剧烈塑性变形对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

通过等通道转角挤压技术(ECAP)对镁合金进行剧烈塑性变形,使用有限元法实现对ECAP加工过程及相关工艺参数的数值模拟,分析成形过程中的网格的变化、应力应变分布规律及其加载载荷规律,确定主要工艺参数影响规律。通过分析,得出晶粒细化程度与力学性能的关系,为镁合金的晶粒细化方法提供更合理的理论指导和参考依据。     

Effect of casting parameters and deformation on microstructure evolution of twin-roll casting magnesium alloy AZ31

Twin roll casting method is a promising route to directly produce magnesium alloy strip. It is a rapid solidification process with high temperature gradient combined with thermal flow and roiling deformation in the casting region. As-cast strip with proper mierostructure is requested to serve as next rolling feedstock. However the microstructure of as-cast strip is sensitive for casting conditions during the casting process and the as-cast microstructure greatly affects the mechanical properties. In this work, the effect of casting speed, pouring temperature, deformation as well as anneal process on microstructure and mechanical properties were investigated. The results revels that twin-roll casting process can effectively refine the grain size, improve the morphology and distribution states of Mg1TAl12. The homogenization treatment time can be shorted for the fine microstructure and lower the cost dramatically for the next forming process.     

AZ31镁合金薄带立式双辊铸轧试验研究

利用近终形双辊铸轧薄带新工艺快速凝固、动态直接成形的特点,直接制备镁合金薄带坯。研究了镁合金立式铸轧成形工艺及退火工艺,分析了不同工艺下的微观组织。结果表明:采用铸轧工艺很好的解决了坯料成形问题,同时细化晶粒,提高镁合金薄带坯的加工成形性能。经400℃,60 min退火,可以获得平均直径9～10μm分布均匀的等轴细晶组织。     

退火工艺对AZ31镁合金组织及耐磨性能的影响

通过对AZ31镁合金采用不同的退火工艺,利用金相显微镜观察、摩擦磨损试验,研究了不同退火工艺对AZ31镁合金显微组织和耐磨性的影响。结果表明,最佳的退火工艺为280 ℃×80 min。此条件下会形成再结晶组织,使晶粒细化,从而改善耐磨性,材料的耐磨性与前工艺相比,有明显提高。     

变形AZ31镁合金的晶粒细化

利用Gleeble-1500D热模拟机，对AZ31镁合金在300～450℃以及应变速率为0．1和1.0s^-1条件下进行了热压缩。发现在热压缩变形过程中发生了动态再结晶，其动态再结晶平均晶粒尺寸(d)的自然对数与ZenerHollomon参数(Z)的自然对数成线性关系。再利用d与Z的关系，通过较低的热挤压温度(300～350℃)，获得了动态再结晶晶粒直径在10～20μm之内的镁合金管材。     

细化剂对AZ31镁合金板材显微组织的影响

试验研究了以Al-Ti-C、MgCO3作为细化剂对双辊铸轧镁合金薄带微观组织的影响.结果表明,添加了细化剂的薄带其铸轧组织基本为等轴晶,晶粒明显细化,其中加Al-Ti-C作为细化剂的效果要明显优于加MgCO3的.较低轧制温度下轧制获得的薄板的微观组织仍保留了少量的铸轧组织,但随着轧制温度的升高,孪晶组织明显减少,再结晶程度显著提高.添加细化剂的铸轧镁合金组织在轧制后仍有一定的遗传性,但细化程度没有铸轧时的那么显著.     

Effect of minor RE addition on microstructures and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy

AZ31 alloy with minor RE addition was investigated. The material was homogenized, hot-rolled and annealed. Opttcal microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffractometry were employed to characterize the microstructures of AZ31 alloy with RE addition. And micro-hardness test was employed to measure mechanical properties of annealed material. The results show that minor RE addition （0.3% is mass fraction） has little effect on the grain size of as-cast AZ31 alloy, and only Mg17（Al, Zn）12 phase was found in the microstructure of as-cast AZ31 RE alloy. The result of X-ray diffraction shows that supersaturation of alloying elements has little effect on the lattice parameters of the a-Mg in homogenized sample; but owing to RE solute with high melting point, AZ31 RE alloy exhibits better heat resistance than AZ31 alloy.     

Mg-TiB2中间合金和Ca对AZ91D镁合金组织和性能的影响

采用SEM、EDS和XRD等测试手段,研究Mg-50%TiB2(质量分数)中间合金和碱土金属元素Ca对AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明:0.7%TiB2和0.1%Ca可以显著细化AZ91D镁合金的枝晶组织和晶粒,α-Mg的平均晶粒尺寸由240μm下降至46μm。通过能谱分析及面错配度的计算证实:TiB2颗粒可作为初生α-Mg的良好异质形核核心。碱土金属元素Ca在晶界处富集,阻碍了α-Mg晶粒生长,对晶粒细化起到了一定的作用。显微组织的细化使合金的强韧性明显提高,并对耐腐蚀性能有较大改善。     

