循环扩-挤变形AZ80镁合金组织与性能研究

通过循环扩挤(CEEOP)变形方法对100mm×50mm×170mm的 AZ80镁合金块状材料进行挤压加工,借助计算机模拟仿真、组织观察、拉伸试验、硬度测试等手段研究了1～4道次CEEOP变形对AZ80镁合金等效应变、显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着CEEOP挤压道次的增加,晶粒的尺寸越来越小且分布均匀,1道次后晶粒尺寸可以从200μm左右细化到6μm,4道次后晶粒尺寸细化到1.5μm左右,整体分布均匀呈等轴晶晶粒,晶粒细化的机制是晶粒的机械破碎和动态再结晶,2道次以后晶粒细化效果不太明显。力学性能较均匀化退火态有了大幅度的提升,1道次硬度从均匀化退火态的61.5HB提升到了83.07HB,4道次达到86.27HB,抗拉强度与屈服强度分别从均匀化退火态的230.9MPa和115MPa提升到了262.7MPa和155MPa,四道次可以达到294MPa和170MPa,通过对比ECAP变形试样的组织与力学性能数据,在相同的变形温度与累积应变下,CEEOP变形方法比ECAP变形能够更好地细化晶粒和提高材料的抗拉强度和屈服强度。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

AZ31镁合金等通道挤压组织性能的研究

研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果,采用自制的90°模具,在四种路径下(A、Ba、Bc、C)对材料进行ECAP变形后的微观组织和力学性能进行分析。结果表明,每挤压一次试样沿相同方向旋转90°的挤压路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,力学性能发生改变,当挤压到4道次,平均晶粒尺寸由原来的70μm细化为6μm,抗拉强度从307.1 MPa变为268.1 MPa,伸长率达到45%。拉伸断口韧窝数量增多。     

等通道转角挤压镁合金的微观组织和力学性能

采用自制的90°模具,分析不同的ECAP挤压路径对AZ31镁合金变形后的微观组织和力学性能的影响;对挤压后的试样进行显微组织观察、硬度测试,研究等通道挤压工艺(ECAP)对AZ31镁合金的晶粒细化效果.结果表明:Bc路径晶粒细化效果较好,随着挤压道次增加,晶粒发生细化,7道次后晶粒尺寸由原来的70μm细化到4.8μm左右;硬度值随道次增加显著提高,3道次后达到最大值90.81MPa,之后随道次增加,硬度略有下降,趋于稳定.     

热挤压AZ80镁合金管材的组织与力学性能

对AZ80镁合金管材的挤压工艺进行研究,对挤压前后材料的组织与力学性能进行分析。结果表明,经过热挤压后,镁合金的晶粒细化,力学性能有较大提高。晶粒尺寸由挤压前铸态的28μm细化到挤压后的4μm,抗拉强度由162 MPa提高到265 MPa,屈服强度由74 MPa提高到180 MPa,伸长率由4%提高到14%。随着挤压比的增加,晶粒细化明显,伸长率和屈服强度增加。对于挤压AZ80镁合金管材,合理的挤压工艺参数：挤压比为18.2,坯料温度为390℃,模具预热温度为360℃,挤压速度为1 mm/s,凹模锥半角为60°-70°。     

等通道转角挤压对Mg-6Zn合金显微组织和力学性能的影响

利用等通道转角挤压(ECAP)技术,在200℃对Mg-6Zn合金进行了不同道次的挤压。结果表明,经ECAP挤压后合金显微组织明显细化、均匀化,平均晶粒尺寸由15μm减小到3μm;ECAP过程中粗大的块状共晶相变形破碎、细化,并在周围诱发新相析出。通过XRD分析发现析出相主要是Mg_4Zn_7和MgZn_2。经过2道次ECAP挤压后,Mg-6Zn合金的抗拉强度可达275 MPa,屈服强度达到245 MPa,伸长率为24%。当ECAP道次增加到4道次和6道次后,强度反而下降。     

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%。     

纯镁室温包套等通道转角挤压的组织和力学性能

在室温下对预先(200±5)℃×3 h退火的Ф8 mm×75 mm的铸态纯镁圆棒试样进行了包套等通道转角挤压(ECAP)试验,研究了挤压道次对组织和力学性能的影响。结果表明:室温4道次ECAP挤压后,试样的晶粒细化到小于6μm;增加挤压道次会使基面织构强度降低;室温ECAP使纯镁的力学性能显著提高,抗拉强度由铸态的33 MPa增加到121 MPa,伸长率则略微下降。     

AZ31镁合金小直径薄壁管拉拔工艺及性能研究

实验研究了多道次拉拔过程中拉拔速度、拉拔变形量对AZ31镁合金小直径薄壁管材组织和性能的影响。研究结果表明,温度为300℃、拉拔速度为0.30 mm·s-1时,管材壁厚减薄均匀,可以保证镁合金管材的拉拔顺利进行。多道次拉拔可以成功制备Φ4 mm×0.2 mm的AZ31镁合金小直径薄壁管材。且随着累计变形程度的增加,镁合金的晶粒显著细化,当累积变形量达到95.4%时,平均晶粒尺寸从开始的22μm减小到8μm左右。最终小直径薄壁镁合金管材的抗拉强度达到了247.3 MPa,相应的伸长率为16.8%。     

