挤压变形制备高强度镁合金的探索

调整AZ91镁合金中Al和Zn元素的成分,采用传统的熔炼工艺制成镁合金铸锭,再经过挤压变形制成试样。通过对试样的分析研究,探讨挤压加工对镁合金组织和力学性能的影响规律,以期试制出性能优越的高强度镁合金。     

热变形对AZ80镁合金组织性能的影响

对AZ80镁合金进行了平面应变等温压缩试验,并对压缩试样进行了时效处理。对不同变形条件下压缩试样的组织与力学性能进行了分析,并对压缩试样及压缩+时效处理试样的组织性能进行了比较。结果表明,AZ80镁合金通过热变形,其抗拉强度均有不同程度的提高。时效处理对压缩试样的性能影响不大,主要是由于压缩后试样在水冷过程中,析出部分第二相起到了弥散强化效果。在本实验范围内,AZ80镁合金在低温区结合大的变形量进行压缩变形后水冷,可获得较高的抗拉强度。     

Mg-6.42Al-3.22Sn镁合金轧制后的显微组织与力学性能

为了改善镁合金单道次大压下量轧制变形能力，提高轧制效率，采用扫描电镜和拉伸试验机等手段研究了不同变形量下单衬板轧制和双衬板轧制Mg-6.42Al-3.22Sn镁合金的显微组织和力学性能变化。结果表明，单衬板轧制镁合金试样的下表面裂纹状态优于上表面，轧制温度为400℃时镁合金试样上下表面未见裂纹，而双衬板轧制镁合金在轧制温度为350℃及以上时都未见明显裂纹。单衬板轧制和双衬板轧制镁合金试样的平均晶粒尺寸和第二相颗粒尺寸都随着变形量增加而减小。在相同变形量下，单衬板轧制和双衬板轧制镁合金的屈服强度和抗拉强度相当，且双衬板轧制镁合金的断后伸长率和应变硬化指数高于后者，更有利于后续加工变形，这主要与双衬板轧制有助于将镁合金试样上下表面的剪切应变转变为压应变，更有利于抑制裂纹扩展和具有更高的抵抗均匀塑性变形的能力有关。     

变形条件对MB15镁合金组织性能及其超塑性的影响

采用自行设计的热模拟试样,研究变形条件对MB15镁合金力学性能及组织影响的规律,并对热压缩后的MB15镁合金试样超塑性性能进行了试验研究。研究结果表明,对于MB15镁合金,当变形温度为300℃、应变速率为5.0×10-3s-1、变形程度为80%时,MB15镁合金具有良好的综合力学性能;当变形温度为340℃、应变速率为5.56×10-3s-1时,延伸率可达到307.9%;当应变速率在5.56×10-4s-1~1.0×10-2s-1范围时,延伸率≥251.2%。     

预变形对锥台剪切变形镁合金组织与性能的影响

利用WDW3100电子万能试验机对铸态AZ31镁合金试样进行预压缩量0%和3%处理,并采用新型的锥台强剪切挤压变形方法将AZ31镁合金铸棒挤压成板材。通过金相显微镜、拉伸性能测试及断口扫描分析研究预压缩变形对锥台剪切变形镁合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明:3%预变形处理对铸态镁合金植入大量的孪晶组织,为后续动态再结晶提供充足的形核点,且镁合金在变形过程中受到剧烈强剪切变形,使得挤压成形板发生了充分的动态再结晶,晶粒细化至4.5μm。预压缩3%镁合金经锥台剪切变形后,伸长率高达23.6%,屈服强度和抗拉强度高达280.4 MPa和225.3 MPa。与预压缩0%的挤压镁合金相比,断裂伸长率提高幅度高达91%,屈服强度和抗拉强度略有降低。挤压温度对镁合金组织性能有重要的影响,预压缩3%的镁合金经290℃锥台剪切变形后,获得均匀细小的晶粒组织,具有优良的综合力学性能。     

钛合金颗粒增强镁基复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了20％Ti-6Al-4V颗粒增强MB15镁基复合材料的试样。按照阿基米得法检测了不同状态试样的密度，借助光镜和扫描电镜探索了挤压棒变形和组织的特点，并结合室温拉伸试验研究了热挤压变形对试样组织及力学性能的影响规律。结果表明：烧结态的密度较低，而热挤后的密度已接近理论值：挤压棒的变形和组织都不均匀：二次挤压可以进一步细化晶粒、提高复合材料的力学性能；Ti-6Al-4V颗粒可以用来强化镁合金，且其增强效果明显好于SiC陶瓷颗粒。     

高压扭转对挤压态ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响

对一定高径比的ZK60镁合金坯料进行高压扭转实验,分析扭转圈数对ZK60镁合金显微组织及力学性能的影响,对变形ZK60镁合金沿径向进行硬度测定,并进行拉伸实验和断口扫描,分析其硬度变化规律、力学性能变化原因及其断裂机理。研究结果表明:高压扭转能有效地细化ZK60镁合金的晶粒,提高力学性能,提高抗拉强度,增强塑性变形能力等;在规定的压力、转速条件下,增加模具转动圈数,对应区域的硬度也随之提高,但沿试样半径方向提高的幅度不一致,整体呈"V"字分布;同一高压扭转条件下,不同区域的硬度整体呈"碗"型分布;离试样中心点越远,硬度提高越显著,但变化不均匀。     

