AZ91及AZ91-Y合金复合干摩擦性能的对比

为了探究AZ91镁合金的复合干摩擦行为,以未淬火45钢为摩擦副,在不同载荷下(100,200,300 N),开展AZ91及Y含量为1.0%(质量分数)合金的复合干摩擦实验。采用OM,XRD,SEM等观察合金的磨损形貌并分析磨损机理。结果表明:增加法向载荷,两试样复合磨损率线性增加但摩擦因数却逐渐减小;Al 2Y硬质颗粒可细化晶粒、弱化相界面开裂倾向以提高AZ91-Y合金耐磨性。100,300 N法向载荷下,AZ91-Y合金主要磨损机制分别为磨粒磨损和剥离磨损,与基体(AZ91)一致,其磨损率分别降低了21.7%和5.9%。     

搅拌铸造法制备短碳纤维/AZ91复合材料的组织与性能

采用搅拌铸造法制备了不同体积分数（10vol%、15vol%、20vol%）的短碳纤维增强镁基（CF_s/AZ91）复合材料,并选取了三个挤压比和两个挤压温度对其进行热挤压变形,采用光学显微镜（OM）、SEM和TEM对CF_s/AZ91复合材料的显微组织进行了观察,并测试其室温力学性能及阻尼性能。研究结果表明,热挤压能够有效降低CF_s/AZ91复合材料气孔率;在热挤压过程中,纤维沿挤压方向定向排列,同时基体发生动态再结晶。随着挤压温度及挤压比的增大,晶粒呈现等轴状,组织更加均匀。CF_s/AZ91复合材料经过挤压后,其力学性能得到提高,屈服强度和抗拉强度随挤压比和CF_s体积分数的增大而增大,然而CF_s纤维在热挤压后发生明显断裂,限制了挤压态复合材料强度的进一步提升。低温低挤压比条件下,CF_s/AZ91复合材料具有较好的阻尼性能,随着挤压比及挤压温度的升高,CF_s/AZ91复合材料室温及高温阻尼性能均有所降低。      

挤压包覆轧制对SiCP增强镁合金(AZ91)复合板显微组织和力学性能的影响

通过热挤压复合的方式将AZ91合金引入至SiC_P增强镁合金（AZ91）（SiC_P/AZ91）复合材料中,制备出厚度为2 mm的AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板,研究了热轧对其显微组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:AZ91的引入显著提高了SiC_P/AZ91的轧制成形能力。与AZ91层相比,SiC_P/AZ91层内晶粒尺寸小,硬度高。随轧制压下量的增加,AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板晶粒尺寸变大,析出相数量减少且尺寸增大,导致硬度呈现下降的趋势。与挤压态AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板相比,当压下量为50%时,轧制态AZ91-（SiC_P/AZ91）复合板屈服强度由272 MPa提高至341 MPa,抗拉强度由353 MPa提高至404 MPa。在拉伸过程中,因SiC_P与基体界面脱黏导致裂纹优先在SiC_P/AZ91层内萌生和扩展,AZ91层对微裂纹扩展具有一定的阻碍作用。      

热挤压AZ91D镁合金边角料组织和性能的研究

采用热挤压工艺直接热挤出AZ91D镁合金边角料,研究挤压温度对挤压成形镁合金组织和性能的影响,并讨论其断裂行为.结果表明:在450℃热挤压时,晶粒尺寸均匀,组织中已不存在原始边角料之间未打碎的结合面,边角料之间结合较好;在350～450℃之间热挤出时,AZ91D镁合金随挤压温度的升高,抗拉强度和延伸率均增加,当挤压温度...     

Y和Sm复合添加对挤压态AZ91组织及性能的影响

目的 研究不同含量的稀土元素Y和Sm对挤压态镁合金AZ91-1Ca-xY-ySm(x=0,0.33,0.67,1;y=0,0.17,0.33,0.5,质量分数)组织及性能的影响.方法 利用金相显微镜、XRD、TEM、SEM分析显微组织,并测试其室温拉伸性能和显微硬度.结果 随着Y和Sm含量的提高,挤压态AZ91-1Ca-xY-ySm平均晶粒尺寸由10.5μm减小到5.6μm,其拉伸强度和屈服强度分别由310 MPa和202 MPa最高提升至321 MPa和225 MPa.结论 稀土元素Y和Sm可以提升动态再结晶效果,Y和Sm含量增加时硬脆第二相Al2Y和Al2Sm数量增多,组织分布更加均匀,钉扎效应明显,细晶强化效果显著,AZ91-1Ca-0.67Y-0.33Sm力学性能最佳.对AZ91-1Ca-0.67Y-0.33Sm进行200℃下不同时间的时效处理,随着时效时间的增加,合金的抗拉强度呈先上升后下降的趋势,并在28 h时达最佳性能,此时合金的抗拉强度为350 MPa.     

