随挤压道次增加而逐渐增强,形成基面变形织构。     

7A60铝合金高压扭转变形微观组织及力学性能分析

对不同高径比H/D的7A60铝合金坯料进行高压扭转实验,借助于EBSD技术分析了变形7A60铝合金微观组织(晶界取向差、晶粒取向)演变规律,同时对变形7A60铝合金进行拉伸实验和断口扫描,分析7A60铝合金的抗拉强度、断裂方式和断裂机理。研究结果表明:高压扭转变形后7A60铝合金晶粒发生了明显破碎细化,当高径比H/D为0.25时,晶粒取向沿001、101方向;当进一步减小高径比H/D时,在三叉晶界处出现了细小的动态再结晶晶粒,取向角在2°≤θ≤5°范围内的小角度晶界比例较大,同一晶粒内部出现了颜色渐变区,大部分晶粒取向沿111方向;高压扭转变形后7A60铝合金抗拉强度明显提高,最高抗拉强度达到了751 MPa,提升幅度达到了20.74%,在强度得到大幅提高的同时伸长率也得到了较好的保持,最高伸长率为14%;高压扭转变形后7A60铝合金断裂方式为塑性断裂,断裂机理属于微孔连接断裂。     

时效对挤压态喷射成形7055铝合金组织与性能的影响

采用拉伸实验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了3种不同时效工艺对挤压态喷射成形7055铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝合金的晶粒细小,组织均具有方向性;Cu元素在晶界和第二相中的含量都比晶内的高;但经T6峰值时效处理后,合金出现部分沿晶脆性断裂区域,其抗拉强度达到705 MPa,断裂伸长率达到11.5%;经T76过时效处理后,合金沿晶脆性断裂区域减小,合金的抗拉强度达到659 MPa,伸长率为10.9%;经T74过时效处理后,韧性进一步改善,其抗拉强度为640 MPa,伸长率为15.3%。     

时效对挤压态喷射成形7055铝合金组织与性能的影响北大核心CSCD

采用拉伸实验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了3种不同时效工艺对挤压态喷射成形7055铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝合金的晶粒细小,组织均具有方向性;Cu元素在晶界和第二相中的含量都比晶内的高;但经T6峰值时效处理后,合金出现部分沿晶脆性断裂区域,其抗拉强度达到705 MPa,断裂伸长率达到11.5%;经T76过时效处理后,合金沿晶脆性断裂区域减小,合金的抗拉强度达到659 MPa,伸长率为10.9%;经T74过时效处理后,韧性进一步改善,其抗拉强度为640 MPa,伸长率为15.3%。     

新SIMA制备坯料触变挤压AZ61镁合金零件的组织与性能(英文)

新应变诱导熔化激活法被用来制备高质量的AZ61镁合金半固态坯料。利用光学显微镜和拉伸实验,研究触变挤压成形零件的微观组织与力学性能。结果表明:当施加的压力为784MPa,保压时间为90s,模具温度为450℃时,半固态坯料能够完全充填模具型腔。与半固态等温处理方法相比,新SIMA法制备的半固态坯料触变挤压成形零件的抗拉强度和伸长率分别为300.5MPa和22%;并且成形零件的微观组织晶粒细小、组织均匀。随着等温处理温度的升高和保温时间的延长,成形零件的抗拉强度和伸长率先增加后降低。当挤压道次从1增加至4时,成形零件的抗拉强度和伸长率明显增加。     

热处理对半固态A356铝合金挤压铸件组织与性能的影响

将低温浇注制备的半固态A356铝合金坯料加热至半固态浇注、挤压成形。采用正交试验法研究了固溶、时效对半固态A356铝合金挤压铸件组织与力学性能的影响。结果表明,时效时间对抗拉强度、屈服强度、伸长率影响最大,且都是随着时效时间增长先上升后下降;试验6获得较好的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为340 MPa、325 MPa、9.56%。     

Mg-9Al-1Si-1SiC复合材料ECAP变形组织及力学性能研究

利用半固态搅拌辅助超声处理复合法成功制备了Mg-9Al-1Si-1SiC(wt%)复合材料,并在350℃以Bc路径对其进行等通道转角挤压(ECAP),研究了ECAP变形道次对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:1道次ECAP变形能够显著细化复合材料的基体晶粒,但是第二相未明显碎化。随变形道次增加到2和3次,第二相碎化程度增加,但仍然聚集,基体局部区域晶粒长大,出现粗晶和细晶两个区域;变形达到4道次后,复合材料的基体晶粒又变得均匀,β-Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Si相均得到有效的碎化并且在基体中的分布趋于均匀。复合材料的抗拉强度随变形道次增加逐渐增加,伸长率先减小后增加。变形4道次后,复合材料力学性能最大:抗拉强度和伸长率分别达到283 MPa和14.79%,与铸态相比,抗拉强度和伸长率分别提高66.5%和127.5%。     

