AZ91镁合金模拟累积叠轧过程中组织演化行为

采用Gleeble-3500热/力动态模拟试验机研究了AZ91镁合金在变形温度为250～400℃、应变速率为10-3～1 s-1条件下的热压缩变形行为。并在此基础上,采用Gleeble-3500模拟累积叠轧焊轧制方法,对其在累积叠轧焊(ARB)过程中的组织演变和晶粒细化的机制进行了研究。结果表明:AZ91镁合金在热压缩变形过程中,适宜的变形工艺为变形温度350～400℃、应变速率10-3～10-2 s-1。AZ91镁合金在变形温度350℃、应变速率0.01 s-1和变形量80%为工艺条件的累积叠轧焊过程中,晶粒在第一次轧制过程中明显细化,其机制发生了动态再结晶,在随后的叠轧过程中,晶粒细化程度有限,但组织均匀程度增加。     

Mg-Gd-Y-Mn耐热镁合金的压缩变形行为研究

采用Gleeble-1500热模拟机对Mg-Gd-Y-Mn稀土镁合金在温度为300～500℃、应变速率为0.001～1.0s-1、最大变形程度为60%的条件下,进行恒应变速率高温压缩模拟实验研究.分析了实验合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化,计算了表观激活能及相应的应力指数,为选择这种合金的热变形加工条件提供了实验依据.结果表明:合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率条件下,合金的真应力水平随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算得出的表观激活能和应力指数分别为200kJ·mol-1和5.1.根据实验分析,合金的热加工宜在400～500℃温度范围内进行.     

铸轧AZ31镁合金热模拟的微观组织研究

用Geeble1500热模拟实验机模拟不同始轧温度、冷却强度以及变形量和应变速率下AZ31合金的铸轧行为.结果显示:AZ31镁合金铸轧组织对应变速率和变形量均具有较强的敏感性.当ε由0.005s-1增到0.1s-1时,铸轧组织的晶粒逐渐变小,同时晶界析出物减少.变形量ε由20%增加到50%时,晶粒组织细化明显.试验得出了AZ31镁合金连续铸轧工艺的边界工艺条件,在此条件下,获得铸轧板的力学性能如下:70 HV0.5,σb为210-240 MPa,σ0.2为180-200MPa,δ为3%-6%.     

Mg-Gd-Y-Zr耐热镁合金的压缩变形行为

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-Gd-Y-Zr稀土镁合金在温度为300～500℃、应变速率为0.000 1～1.0 s-1、最大变形程度为50%的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟实验研究,分析了实验合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化,计算了塑性变形表观激活能及相应的应力指数,为选择这种合金的热变形加工条件提供实验依据.结果表明:合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,在恒应变速率条件下,合金的真应力水平随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算得出的塑性变形表观激活能和应力指数分别为260 kJ/mol和5.6.根据实验分析,合金的热加工宜在400～500℃温度范围内进行.     

挤压态AZ80镁合金的热变形行为

通过热压缩实验,研究挤压态AZ80镁合金在变形温度为250-450℃,应变速率为0.001-10 s-1条件下的热变形行为。采用经过温升修正的流变应力计算该合金的Zener-Hollomon参数（Z参数）。结果表明,挤压态AZ80镁合金适宜的变形条件为应变速率0.1 s-1、变形温度350-400℃。另外,讨论了显微组织演化与Z参数之间的关系。在高温及低应变速率（低Z参数）时,合金发生了完全再结晶并产生了大的再结晶晶粒。综合考虑加工图和显微组织,变形温度400℃、应变速率0.1 s-1是合金适宜的热变形条件。     

粗晶Mg-6.8Gd-4.5Y-1.1Nd-0.5Zr合金高温变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机研究粗晶Mg-6.8Gd-4.5Y-1.1Nd-0.5Zr镁合金在温度为623～803 K、应变速率为0.005～5 s-1条件下的高温变形行为。结果表明:流动应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,在高温变形初始阶段,流动应力随应变的增加迅速增加,当应变超过一定值后,流变应力开始下降并逐渐趋于稳定,出现稳态流动特征;基于Arrhenius方程建立Mg-6.8Gd-4.5Y-1.1Nd-0.5Zr合金高温流变应力本构模型;在723 K、应变速率0.05 s-1条件下,显微组织出现大晶粒被细小晶粒包围的"项链"组织特征,局部晶粒交结处出现微裂纹与孔洞;根据实验结果,合金的热加工宜在773 K左右进行。     

