半固态触变成形AZ91D镁合金卫星角框件

通过对等径道角挤压处理后的AZ91D镁合金坯的触变成形试验，并借助于金相显微镜、Instron材料拉伸试验机等分析手段，对AZ91D镁合金卫星角框件的半固态触变成形工艺进行了研究。研究结果表明：当坯料加热温度为560℃，保温时间为20min，模具预热温度为400℃，保压时间为40s时，强度可达到292MPa，伸长率达到4．8％；触变成形对材料微观组织的影响主要表现为较明显的固液相分离现象，而对制件晶粒形状的影响比较小，在成形过程中，坯料的流动方式是以液相包裹球状固相颗粒的方式进行的；通过固溶处理和自然时效可以提高触变成形后的卫星角框件的强度；当固溶时间为6h，强度提高幅度在10％以上。     

AZ91D镁合金的半固态加工研究

研究了AZ91D镁合金热挤压坯料在二次加热过程中的组织演化，探讨了AZ91D合金在二次加热过程中液相产生的机理，给出了液相体积分数与再结晶组织的关系。试验证明：提高二次加热的升温速度可以细化再结晶晶粒，增加一定条件下的液相体积分数，从而改善合金坯料的触变性能。采用半固态工艺压铸了汽车空压机连杆，对压铸件进行了质量评价。     

新SIMA法制备AZ91D镁合金半固态坯

借助于等径道角挤压试验、镦粗试验、半固态等温处理等试验方法,并利用金相显微镜、SEM等试验分析设备,对原始铸坯、镦粗和等径道角挤压3种加工状态的AZ91D镁合金在等温处理过程中的微观组织演变进行了研究.通过与原始铸坯直接等温处理和镦粗后等温处理生成的半固态坯的微观组织作比较,提出了新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法.新SIMA法制备的半固态坯料的微观组织均匀,晶粒球化程度好,晶粒细小,平均晶粒尺寸在20～50 μm之间.随着保温时间的延长,新SIMA法制备半固态坯料的微观组织有长大的现象,其可用Ostwald熟化理论描述.随着等温处理温度的升高,晶粒的尺寸先增加后减小,形状系数接近1.随着材料在ECAE中获得的等效应变的增加,半固态坯料的晶粒尺寸减小.     

半固态AZ91D镁合金的压缩变形研究

利用Gleeble 1500热模拟机对半固态AZ91D镁合金的变形规律进行了研究．结果表明：当应变速率相同时,变形温度越高,半固态AZ91D镁合金试样的变形应力就越低;当应变速率和变形温度相同时,半固态球状晶试样的压缩变形应力明显低于枝晶试样的压缩变形应力;变形量对半固态压缩试样的应力一应变关系的影响很小．当应变速率为0．1,10s^-1和变形温度为48m-556℃时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为3—17．13MPa和6—31．6MPa．当变形温度为508℃和应变速率为0．01—20s^-1时,球状晶和枝晶试样的稳定压缩应力分别为4．78-9．09MPa和7．87-26．21MPa。     

AZ91D镁合金成形组织的研究

研究了AZ91D镁合金液态金属型、液态砂型、液态压铸成形、半固态流变压铸成形及其T6热处理后的组织特点。结果表明，半固态流变压铸成形组织中初生α相细小、圆整、分布较均匀，平均粒径为35-50μm，消除了其它成形组织中的树枝晶结构，同时生产验证该组织具有很好的薄壁件充填成形性能。     

半固态镁合金AZ91D变形行为研究

对应变诱发法制得的半固态镁合金AZ91D坯料进行了单向压缩实验,研究了不同工艺参数对半固态镁合金的压缩流变应力的影响。流变应力不仅是变形量和变形温度的函数,而且是应变速率的函数,由此采用回归分析法建立了能综合反映热力参数对流变应力影响的半固态AZ91D合金的粘塑性本构方程,为半固态触变成形的数值模拟奠定了理论基础。     

基于CA-CCA方法定量解析AZ91D镁合金半固态固相率的研究

针对镁合金半固态成形工艺中,初始固相率难以精确确定的问题,以传热学模型和CA-CCA原理为基础,设计制作了一套研究半固态固相率的实验装置,通过实测降温过程中的温度-时间曲线,进行数值解析,实现了半固态固相率与温度定量关系的求解.结果表明,AZ91D合金的固相率对温度的变化极为敏感,且呈非线性关系.当固相率从20%上升至30%时,温度变化仅为6℃左右;而固相率从30%上升至40%时,温度变化仅在7℃左右.因此,对温度进行定量控制是制备高性能AZ91D合金的关键技术之一.     

