AZ91D镁合金真空压铸力学性能研究

对AZ91D镁合金的真空压铸工艺进行了实验研究，讨论了型腔真空压力和铸造压力等工艺参数对于铸件密度、抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能指标的影响规律。研究结果表明：型腔真空压力和铸造压力是影响铸件密度和抗拉强度关键参数。铸造压力增加或真空压力降低时，铸件密度和抗拉强度增加。同时，研究了铸件在T6处理前后的力学性能，型腔真空压力为5kPa条件下的铸件在T6处理后未发生起泡现象，T6处理后试样的抗拉强度和屈服强度提高，伸长率降低。     

镁合金AZ91D真空压铸的组织与性能

对镁合金AZ91D真空压铸下的组织与性能进行了研究。结果表明，真空压铸可以明显改善AZ91D合金组织中的孔洞分布，。提高铸件的密度。对铸件进行热处理（T4）后，铸件表面气泡相对于普通压铸而言有明显改善，可以热处理。热处理后（T4和T6），由于AZ91D具有固溶强化和时效强化效果，合金的性能相对于压铸态有大幅度的提高。     

孔洞对AZ91D镁合金压铸件性能的影响

基于ansys软件，研究了孔洞形状、尺寸、位置及孔洞间距离对AZ91D镁合金压铸件的应力分布影响。结果表明：孔洞形状的影响取决于尖角顶点与孔洞中心的连线和受力方向之间的最小夹角，夹角越大应力集中越大：随孔洞尺寸的增加铸件的应力集中增加；位于铸件表面的孔洞造成的应力集中大于内部相同大小的孔洞：孔洞之间距离超过某一临界值时影响很小，当小于该临界值时随孔洞间距离的减小应力集中急剧增加。最后实测了不同工艺条件下生产的AZ91D镁合金发动机缸盖罩盖的孔洞分布形态与强度之间的关系，验证了模拟结果。     

压铸AZ91D镁合金氩弧焊缝气孔及消除措施研究

对压铸AZ91D镁合金进行GTAW焊接,采用扫描电子显微镜观察焊缝气孔的形貌、类型及分布特征,研究气孔的形成机制,讨论热输入对焊缝气孔的影响。结果表明,自熔焊焊缝气孔问题严重,微小气孔主要集中分布在焊缝近表皮和熔合线附近,宏观气孔主要分布在焊缝中部区域。随热输入的增大,最大宏观气孔尺寸及气孔率均增大。添加填充材料,能够明显降低焊缝气孔率,减小气孔尺寸,但不能彻底消除焊缝气孔。     

分段慢压射速度对AZ91D镁合金真空压铸件组织的影响（英文）

在AZ91D镁合金真空压铸过程中使用2种分段慢压射速度(两段和三段)。在充型之前型腔内真空压力变化情况通过真空传感器进行监测。压铸件组织通过光学显微镜和图像分析软件进行分析。结果表明,采用三段慢压射速度时充型时刻型腔真空压力明显降低,导致所得压铸件中气孔含量很低。通过恰当选用分段慢压射速度,在充型之前金属液在压室中的停留时间可缩短,在慢压射过程后期阶段金属液在压室中的流动也将受到抑制,这些因素可导致所得压铸件中压室预结晶组织含量较低。     

压铸AZ91D镁合金母材气孔在重熔过程的遗传性研究

对压铸AZ91D镁合金进行CO₂激光局部重熔,采用OM和SEM观察了母材预存气孔和重熔区气孔特征,利用粒径分析软件Nano measure 1.2测量了气孔尺寸,着重研究了重熔区气孔同母材气孔的关联性.结果表明:压铸镁合金母材预存气孔在重熔过程表现出明显的遗传性;重熔区出现的微观气孔具有近圆形截面,内壁光滑,是氢致气孔;重熔区出现的宏观气孔呈蠕虫状,内壁存在气体通道,并具有明显的金属冲刷痕迹.分析认为,氢致气孔主要遗传于母材固溶的原子氢和存于压铸缺陷的分子氢,宏观气孔主要遗传于母材压铸过程卷入的气体.分析了两类气孔的形成机制,建立了母材预存气孔同重熔区宏观气孔内在关联的数学模型.     