短切碳纤维/AZ91D镁合金复合材料高温变形动态再结晶行为

在变形温度为340~400℃、应变速率为0.001~0.1 s^-1、最大真应变为0.7的条件下,采用等温压缩实验研究了短切碳纤维（CF_s）/AZ91D复合材料和AZ91D镁合金的动态再结晶行为。结果表明：CF_s/AZ91D复合材料和AZ91D镁合金在高温压缩过程中均发生了显著的动态再结晶;CF_s极大地促进了AZ91D基体的动态再结晶过程,减小了动态再结晶临界应变并细化了再结晶晶粒组织;AZ91D镁合金动态再结晶体积分数随应变量增加表现为典型的"S"型变化曲线,而CF_s/AZ91D复合材料则呈现出快速增长-缓慢增长-趋于平稳的非线性变化规律。根据实验结果分别建立了CF_s/AZ91D复合材料和AZ91D镁合金的动态再结晶临界应变模型和动力学模型,在此基础上分析了二者高温变形动态再结晶行为的差异。     

SiCw/AZ91复合材料及AZ91镁合金的高温压缩变形的研究

利用GPL-1500热模拟试验机对SiCw/AZ91复合材料和AZ91镁合金在不同温度及不同应变速率条件下进行高温压缩试验。根据压缩的真应力-应变曲线计算出合金和复合材料的应变速率敏感指数（m)和表观激活能（Q）。结合金的m值。另外，复合材料和镁合金的表观激活能也随温度和应变速率的改变而发生变化。表明在不同条件下压缩时，复合材料和镁合金的高温压缩变形机制也发生变化。     

挤压态AZ40镁合金热变形行为及热加工图分析

采用Gleeble-3500热模拟试验机对挤压态AZ40合金进行热压缩实验,分析压缩后不同温度真应力-应变曲线的变化趋势,得到流变应力受变形温度和应变速率等因素的影响规律;在双曲正弦关系的基础上构造挤压态AZ40合金的本构方程,在动态材料模型(DMM)基础上建立挤压态AZ40合金的热加工图,从而确定挤压态AZ40镁合金的热变形加工范围.结果表明:明显的动态再结晶是挤压态AZ40镁合金流变曲线的特点,在压缩过程中,随变形温度的升高,挤压态AZ40镁合金的峰值应力减小;随应变速率升高,挤压态AZ40镁合金的峰值应力增大.当变形温度相同时,动态再结晶晶粒比例随着应变速率的升高而降低;当应变速率相同时,动态再结晶晶粒大小随着变形温度的升高而增大.粗大的未再结晶晶粒有明显的<1010>‖ND和<21-1-0>‖ND两种取向,而再结晶晶粒取向随机;通过热加工图及组织分析,确定了最佳的加工工艺为T=573 K,ε·=0.1 s-1.     

SiCW/ AZ91 镁基复合材料及AZ91镁合金的高温变形行为

利用Gleeble-1500 对SiC_W/ AZ91 复合材料和AZ91 镁合金在温度为423～723 K、应变速率为0.002～0.25s-1 、最大应变量为60 %的条件下进行高温压缩变形行为的研究。测试了其真应力-应变曲线, 观察了变形后的显微组织。结果表明: 晶须的转动和折断导致复合材料的应变软化现象较合金明显; 复合材料和合金的应变速率敏感指数(m) 和表观激活能(Q) 均随温度的升高而增大; 晶须的加入细化了晶粒, 使复合材料的m 值比合金高; 同时晶须的加入也限制了位错交滑移和晶界的迁移, 因此复合材料的Q 值比合金高; 压缩变形过程中, 合金和复合材料发生了动态回复和动态再结晶。      

AZ91D镁合金阻尼性能的研究

利用动态机械分析仪(DMA)研究了热处理工艺对商业AZ91D镁合金阻尼性能的影响规律.研究结果表明热处理对AZ91 D镁合金的阻尼性能有较明显的影响.时效处理态AZ91D镁合金的临界脱钉应变振幅小于固溶处理态.当应变振幅大于临界应变振幅,合金的阻尼值迅速升高.随着测试温度的升高,合金的阻尼值升高,在临界温度之前以位错阻尼机制为主,当温度超过临界温度则以晶界滑动为主要阻尼机制.     