Mg-Nd-Zn-Zr稀土镁合金的热变形行为

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-Nd-Zn-Zr稀土镁合金在温度为250～450.℃、应变速率为0.002～0.100.s-1、最大变形程度为60%的条件下, 进行高温压缩模拟实验研究. 分析了实验合金在高温变形时的流变应力和应变速率及变形温度之间的关系, 计算了变形激活能和应力指数, 并研究了在热压缩过程中组织的变化, 为确定该稀土镁合金的挤压温度提供了实验依据. 结果表明: 合金的峰值流变应力随应变速率的增大而增加, 随温度的升高而降低; 合金的变形激活能在300～400.℃内变化不大, 而在400～450.℃时增加很大; 根据实验分析认为该稀土镁合金挤压温度定在350～400.℃左右为宜; 在350.℃左右顺利挤出的实验合金有很好的力学性能: σb=275.5.MPa, δ=13.5%.     

铸态Mg-7Gd-5Y-1．2Nd—Zr镁合金热变形行为研究

针对Mg-7Gd-5Y-1.2Nd-Zr镁合金,研究了其铸态显微组织以及在Gleeble-1500D热模拟机上单向压缩的力学行为,其应变速率为2×10-3～1 s-1,变形温度为573～723 K,压下量为60%.铸态Mg-7Gd-5Y-1.2Nd-Zr合金组织由α-Mg基体和网状的共晶构成;变形温度和应变速率对合金的峰值应力有明显的影响,在相同变形温度条件下,峰值应力随应变速率的增加而升高;在相同的应变速率条件下,峰值应力随变形温度的升高而降低;高温条件下的共晶组织的软化也是合金变形抗力下降的重要原因;应变速率为10-1 s-1 时,合金不连续动态再结晶最为明显,合金易于失效;同时计算出了平均热变形激活能Q为243.5 kJ/mol和应力指数n为4.197 2,分析得出变形激活能直接受到变形温度的影响,间接受到应变速率的影响.     

Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金成形性能研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对AZ31B-0.8Nd稀土镁合金在应变速率为0.01～1s-1,温度为300～450℃,最大变形量约为70%的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟实验,研究了实验合金在高温变形时的流变应力与应变速率及变形温度之间的关系和组织变化。结果表明:合金的流变应力随应变速率的增大而增加,随应变温度的升高而减小;在应变速率和变形温度相同时,挤压态试样的流变应力明显低于铸态试样的流变应力,压缩变形量对应力应变关系的影响很小。探明了镁合金变形软化的主要机制是动态再结晶。根据实验分析,合金的热加工宜在400～450℃温度范围内进行,并且挤压态较铸态更易热挤压成型,更有助于晶粒细化。     

铸态AZ61镁合金热压缩变形组织变化

利用Gleeble-1500对铸态AZ61镁合金在变形温度200~500℃,应变速率0.001~1s-1的条件下进行压缩变形;利用显微结构分析和硬度测试等研究不同变形条件下AZ61镁合金的组织和性能,引用Z值(Zener-Hollomon系数)研究温度和应变速率对AZ61镁合金组织的影响,建立再结晶晶粒尺寸与Z值之间的关系。结果表明:铸态AZ61镁合金在热变形时表现出动态再结晶特征,随温度上升,再结晶容易发生且峰值应力降低,再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大;随应变速率上升,峰值应力增大且峰值应力对应的应变量增大,再结晶晶粒尺寸减小;硬度大小的变化也与动态再结晶密切相关。     

镁合金材料的发展与研究

比较系统地介绍了镁合金的发展历史和变形镁合金的发展，分析了镁合金组织的细化方法和发展状况、镁合金所面临的问题及解决措施。     

New development of anodizing process of magnesium alloys

Magnesium alloy, a kind of environment-friendly material with promising and excellent properties, is a good choice for a number of applications. The research and development of anodizing on magnesium alloys and its application situation are reviewed, and the anodizing development trend on magnesium alloys is summarized.     