AZ91D压铸镁合金激光局部重熔区气孔的形成机制

为研究压铸镁合金熔焊过程气孔的形成机制,对厚度为6mm的AZ91D压铸镁合金进行激光局部重熔。采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察母材组织和气孔形貌。利用粒径分析软件Nano measure 2.1测量气孔的尺寸,分析各类气孔的形成机制。结果表明:随激光功率的增大,熔合区气孔率增大;微观气孔内壁光滑、呈倒喇叭形,属于氢致气孔;粗大宏观气孔形状不规则,内壁粗糙,具有明显的金属冲涮痕迹,是遗传于母材预存的气缩孔,建立了重熔区气孔体积同熔池气泡体积内在关联的数学模型。     

镁合金AZ91D压铸的数值模拟

运用有限元模拟软件对镁合金AZ91D零件在普通压铸与真空压铸下进行计算机数值模拟,有效的预测液态金属在充型过程、凝固过程中的流场、温度场及宏观缺陷,以此对宏观缺陷的出现进行控制,优化铸造过程。此外比较真空压铸与普通压铸对铸件气孔率的影响。结果表明,当铸造工艺参数分别为冲头压射速度2.4 m/s、浇注温度655℃、模具初始温度180℃时,与压铸相比,真空压铸能有效减少铸件的气孔率,改善铸件质量。     

AM50镁合金真空压铸件孔洞分布与力学性能的关系

孔洞缺陷是压铸件力学性能预测中的重要因素.工艺条件在影响金属液充型凝固过程的同时,也对压铸件内部的孔洞尺寸、孔洞数量及分布情况产生影响,并导致力学性能变化.研究压铸件内部孔洞分布的特征及其对力学性能的影响规律,有助于理解压铸件组织和性能的内在联系,亦对研究真空压铸以及常规压铸工艺参数对压铸件力学性能的影响规律有所帮助.结合镁合金压铸件的缺陷带理论,应用超声扫描显微镜采集孔洞缺陷数据,对AM50镁合金真空压铸阶梯试样的孔洞分布进行统计分析,通过孔洞分布特征确定缺陷带的深度位置,研究缺陷带附近的孔隙率与压铸件力学性能的关系.     

AZ91D镁合金壳形件真空压铸充型和凝固过程的数值模拟

运用有限元模拟仿真软件对镁合金AZ91D壳形件进行多组正交试验真空压铸过程的数值模拟,找出最佳的压铸工艺参数.通过模拟结果表明:最佳压铸工艺参数为浇注温度655℃、冲头压射速度3 m/s、模具初始温度200℃.在这组优化的工艺参数下,通过对液态合金充型及凝固过程的可视化观察,有效的预测铸造缺陷产生的部位及原因,从而在实际生产中采取相应的措施避免缺陷的产生,优化铸造过程.     

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。     

锑对AZ91D镁合金微观组织的影响

研究了锑对AZ91D镁合金微观组织的影响.在AZ91D镁合金熔炼过程中加入三氧化二锑引入锑元素,用光学显微镜对加锑前后合金显微组织及其变化情况进行研究,发现锑的加入可使AZ91D镁合金的组织发生明显变化,β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状.同时利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了锑在合金中的存在形式.结果表明,锑在AZ91D镁合金中主要以两种形式存在：固溶在α-Mg、β相中;形成新相Mg3Sb2.锑在镁合金中生成的新相Mg3Sb2既作为异质形核核心细化组织,又会聚集在固液界面前沿抑制晶体的长大,从而对镁合金起到细化晶粒的作用.     