电磁搅拌下半固态AZ91D镁合金的组织形成

利用电磁搅拌装置、合金熔体淬火方法和EBSD位相显微分析技术,在不同的搅拌功率下,研究了电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金微观组织的作用.结果表明,在电磁搅拌条件下凝固,AZ91D镁合金组织中的初生α-Mg得到明显细化,初生α-Mg转变为细小的蔷薇状或球状,EBSD检测表明这些球状初生α-Mg晶粒在空间上大多属于不同的晶粒;电磁搅拌功率是重要的制备参数,搅拌功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的蔷薇状初生α-Mg越少,而球状初生α-Mg越多,晶粒也越细小;在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致了较为均匀的温度场和溶质场,也导致了更加剧烈的温度起伏,这些现象导致了半固态AZ91D镁合金组织的形成.     

电磁搅拌参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

利用自制的电磁搅拌装置和淬火技术,主要研究了电磁搅拌频率为50Hz下的搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响规律.在本试验条件下,当电磁搅拌频率小于50 Hz时,随着电磁搅拌频率的升高,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生α-Mg越来越多,其形态更加圆整、分布更趋均匀;当电磁搅拌频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料的组织比较理想.当电磁搅拌功率增大时,半固态AZ91D镁合金熔体中的蔷薇状初生α-Mg会受到更加强烈的附加温度起伏,促使蔷薇状初生α-Mg枝晶臂根部的熔断,形成越来越多的球状初生α-Mg,而且初生α-Mg越来越圆整.在电磁搅拌制备半固态AZ91D镁合金浆料或坯料时,较低的冷却速率有利获得较理想的半固态组织.     

AZ91D镁合金半固态触变成形的数值模拟

采用商业有限元软件DEFORM3DTM对半固态镁合金AZ91D的触变成形过程进行了数值模拟,并利用自制的模具,在加热到570℃保温不同时间的情况下,对AZ91D镁合金半固态坯料进行触变成形试验。通过模拟分析的结果与试验的实际结果进行对比,得出了最佳触变成形工艺参数,同时,在一定程度上验证了数值模拟分析结果的可靠性。     

AZ91D镁合金DTA及TMA热分析

采用差热分析（DTA）和热机械分析（TMA）技术以及光学显微镜和X射线衍射（XRD）研究了常规凝固和快速凝固条件下的AZ91D镁合金及其热挤压型材的相转变温度和线膨胀规律，探讨了其组织特征与热物性的关系。结果表明：常规凝固的AZ91D镁合金挤压前后在450℃左右均有明显的DTA峰，由于快速凝固薄带为单相过饱和α-Mg固溶体，热挤压过程中Al的脱溶而析出弥散分布的β-Mg17Al12相含量极少，因此快速凝固薄带及其热挤压的型材均无明显的DTA峰。AZ91D镁合金的线膨胀系数并非线性变化，在225℃前热挤压AZ91D镁合金型材的线膨胀系数波动幅度最低。热挤压后型材的热膨胀系数远小于铸态的热膨胀系数。     

AZ91D镁合金线膨胀系数的测定

采用自制的千分表线膨胀仪,测定了AZ91D镁合金加热温度与膨胀量的关系,并通过同归分析求得AZ91D镁合金在特定加热速度下的膨胀量与温度的关系式,进而求得在特定的加热速度下AZ91D镁合金的线膨胀系数与温度的关系式,丰富了镁合金的物性参数数据,而且为镁合金的其他研究与应用提供了理论参考依据.     