Creep properties and controlled creep mechanism of as-cast Mg-5Zn-2.5Er alloy

The creep behaviors of as-cast Mg-5Zn-2.5Er alloy(mass fraction,%) ,under various applied stresses(50-70 MPa) and creep temperatures(150-200℃) for 100 h,were investigated.The stress exponent n is in the range of 1.5-5.8,and the activation energy Qc is in the range of 28.3-77.1 kJ/mol.With respect to the calculated n and Qc as well as the microstructures after creep,it is suggested that there is a transition region between grain boundary sliding(GBS) dominated creep to dislocation creep mechanism(from n3 to n3) ,arising in the steady-stage creep rate value of 2.89×10-9 s-1.     

铸态和挤压变形态Mg-Zn-Al-Re镁合金的室温和高温力学性能

采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、拉伸力学性能测试等手段比较分析了铸态和挤压变形态Mg-7Zn-3Al-0～0.7Re(质量分数,%)镁合金的室温和高温力学性能,探讨了稀土和变形加工对合金强度和塑性的影响规律。结果表明,适量稀土Er可以显著提高铸态Mg-Zn-Al合金的高温塑性,而稀土含量对合金室温力学性能和高温屈服强度影响不明显;挤压变形过程中动态弥散析出纳米级的球形析出相,显著提高Mg-Zn-Al-Er合金的高温力学性能,其200℃下的屈服强度和延伸率分别较铸态提高了105%和120%,断口显示其断裂方式呈明显的韧性断裂特征。     

镁合金的生产及应用

主要介绍了镁及镁合金的性能及在汽车、电子等工业中的应用，并讨论了镁合金的铸造技术及发展。     

国内外镁合金材料专利的分析

调研了近10年来有关镁合金材料的德温特专利,分析了在高强度、耐热、耐蚀、阻燃、抗蠕变镁合金方面所取得的专利科研成果。从专利内容、专利申请国家,申请公司和申请时间分布等方面,对镁合金材料的专利情况进行了全面分析。     

活性剂MATB-I铺设量对镁合金焊接的影响(Ⅰ)

从焊缝成形质量、熔深、合金元素对焊缝作用角度,选择活性剂组元,设计活性剂MATB-I配方,研究焊接电弧形态、焊缝成形和焊接接头金相组织。研究表明:随着活性剂铺设量增加,电弧能量密度迅速增大,电弧收缩力迅速增强,电弧体积扩展,焊缝表面质量逐渐变差,熔宽逐渐增加,焊缝熔深明显增加,最大熔深大于6.30 mm;焊接接头各区晶粒体积和均匀度不一,与焊接外部因素(母材供货质量、焊接输入热量和冷却速度)和内部因素(不规则晶粒储能、晶粒变为球状时释放能量、液态金属结晶形核和晶粒长大速度等)有关。     

合金元素对镁及镁合金腐蚀性能影响

由元素的化学电化学等多项参数论述了元素在镁及镁合金中的腐蚀特点,并对镁及其合金在不同环境、介质中的腐蚀数据进行了分析,为镁及镁合金进行合金化强化力学性能的同时提供相关元素腐蚀方面的依据。     

触变成形AZ91D镁合金腐蚀过程中表面合金元素浓度变化分析

通过EPMA-1600电子探针对触变成形AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液腐蚀过程中表面主要合金元素浓度变化进行跟踪分析.结果表明：表面合金元素浓度的变化与合金元素所处的区域有关,在整个腐蚀表面上,Mg浓度随腐蚀的进行而降低,Al浓度升高;其中,原液相区Al浓度升高幅度最大.这是因为在β相（Mg17Al12）表面析出H2的扰动破坏了共晶α相表面腐蚀产物成膜的稳定性,使得共晶α相因无法得到腐蚀产物膜的保护继续腐蚀;Zn主要以固溶方式随β相凝固,作为腐蚀电池的阴极,在腐蚀过程中浓度基本不变化.     

触变成形AZ91D镁合金腐蚀过程中表面合金元素浓度变化分析

通过EPMA-1600电子探针对触变成形AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液腐蚀过程中表面主要合金元素浓度变化进行跟踪分析。结果表明:表面合金元素浓度的变化与合金元素所处的区域有关,在整个腐蚀表面上,Mg浓度随腐蚀的进行而降低,Al浓度升高;其中,原液相区Al浓度升高幅度最大。这是因为在β相(Mg17Al12)表面析出H2的扰动破坏了共晶α相表面腐蚀产物成膜的稳定性,使得共晶α相因无法得到腐蚀产物膜的保护继续腐蚀;Zn主要以固溶方式随β相凝固,作为腐蚀电池的阴极,在腐蚀过程中浓度基本不变化。