挤压工艺对体育器材用镁合金性能的影响

对不同挤压工艺下体育器材用AZ80镁合金力学性能和耐磨损性能进行了测试与分析,研究了挤压工艺对其性能的影响。结果表明,与常规挤压相比,往复挤压可明显提高体育器材用AZ80镁合金的力学性能和耐磨损性能,合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率可分别增加68 MPa、70 MPa、5.8%,磨损体积可减小79%。随挤压道次从1道次增至10道次,合金的力学性能和耐磨损性能均先下降后提高,挤压道次优选为5道次。     

铝对挤压态高铝镁合金组织与力学性能的影响

研究了Al含量在11%以上的高铝镁合金挤压变形后的组织与力学性能。结果表明,挤压变形可显著细化镁合金的晶粒,并且大大提高镁合金的力学性能。当Al含量为11%时,伸长率达到13.7%;当Al含量为20%时,抗拉强度为371.8MPa;当Al含量为25%时,抗拉强度和伸长率分别达到了最低,为247.0MPa和0.8%。     

热处理对铝合金药筒热挤压成形影响的模拟分析

针对高强铝合金可挤压性低、伸长率小、难以实现塑性大变形的问题,以某铝合金药筒零件为研究对象,利用DEFORM-2D软件对该药筒坯件的热挤压成形过程进行了仿真分析。对挤压过程中材料的等效应力、应变等参数,以及成形过程中金属的流动规律进行了分析,讨论了均匀化后冷却方式对铝合金棒材挤压成形过程的影响。结果表明,随炉冷却后的坯料在挤压过程中等效应变分布更加均匀,等效应力峰值比水冷的小约10 MPa,而挤压温度每降低50℃,应力差值增大5 MPa,其所需的挤压载荷更小,最低能减少约15%,并通过试验验证了模拟结果的正确性。     

ECAP对Al-3Fe-0.3Sc合金组织性能的影响规律

在自制的等通道转角挤压(ECAP)模具中按Bc路径对Al-3Fe-0.3Sc合金方形棒料进行了不同道次的挤压变形,分析了挤压道次对合金微观组织、力学性能和电导率的影响规律。研究发现：ECAP变形后合金晶粒发生明显细化,晶粒呈现特定取向,长杆状铝铁相在剧烈的剪切变形条件下发生明显的破碎。合金经第1道次ECAP变形后抗拉强度由原始铸态的105 MPa升高至121 MPa,伸长率由5.7%大幅提升至25.7%,第2道次后抗拉强度和伸长率上升不明显。第1道次ECAP变形后合金的硬度由38.7 HV上升至53.5 HV,第4道次后上升至60.4 HV。电导率由铸态的42.9%IACS上升至第1道次的46.4%IACS,后续继续增加挤压道次,电导率基本保持不变。强度和电导率的提升主要是由于晶粒得到细化,发生的动态回复有利于变形过程中产生的高密度位错向亚晶界转变,减少了晶体中的空位缺陷。研究结果为铝铁合金的性能优化及实际应用提供了参考。     

挤压速度对双通道等径角挤压7003铝合金力学性能的影响

采用扫描电镜、显微硬度计及万能试验机研究了挤压速度对双通道等径角挤压对7003铝合金力学性能的影响。结果表明：在任一挤压速度下,随着挤压道次的增加,材料的力学性能明显改善;挤压一道次后试样的抗拉强度由338.3 MPa提高到384.5 MPa,二道次后提高到431.5 MPa;屈服强度经一道次挤压后由260 MPa提高到325 MPa,二道次后提高到426 MPa,二道次涨幅更明显;随着挤压速度的增大,试样断后伸长率的变化总体上均呈现下降的趋势,当挤压速度为25 mm/min 时,一道次挤压后伸长率最小;经二道次挤压后的显微硬度,在挤压速度为25 mm/min时由原样退火态的73.5 HV提高到136.4 HV,且强度以及显微硬度均在挤压速度为25～35 mm/min时达到了最大值。     

往复挤压Mg-4Al-4Si镁合金的显微组织与力学性能

研究往复挤压对Mg-4Al-4Si(AS44)合金显微组织和性能的影响。结果表明:往复挤压显著地细化晶粒,改善组织的均匀性;往复挤压4道次和8道次后,Mg2Si颗粒尺寸由铸态下的约120μm分别减小至3和2μm,α-Mg基体晶粒尺寸由铸态下的约50μm分别减小至9和8μm,形成了较为细小、弥散分布的Mg2Si颗粒和细小的等轴晶组织。合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高,挤压8道次时,合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251.7 MPa、210.5 MPa和14.8%,与铸态合金相比,上述力学性能指标分别提高了131.3%、191.1%和469.2%;挤压态合金拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。