初始晶粒尺寸对大应变轧制AZ31镁合金板材显微组织和力学性能的影响

对自行熔炼制备的AZ31镁合金铸锭进行挤压并在350℃进行不同时间的退火处理,以得到具有不同初始晶粒尺寸的板材,然后对其在40%和80%的压下量下进行轧制,研究了初始晶粒尺寸对轧后板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:经大应变轧制(压下量80%)后,合金组织得到明显细化,孪生诱发动态再结晶和旋转动态再结晶是大应变轧制过程中主要的再结晶机制;随着初始晶粒尺寸的增大,晶粒转动作用受到抑制,孪生作用增强,孪生诱发动态再结晶成为再结晶的主导机制,从而获得了均匀的再结晶组织和优异的力学性能;当压下量为80%时,初始大尺寸晶粒板材的平均晶粒尺寸为5μm,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为311.3 MPa,206.8MPa和28.3%。     

AZ31镁合金板材缺口敏感性的研究

研究了AZ31镁合金板材的缺口敏感性。未开缺口冲击试样的冲击韧性为50J/cm2左右,而缺口深度D=0.1mm的冲击试样,其冲击韧性仅为15.95J/cm2。随着缺口深度的增加(从D=0.1mm到D=2.0mm),AZ31镁合金的冲击韧性大幅度下降,最低值为7.44J/cm2;考虑到缺口应力集中对冲击韧性的影响,用有限元模拟计算应力集中系数,对冲击韧性进行修正,修正后的冲击韧性随缺口深度的增加呈上升趋势,这也说明了镁合金对缺口具有强烈的敏感性。     

AZ31镁合金热轧制工艺及数值模拟研究

针对AZ31镁合金平板的轧制过程进行试验研究,通过控制温度及不同道次的压下率等工艺条件,最终将36mm厚的镁合金铸锭,压制成厚度为1mm的板材.同时运用MSC.Marc软件,采用显式弹塑性有限元法对AZ31镁合金平板的轧制过程进行热-机耦合三维数值模拟.对轧件在轧制过程的金属流动、温度、应力及应变分布等特点进行分析,并与实际试验结果进行对比,验证了模拟结果的准确性.     

大压下量限宽轧制AZ31镁合金板材的边裂行为及强化机制

AZ31镁合金板在航空、航天、汽车、电子、武器等轻量化领域具有广阔的应用前景,但其塑性成形能力较差,无法承受单道次大压下量轧制变形,且易产生边裂.对AZ31镁合金板分别进行传统轧制和限宽轧制,结果表明,采用限宽轧制时,镁合金板材的单道次实际压下量最高可达50％,双向压缩应力状态可有效抑制边裂产生,裂纹长度在2mm以内;...     

高应变速率轧制AZ31镁合金的组织及微裂纹演变

对铸态AZ31镁合金进行预热温度为300～450℃、轧辊线速度为828 mm·s-1、单道次压下量为10％～80％的高应变速率(3.6～10.4 s-1)轧制,研究轧制过程中镁合金的显微组织及微裂纹演变机制.结果表明:孪生是变形初期主要的变形机制,孪晶的数量在变形初期迅速增加;随着压下量的增加,镁合金发生再结晶,孪晶数量增长趋势变缓;随着预热温度的升高,镁合金组织中的孪晶密度整体呈下降趋势;镁合金的再结晶方式以孪生诱导再结晶和晶界弓出再结晶为主,孪生、再结晶和微裂纹存在竞争关系;细晶区的裂纹由孔洞形成、长大和合并引起;孪生会诱发微裂纹,同时大量孪晶的产生又有利于抑制裂纹的扩展.     

Al-4B中间合金对AZ31镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响

通过KBF4与熔融铝反应制备了Al-4B中间合金,研究了不同质量分数(0％～2.0％)Al-4B中间合金作为孕育剂对AZ31镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响.结果表明:Al-4B中间合金由AlB2和α-Al相组成;Al-4B中间合金的添加可以明显细化AZ31镁合金的晶粒,提高晶粒尺寸的均匀性,降低孔隙率,Al-4B中间合...     

变形镁合金AZ31的研究进展

综述了国内外AZ31镁合金的研究进展.分别介绍了AZ31镁合金组织、力学性能及变形行为研究现状,讨论了合金元素对AZ31镁合金的影响,并对变形镁合金AZ31耐蚀性的相关研究进行了总结.最后对AZ31镁合金的发展前景进行了分析.     

冲击载荷下AZ31镁合金的变形行为和组织演变

利用Hopkinson压杆试验机和限位环限制技术,并通过显微组织观察等研究了AZ31镁合金在动态冲击下的变形行为和组织演变,最后分析了AZ31镁合金的塑性变形机制。结果表明:在1 524~2 024s-1的应变速率范围内,AZ31镁合金的流变应力随着应变的增大而逐渐增大,表现出明显的应变强化效应;随着塑性变形的增加,AZ31镁合金塑性变形机制依次为滑移+孪生、晶粒细化、变形局部化;剪切带内的温升约为241K,达到了孪生动态再结晶的形核温度;晶粒内部的滑移和孪晶转动是剪切带内晶粒细化的主要机制,短暂的温升促进了剪切带内晶粒的细化。     

等径角轧制ZK60镁合金板材的组织与性能

对采用等径角轧制工艺（ECAR）制备的ZK60镁合金板材研究发现,与直接轧制的板材相比,等径角轧制板材的晶粒取向由（0002）基面取向演化为非基面取向,经等径角轧制后,板材晶粒没有得到细化,同时形成了大量的平行排列的细密孪晶,强度明显提高。与1个道次直接轧制的板材相比,1个道次等径角轧制的板材其抗拉强度由271．7Mea增大到328．3MPa,但伸长率由25．5％降低至8．5％。     