AZ31镁合金板材双向循环弯曲的孪晶组织及织构

采用等温双向循环弯曲工艺(bidirectional cyclic bending technology,BCBT)改善了AZ31镁合金板材的微观组织、织构和力学性能。循环弯曲变形能够产生压缩变形与拉伸变形的交替变化,使镁合金材料发生压缩变形→孪晶组织形成→发生动态再结晶→孪晶消失→晶粒细化的组织演变过程,形成分布均匀的细小的晶粒组织,改善了镁合金材料性能。AZ31镁合金板材在变形温度为483 K时经过3个道次的等温双向循环弯曲变形后,基面织构得到明显弱化,织构强度由原始9.59降低到变形后3.54,平均晶粒尺寸为12.2μm。在变形温度443 K,经过1个道次变形后,AZ31镁合金板材的抗拉强度为325 MPa,屈服强度为225 MPa。与原始坯料力能参数相比,抗拉强度提高了19%,屈服强度提高了28%。当变形温度483 K循环变形3道次时,材料的伸长率为17.1%,比原始材料提高了42%。     

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。     

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。     

Mg-Cd-Nd-Zn-Zr合金的组织与力学性能研究

通过显微组织观察和力学性能测试等手段研究了Mg-Cd-Nd-Za-Zr合金的组织和力学性能.结果表明:Cd和Nd能细化镁合金晶粒,铸态平均晶粒尺寸细化到35 μm左右.挤压态平均晶粒尺寸细化到约10 μm;Mg-Cd-Nd-Zn-Zr镁合金经挤压变形后综合力学性能提高,抗拉强度和屈服强度分别提高到334和330 MPa,伸长率达到15%.     

退火温度对大变形热轧AZ31镁合金板材力学性能的影响

采用热挤压态AZ31变形镁合金板坯,研究了退火温度对大变形热轧AZ31变形镁合金板材力学性能的影响.结果表明:随着退火温度的升高,变形镁合金板材的抗拉强度和屈服强度减小,伸长率呈线性增加趋势,硬度和杯突值均降低.变形镁合金板材的力学性能与其晶粒尺寸和组织均匀性密切相关.     

AZ31镁合金二次变形研究

通过对AZ31镁合金铸棒在不同变形参数下进行一次变形和二次变形,并对其组织演变过程和力学性能进行分析讨论。结果表明,经过二次变形,可以显著细化合金的晶粒,其尺寸可由原100μm减少到3μm;二次变形后镁合金的抗拉强度可达390MPa,相对于原始铸态提高约一倍,且延伸率超过10%。     

循环扩挤工艺挤压AZ80镁合金的微观组织与力学性能

采用循环扩挤(cyclic expansion-extrusion,CEE)变形工艺挤压AZ80镁合金并借助金相组织观察、拉伸性能测试和EBSD研究了多道次挤压对该合金的组织与性能影响。结果表明:AZ80镁合金经过CEE变形后,晶粒的尺寸随着挤压道次的增加而减小,4道次挤压后,晶粒尺寸细化至2μm,整体分布均匀且呈等轴晶,但是晶粒的细化程度并不是一直随挤压道次的增加而提高,2道次挤压后,随着挤压道次的增加,晶粒的细化程度减慢;镁合金CEE变形后的抗拉强度、屈服强度和伸长率均随挤压道次的增加而不断提高;CEE变形的细化机制是连续动态再结晶。     

晶粒分布对AZ80镁合金室温力学性能的影响

采用高温等通道转角挤压（ECAP）方法制备了多类型AZ80变形镁合金,通过金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）等分析了镁合金的微观组织特征,研究了晶粒分布特征对镁合金室温力学性能的影响,探究了双峰组织的强化机制。结果表明,A型双峰组织镁合金的平均晶粒尺寸约为80μm,其室温屈服强度与抗拉强度分别为226.1、454.3 MPa,伸长率为17.5%,均高于平均晶粒尺寸约为4μm的细晶镁合金的屈服强度（215.4 MPa）、抗拉强度（438.0 MPa）和伸长率（14.0%）。另外,A型双峰组织的强化效果优于B型双峰组织,细晶强化效果介于B型双峰组织与均匀细晶组织;B型双峰组织过度的晶粒细化会破坏双峰组织的强化作用。     

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。     

变形、时效对AZ80镁合金组织性能的影响

研究了变形、时效对AZ80镁合金组织性能的影响.铸态AZ80镁合金经470℃×8h固溶处理,然后在400℃条件下进行不同变形量的热轧变形,变形后的部分镁合金进行170℃×16 h时效处理.结果表明,随着变形量的增加晶粒得到细化,当变形量达到80％时,晶粒尺寸由铸态的105 μ.m细化到3 μm,此时抗拉强度达到282.49 MPa;合金的伸长率先增加后减小,变形量为50％时伸长率达到最大,为24.21％;屈服强度先降低后增加.     

双向双通道变通径挤压AZ31镁合金的显微组织及变形行为

在不同温度下,采用双向双通道变通径挤压(DDE)对AZ31镁合金进行挤压,研究该工艺对其组织、力学性能、拉压不对称性和断裂行为的影响。结果表明:与均匀态AZ31镁合金相比,挤压后所得试样的晶粒显著细化,力学性能和拉压不对称性得到改善;与采用等通道角挤压工艺多道次挤压试样的力学性能相比,该工艺具有一定的优势。此外,随着挤压温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,显微硬度、抗拉强度和压缩率逐渐降低。从250℃到450℃,晶粒尺寸从6μm增大到26μm,硬度值(HV)从67降低到56,抗压强度从400MPa降低到343MPa,压缩率从14.8%降低到9.7%。均匀态AZ31和挤压态AZ31的压缩断口均为穿晶断裂,前者断裂机理为脆性解理断裂,后者为韧脆结合型准解理断裂。