消失模铸造AZ91D振动凝固及半固态热处理组织的演变

研究了不同浇注温度下消失模铸造AZ91D在振动凝固和“振动凝固＋半固态热处理”条件下组织的变化。结果表明，对不同浇注温度下的消失模铸造AZ91D试样实施振动凝固能细化试样的显微组织，且在浇注温度为740℃、振动力为1．5kN时组织细化效果最好；对经振动和不振动凝固的试样进行半固态等温热处理，两者的组织都得到球化，且随着等温时间的延长，两者的组织都会合并长大，其中半固态等温热处理的较佳工艺为“570℃下保温10min”。     

真空压铸对AZ91镁合金组织及性能的影响

为了提高压铸镁合金的质量,利用光学显微镜、扫描电镜、力学性能试验、失重法和电化学试验研究了真空压铸工艺条件对AZ91组织、力学性能及腐蚀性能的影响。结果表明,真空压铸可以明显降低铸件孔隙率,提高组织致密度和均匀性,晶粒细小,平均晶粒尺寸在30μm左右,第二相Mg17Al12相的形貌及分布呈片状和网状均匀分布于晶界处。与普通压铸相比,真空压铸AZ91其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高了10.19%、33.07%、40.63%和13.04%。真空压铸AZ91的腐蚀电流密度下降了15.92%,其在3.5%Na Cl溶液中18 h的腐蚀速率下降到普通压铸AZ91合金的33.76%。     

阻燃镁合金AZ91D的研究

研究了通过添加铍，可得到直接暴露在大气中熔炼的镁合金AZ91D。通过金相组织观察发现：当铍的含量达到0.015%时，合金的晶粒度最好，而且具有很好的阻燃性能；同时研究了采用不同的变质剂AZ91D合金进行变质处理。实验结果表明：变质处理的AZ91D合金，组织明显细化，尤其是时效处理后，其力学性能得以大幅度提高，拓宽了合金的使用范围。     

锑对AZ91D镁合金微观组织的影响

研究了锑对AZ91D镁合金微观组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程中加入三氧化二锑引入锑元素,用光学显微镜对加锑前后合金显微组织及其变化情况进行研究,发现锑的加入可使AZ91D镁合金的组织发生明显变化,β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状。同时利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了锑在合金中的存在形式。结果表明,锑在AZ91D镁合金中主要以两种形式存在:固溶在α-Mg、β相中;形成新相Mg3Sb2。锑在镁合金中生成的新相Mg3Sb2既作为异质形核核心细化组织,又会聚集在固液界面前沿抑制晶体的长大,从而对镁合金起到细化晶粒的作用。     

工艺参数和型芯对AZ91D镁合金压铸充型能力的影响

通过正交实验,系统研究了压铸过程中浇注温度、模具温度、压射比压、充型速度对AZ91D镁合金充型能力的影响,同时研究了圆柱形型芯对其流动性能的影响.结果表明,对AZ91D镁合金压铸充型能力影响最大的因素是压射比压,其次是充型速度和浇注温度,影响最小的是模具温度.随着上述4个因素值的提高,AZ91D镁合金的充型能力均得到提高.随着型芯直径的增加,AZ91D镁合金的流动性能变差.应设法改善压铸工艺条件和型芯形状来提高合金的压铸充型能力.     

挤压铸造AZ91D合金工艺参数的研究

为了提高挤压铸造AZ91D合金制件的质最,在实验室条件下,运用多因素正交实验,采用不同工艺参数对该镁合金的成形性进行了研究.试样经力学性能测试和显微组织分析,结果表明:浇注温度为730℃、挤压压力为100MPa、保压时间为25s时所得试样晶粒细小,析出了更多的第二强化相β(Al_(12)Mg_(17)),试样的综合力学性能最好.     

AZ91系列压铸镁合金高周疲劳断口形貌分析

AZ91D压铸镁合金中加入富Ce稀土后,组织得到明显细化,压铸过程中产生的气孔变小,分布更加均匀,能够减少疲劳裂纹源的产生。AZ91D合金拉伸断口表现为既有解理台阶又存在细小撕裂棱及韧窝的混合断裂特征,加入1?后,合金断口的韧性断裂特征增加,有利于提高合金的室温力学性能。AZ91D合金疲劳裂纹源萌生于合金内部的气孔和夹杂处,疲劳裂纹沿晶界扩展,加入稀土后,疲劳裂纹扩展区有疲劳辉纹出现,疲劳断裂呈现出准解理和韧窝断裂的混合特征。