AZ31B镁合金板材旋压成形工艺研究

采用摩擦旋压成形工艺,研究了AZ31B挤压板材供应态试样在不预热的条件下直接进行旋压成形的可行性。结果表明,摩擦升温效应能迅速将坯料温度提高到200～450℃,从而提高镁合金板料的塑性变形能力,可旋压成形出最小直径为31.5mm、高度为9.22mm的镁合金碟形件。实验发现旋压成形的旋轮轴向进给量、旋轮运动轨迹、坯料旋转速度和润滑剂等对镁合金板材的旋压成形有较大的影响。当旋轮采用梳形运动轨迹、轴向进给量为0.22mm、坯料转速ω=900r/min时,采用MoS2钙基脂润滑,可获得较好的旋压成形效果。     

AZ31B镁合金超声滚压表层力学性能的纳米压痕测试

超声滚压可以使镁合金表面纳米化,从而影响表层的力学性能。研究多道次超声滚压AZ31B镁合金表层力学性能,可以为镁合金超声滚压仿真分析提供依据。本文通过车削和多道次超声滚压对AZ31B镁合金棒进行表面处理,采用白光干涉ZeGageTM Plus光学轮廓仪对车削和超声滚压后试样的表面形貌进行观测,通过纳米压痕仪测定试样表层的纳米硬度和弹性模量,并获得载荷-位移曲线。结果表明,经3道次超声滚压加工后,AZ31B镁合金表面粗糙度由车削后的0.568um降低至0.192um,下降了66.2%;相同的加载方式下,越接近超声滚压表面,纳米压痕深度越浅;在距离表面300μm深度内,纳米硬度得到明显提升,且越接近超声滚压表面,纳米硬度越大;在距离表面200μm深度内,弹性模量明显增大,说明3道次超声滚压对AZ31B镁合金表层纳米力学性能的显著影响层深度达到200μm。多道次超声滚压提高了材料表层的纳米硬度和弹性模量,起到了表面强化的作用。     

异步轧制工艺参数对MB1镁合金板材组织和性能的影响

采用不同异速比(1.2~1.8)和轧制路径对MB1镁合金板材进行异步轧制,对轧制得到合金板材的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:开始随着异速比(<1.6)的增大,MB1镁合金板材的显微组织逐渐细化,孪晶数量不断减少,抗拉强度和伸长率增大;当异速比为1.6时,合金的晶粒最均匀细小,平均尺寸约为20μm,且几乎没有孪晶,抗拉强度为235 MPa,伸长率达到23%;再进一步增大异速比,合金的力学性能又有所下降;按不同路径进行轧制,合金的晶粒逐步细化、均匀,孪晶依次减少,板材的伸长率按路径A,B,C,D的顺序逐步升高,强度逐步降低。     

AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变

研究了热处理对AZ31镁合金轧制板材显微组织、室温力学性能和成形性能的影响。热处理温度在300～350℃范围时,显微组织观察表明,热处理后孪晶消失、组织逐渐趋于均匀化、平均晶粒尺寸变小;力学性能和胀形性能测试结果表明,板材的屈服强度明显降低、抗拉强度略有下降、屈强比降低、伸长率提高,杯突值提高。在350℃、15 min空冷处理后,AZ31镁合金板材的综合性能最好。     

等径角轧制AM60镁合金板材的显微组织与力学性能

采用等径角札制工艺制备了AM60镁合金板材,并对札制前后板材的显微组织与力学性能进行了对比.结果表明:经过等径角札制后,板材晶拉取向由轧制前的(0002)基面取向演化为非基面取向,晶粒细化并有大量细密孪晶出现;板材强度明显提高,抗拉强度由札制前的222MPa增大到 372MPa,屈服强度由156MPa增大到260MPa,断后伸长率略有增加.     

纳米晶AZ31镁合金粉末制备的研究

研究了AZ31镁合金粉末在氢化一脱氢过程中的组织结构与粉末形貌演变规律,在350℃的条件下进行真空脱氢处理,MgHz转变为Mg,获得晶粒尺寸约为40nm的纳米晶镁合金粉末。     

Microstructure Evolutions during the Hot Extrusion Process of AZ 31B Magnesium Alloy

The hot bulk deformation processes (such as extrusion, forging and rolling) are efficient ways to produce fine microstmcture. The effects of extrusion parameters on the evolved microstructure of directly extruded AZ 31B magnesium alloy were investigated. Extrusion processes were carried out at five different combinations with ram speed ranging from 2 to 8 mm·s-1 and billet temperature ranging from 350 to 450 ℃. The experimental results show that the peak extrusion force decreases with increase in billet temperature and decreases in ram speed. During all the extrusion the profile temperature and die temperature rise continuously. Small particles of secondary phase (β-Mg17A112) are uniformly distributed near the edge of the extruded profiles whereas their distribution is nonuniform in the centre of the extrudates. The size of secondary phase particles present in the central region of the specimens was found to increase with billet temperature and extrusion speed. All the specimens showed mixed microstructure-In the central region of the specimen, low volume fraction of dynamically recrystallized fine grains presented at the grain boundaries of original coarse grains; but near the edge region, the microstructure consisted nearly equiaxed free reerystallized grains.     

搅拌摩擦加工次数对AZ91D镁合金组织的影响

研究了搅拌摩擦加工(FSP)次数对AZ91D镁合金组织的影响.结果表明:加工次数对搅拌摩擦区晶粒大小影响不大;但加工次数多可增加搅拌摩擦区组织的面积,并使组织均匀化;使热机械影响区组织向搅拌摩擦区组织发生转变;增大轴肩下压区细晶组织面积,进一步细化轴肩下压区的晶粒.