SiCP/AZ91复合材料的显微组织、力学性能及强化机制

通过搅拌铸造工艺制备出SiC_P体积分数分别为2%、5%、10%和15%的4种5 μm SiC_P/镁合金（AZ91）复合材料。对5 μm SiC_P/AZ91进行了固溶、锻造和热挤压。通过与AZ91对比,研究了SiC_P对AZ91基体热变形后显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：SiC_P/AZ91热变形后的晶粒尺寸取决于SiC_P的体积分数。SiC_P的体积分数由0%增加到10%时,SiC_P/AZ91热变形后的平均晶粒尺寸减小;当SiC_P颗粒继续增加到体积分数为15%时,平均晶粒尺寸反而增大。SiC_P的加入能显著提高AZ91的屈服强度和弹性模量,并随颗粒体积分数的增加而增大。SiC_P对AZ91基体的强化作用主要源于位错强化、细晶强化和载荷传递作用,其中,细晶强化对屈服强度的贡献最大。     

石墨烯纳米片/AZ91镁基复合材料的显微组织与力学性能

采用铸造工艺制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强的AZ91镁基复合材料,测试了复合材料的力学性能,并利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪对复合材料的微观组织、界面结合和断口形貌进行了表征和分析,讨论了复合材料的强化机理。结果表明:石墨烯纳米片可有效细化镁基体的晶粒组织,在添加少量石墨烯纳米片时(0.1%),复合材料的屈服强度、延伸率和显微硬度分别为(164±5)MPa、(7.7±0.1)%和(74.2±2)HV,比基体分别提高了37.8%、13.2%和24.7%。GNPs与镁基体形成了强界面结合,这更有利于发挥应力转移强化、细晶强化等作用,提高镁合金强度、塑性等力学性能。     

挤压对AZ91铸造镁合金力学性能的影响

对挤压变形前后的AZ91镁合金进行了微观组织和力学性能研究.结果表明:挤压成形后合金的抗拉强度和塑性均得到提高;孪晶的产生,导致挤压合金室温压缩的应力-应变曲线上有屈服平台出现;晶粒尺寸强烈影响合金的强度.室温时,挤压合金的流变强度较铸态的高,而高温压缩的强度则较铸态的低.     

等通道角变形对搅拌铸造SiC_P/AZ91复合材料显微组织与室温性能的影响

采用搅拌铸造法成功制备了SiC_P/Mg(AZ91)复合材料并对铸态复合材料进行了等通道角挤压变形(Equal channel angular pressing,ECAP)。结果表明,搅拌铸造态SiC_P/AZ91复合材料的基体组织致密,颗粒与基体结合良好,没有出现宏观团聚;SiC_P大部分聚集在晶界附近区域并呈"项链状"分布。ECAP变形可以有效地消除铸态SiC_P/AZ91复合材料中的SiC_P"项链状"分布,并且随着ECAP道次的增加,SiC_P分布更加均匀;在ECAP过程中,SiC_P发生了一定断裂但并不明显。SiC_P/AZ91复合材料基体晶粒随着变形道次的提高而逐渐细化。基体晶粒细化以及SiC_P分布均匀化是SiC_P/AZ91复合材料屈服强度和抗拉强度随着道次提升而逐渐增加的主要原因。     

Mg-TiB2中间合金和Sr对AZ91D镁合金显微组织的细化

采用SEM、EDS和XRD等测试手段研究了粉末原位合成法制备的Mg-50%TiB2(质量分数,下同)中间合金的组织和结构,以及Mg-50%TiB2和Sr对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明,1.4%(Mg-50%TiB2)中间合金和0.1%Sr的复合添加可使AZ91D镁合金的α-Mg晶粒尺寸由基体合金的240μm降至49μm。通过面错配度计算证实TiB2可成为初生-αMg的良好异质核心。加入碱土元素Sr引起合金成分过冷度增加,从而激活固/液界面前沿潜在的TiB2核心,提高TiB2的形核率。     

Enhanced mechanical response of hybrid alloy AZ31/AZ91 based on the addition of Si3N4 nanoparticles

The main aim of this study was to simultaneously increase tensile strength and ductility of AZ31/AZ91 hybrid magnesium alloy with Si₃N₄ nanoparticles. AZ31/AZ91 hybrid alloy nanocomposite containing Si₃N₄ nanoparticle reinforcement was fabricated using solidification processing followed by hot extrusion. The nanocomposite exhibited similar grain size to the monolithic hybrid alloy, reasonable Si₃N₄ nanoparticle distribution, non-dominant (0 0 0 2) texture in the longitudinal direction, and 13% higher hardness than the monolithic hybrid alloy. Compared to the monolithic hybrid alloy (in tension), the nanocomposite simultaneously exhibited higher yield strength, ultimate strength, failure strain and work of fracture (+12%, +5%, +64% and +71%, respectively). Compared to the monolithic hybrid alloy (in compression), the nanocomposite exhibited higher yield strength and ultimate strength, lower failure strain and higher work of fracture (+35%, +4%, −6% and +6%, respectively). The beneficial effects of Si₃N₄ nanoparticle addition on the enhancement of tensile and compressive properties of AZ31/AZ91 hybrid alloy are investigated in this paper.