AZ91D镁合金的压铸工艺及性能

研究了压铸工艺参数及固溶时效处理对ＡＺ９１Ｄ镁合金组织和力学的影响,并实现镁合金汽车零件的小批量试制。     

镁基准晶强化AZ91合金的研究

研究了采用传统机械搅拌法制备舍球形镁基准晶的AZ91镁合金,以及镁基准晶对AZ91镁合金的组织及性能影响。、利用普通凝固技术,在Mg—Zn—Y系;住晶中间合金中添加一定量的Ca或Mn元素,获得了含有球形二十面体准晶相的Mg—Zn—Y—Ca和Mg—Zn—Y—Mn;住晶中间合金。、结果表明：AZ91镁合金凝固结晶时形成粗大的树枝晶,β-Mg17A112相呈网状分布于晶界,分别加入3．4％Mg—Zn—Y—Ca和5．2％Mg—Zn—Y—Mn后,舍金的组织得到了很大的细化,β-Mg17A112相以小块状弥散分布于晶界。同时合金的室、高温拉伸力学性能有很大幅度的提升。     

稀土Y+AZ91D镁合金的微观组织及耐蚀性研究

通过盐雾腐蚀试验,研究了稀土Y对AZ91D镁合金耐腐蚀性能的影响。用光学显微镜(OM)观察组织结构,应用XRD对其进行物相分析,采用静态失重法计算其腐蚀速率,比较含Y和不含Y的AZ91D镁合金的组织和耐腐蚀性能。结果表明,Y+AZ91D镁合金在NaCl溶液中具有优异的耐蚀性,并且随Y含量的增加,Mg17Al12相增多,针状组织Al4MgY也增多,细化了合金的微观组织,耐腐蚀性能也进一步得到提高。     

镁合金半固态成形技术的研究进展

综述了目前国内外镁合金半固态成形技术的研究及其应用现状，展望了镁合金半固态成形技术在我国的发展前景。讨论了半固态镁合金的微观组织、流变行为、成形工艺及其成形件的性能。     

半固态重熔加热工艺对镁合金组织与耐蚀性能的影响

详细研究了半固态重熔加热工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变及其耐蚀性的影响.结果表明:AZ91D镁合金在液固双相区进行重熔处理时,合金中低熔点共晶组织首先发生熔化并隔离α-Mg树枝晶,其后被隔离的粗大α-Mg树枝晶逐步演化成为类球晶甚至发生合并长大现象.不同半固态重熔加热工艺参数对组织演化过程影响明显.     

AZ91D镁合金研究新进展

分析了国内外有关AZ91D镁合金铸态组织与合金相、热处理以及合金元素对铸态组织及合金相的影响等方面的最新研究;综述了力学性能的提高与改善的方法和效果;介绍了AZ91D镁合金表面金属涂层处理技术的新进展以及半固态处理技术在AZ91D镁合金上应用的新进展。     

AZ91D镁合金耐腐蚀性膜层的腐蚀行为

目的 为了获得耐蚀性能更加优异的AZ91D镁合金。方法 研究了铸态、半固态、成膜铸态及成膜半固态AZ91D,在模拟生理盐水(0.9%NaCl)和模拟海水(3.5%NaCl)中的腐蚀特征,并引入分形理论表征其腐蚀程度及均匀性。通过对不同状态AZ91D进行NaCl溶液腐蚀、电化学腐蚀,运用扫描形貌(SEM)和能谱(EDS)分析各状态AZ91D的腐蚀形貌,引入分形理论对各状态AZ91D的腐蚀形貌进行计算及分析。结果 在同一腐蚀时间,各状态AZ91D在模拟海水中出现更多的腐蚀区域,成膜铸态及半固态的腐蚀最早出现于膜层组织的裂纹处。在电化学实验中,随着电解液NaCl质量分数升高至3.5%,未成膜铸态及半固态的腐蚀电位分别从–1.4111 V和–1.4323 V下降为–1.5066 V和–1.5089 V,电流密度分别从6.270×10^–10 A/m²和9.847×10^–10 A/m²上升为4.863×10^–9 A/m²和 8.396×10^–9 A/m²;成膜铸态及半固态的腐蚀电位分别从–1.3884 V和–1.3430 V下降为–1.4856 V和–1.4331 V,电流密度分别从5.854×10^–10 A/m²和8.592×10^–10 A/m²下降为2.050×10^–11 A/m²和1.189×10^–11 A/m²。结论 在分形计算中,随着腐蚀液浓度或腐蚀时间的上升,铸态及半固态AZ91D的腐蚀倾向和腐蚀速率提高;膜层的腐蚀倾向提高,腐蚀速率降低。同时,各状态AZ91D的分形维数DH随腐蚀程度的增加而增大,Δa值随腐蚀均匀性的降低而增大。