镁合金预变形时效处理工艺的研究现状

分析了预变形工艺对镁合金孪生行为的影响,论述了不同类型的镁合金在预变形时效处理工艺下的析出行为,阐明了该工艺下镁合金力学性能的变化规律及强化机制,并提出了通过变形工艺可以调控镁合金的析出行为,使镁合金的晶内组织向着有利于提升力学性能的结构发展,最后对预变形时效处理工艺未来的研究方向进行了展望。     

轧制温度对AZ91镁合金组织及性能的影响

研究了不同变形温度对AZ91铸态镁合金轧制成形能力、微观组织及力学性能的影响,对热轧过程中第二相的分布及边裂行为进行了分析。结果表明,变形温度对AZ91铸态镁合金轧制成形性能影响显著。350℃和450℃轧制时,试样边部及表面出现明显横向裂纹,变形温度为400℃时,可获得较前两者更均匀细小的轧制组织,轧制成形性能明显提高。轧制试样的室温拉伸性能指标呈现先增加后减小的趋势,在400℃时达到最大值,抗拉强度和伸长率分别达到289 MPa和10.4%。     

镁合金坐盆铸件显微组织与性能差异研究

针对某型轻量化镁合金座椅的坐盆铸件,设计了不同取样部位,并对本体试样进行显微组织观察与分析、力学性能测试和断口分析,发现铸件不同区域显微组织和力学性能的差异,对差异产生的原因进行分析与讨论。研究结果可为轻量化镁合金坐盆铸件提供结构设计及工艺优化的依据。     

医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题,因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题,在此基础上,考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。结合体内试验和体外试验,概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响,并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。     

锶合金化在镁合金中的作用

锶加入镁合金中可以提高合金的铸造性能;少量的锶加入到镁合金中,能够细化镁合金的组织,提高镁合金的室温力学性能;锶对不同系列镁合金力学性能的影响不尽相同;锶合金化可以改善镁合金的高温力学性能以及蠕变性能.锶是提高镁合金耐蚀性的有效合金元素,含锶镁合金有望成为新型的轻质耐高温材料.     

医用镁合金微弧氧化涂层制备及降解行为研究进展

近年来，镁合金作为“可降解医用金属材料”越来越受到研究人员的青睐。然而，镁合金的腐蚀降解较快导致的力学衰减显著、材料与骨愈合的适配性减弱是当前限制其临床应用的瓶颈性问题。微弧氧化作为一种有效的减缓镁合金降解速率措施，具有工艺简单、成膜效率高、膜层整体综合性能优异等优点，实现了降解速度可调控与改善生物相容性双重功能。本文主要从微弧氧化（MAO）涂层形成机制及膜层降解机理出发，综述了生物医用镁合金微弧氧化涂层研究进展；详细阐述了微弧氧化涂层镁合金的膜层形成/破裂机制；系统地归纳了微弧氧化工艺参数和涂层降解性能、生物相容性的本质联系；揭示了自封孔型氧化膜的生长机制、封孔物质的沉积过程及其保留在微孔内的原因；概述了复合表面处理技术的膜层物相特征及仿生溶液环境下降解行为规律。最后，展望了医用镁合金微弧氧化涂层的未来发展方向。     

镁合金焊接接头的力学性能

随着镬合金应用的日益广泛，其焊接接头的力学性能也受到人们的重视。介绍和分析了采用不同焊接方法时焊接接头的力学性能。并提出一些看法，对镬合金焊接接头力学性能的研究有一定促进作用。     

医用多孔镁基合金材料制备技术的研究进展

介绍了医用多孔镁合金的优势,综述了当前多孔镁基合金制备技术的研究进展。阐述了粉末冶金法制备医用多孔镁合金工艺中存在的问题。指出提高多孔镁合金材料骨架部分强度可显著改善其力学性能。在保证医用多孔镁合金具有大量孔隙的同时,使材料骨架部分的晶粒细化,才能制备出高质量多孔镁基合金材料。     

稀土Y和Nd对ZM5合金组织和性能的影响

以ZM5镁合金为基体材料，应用铸造方法制备了4种不同稀土含量和比例的稀土镁合金。考察分析了稀土Y和Nd对ZM5合金组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Ti2Mg3Al3，它对于减少晶界处第二相的析出有积极作用。ZM5合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能随稀土Y和Nd的比例不同而有比较大的差异，在所有考察的ZM5合金中，添加2％Y和1％Nd稀土的合金综合效果最好。     

铸造镁合金的研究与发展现状

对国内外主要的铸造镁合金的基本特性、力学性能、应用领域及其研究现状和进展进行了综述分析,重点介绍了镁合金的合金化原理和主要合金元素的作用.     

Al-Ti、Al-Ti-C中间合金对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金对AZ91D镁合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al-5Ti中间合金使晶粒粗化,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金使晶粒细化,Al-8Ti-2C中间舍金的细化效果明显且细化后组织细小均匀;添加Al-5Ti中间合金使合金的力学性能降低,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的拉伸强度和伸长率得到了提高;添加Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的耐腐蚀性能得到了改善。对于AZ91D合金而言,Al-8Ti-2C中间合金是一种良好的晶粒细化剂。