电磁连铸对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

通过电磁连铸和普通连铸方法对AZ31镁合金进行连铸实验,对比分析有、无电磁场作用下的铸坯凝固宏观、微观组织和力学性能,并利用扫描电镜分析镁合金的断裂机理。结果表明:当表观直流电流为40~50 A时获得最佳磁场分布,此时电磁连铸的镁合金组织细小、均匀,树枝晶呈破碎状,其力学性能尤其是塑性变形能力显著提高,常温抗拉强度、屈服强度和伸长率较普通连铸分别提高17%,50%和81%,断口形貌显示其断裂具有韧性断裂的特性。     

Ti含量对AZ61镁合金组织和性能的影响

以AZ61镁合金为研究对象,添加K₂TiF₆与Mg发生原位自生反应生成Ti,采用OM、SEM观察和XRD物相分析以及拉伸性能测试等分析方法,研究了微量Ti对AZ61镁合金组织和性能的影响。研究发现,随着Ti含量的增加,AZ61合金晶粒尺寸先减小后增大,当Ti含量为1. 5%时,细化效果最佳,铸态晶粒尺寸为41μm。铸态和热处理态试样的抗拉强度和伸长率先增大后减小,最高抗拉强度分别达到201. 5 MPa和223. 5 MPa。     

均匀化处理对AZ31B镁合金铸锭组织与性能的影响

研究了均匀化处理对商业生产半连铸AZ31B镁合金扁锭铸造组织、显微硬度和性能的影响,探索了合理的均匀化处理工艺,为后续轧制工序的顺利进行提供了保障。结果表明,经均匀化处理后,AZ31B镁合金铸锭消除了枝晶偏析,部分第二相溶解,组织更加均匀,显微硬度和强度明显下降,塑性大大提高。     

AZ31镁合金圆锭连铸过程温度场的数值模拟

通过有限差分法，利用Visual C＋＋6．0建立直接水冷法（DC）AZ31镁合金连铸过程的数学模型，该模型可预测铸锭以及底模的温度分布。通过对铸造过程物理现象的理论研究，确定一冷区、二冷区以及铸锭与底模之间的边界条件。通过与文献实测温度的比较，证明该模型可以用来模拟实际铸造过程。考察不同铸造条件对铸锭温度场分布的影响，为优化镁合金直冷连铸的工艺参数提供了依据。     

Structure and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy billets by different hot-top semi-continuous casting technology

AZ31 alloy billets of 200 mm in diameter were produced by three different processes of conventional direct chill(DC) casting,low-frequency electromagnetic casting(LFEC) and low-frequency electromagnetic vibration casting(LFEVC),respectively.The effect of LFEC and LFEVC on the microstructures,macrosegregation and mechanical properties of AZ31 alloy billets was investigated.In conventional DC casting,the AZ31 alloy billets exhibited coarse grains(about 370 μm) and severe segregation of Al and Zn.In the presence of a solo low-frequency alternating magnetic field or a low-frequency electromagnetic vibration field applied during DC casting of φ200 mm AZ31 billets,grains in the AZ31 alloy billets were effectively refined(about 210 μm) and the macrosegregation of Al and Zn in the billets was greatly decreased.Furthermore,the tensile strength,fracture elongation and hardness of the as-cast AZ31 alloy billets were improved by the processes of LFEC and LFEVC relative to that cast by the process of conventional DC casting.     

多道次温轧对AZ31镁合金组织和性能的影响

以AZ31镁合金为实验材料,通过多道次温轧工艺,研究低温时效处理对温轧板材组织和性能的影响。结果表明:经5道次温轧后合金组织得到明显细化,从初始态38μm细化至2.2μm;在随后120～160℃时效过程中,晶粒并未发生显著长大。经低温时效处理后,合金在基本保持温轧态拉伸强度的同时,其塑性得到明显提升。由晶界强化和位错强化模型定量描述发现,经5道次温轧后合金显微硬度增量为30HV。然而随着时效温度的升高,位错强化贡献显著降低,而晶界强化由于晶粒长大不明显而几乎无显著变化。合金经160℃时效2 h后,两种主要强化机制对显微硬度的贡献为16HV。     

Effect of electromagnetic field on macrosegregation of continuous casting 7075 alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｃｒｏｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄｄｅ ｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｏｆａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓ ,ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓ .ＡｓａｔｙｐｉｃａｌＡｌ Ｚｎ Ｍｇ Ｃｕａｌｌｏｙ ,70 75ａｌｌｏｙ ｓａｓ ｃａｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｐｒｅｓｅｎｔｓｅｖｅｒｅｉｎｖｅｒｓｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ .Ａｌｌｏｙｉｎｇｅｌ ｅ…     

AZ31镁合金晶粒细化方法及机制研究现状

系统介绍了AZ31镁合金晶粒细化方法及机制,综述了6种制备细晶镁合金大塑性变形方法的工艺特点和应用,展示了大塑性变形方法在AZ31镁合金加工中的应用前景。     

轧制工艺对AZ31B镁合金薄板组织与性能的影响

研究了轧制温度和轧制速度对AZ31B镁合金薄板微观组织演变和力学性能的影响。结果表明,轧辊加热有利于镁合金薄板成型;AZ31B镁合金在低温或低速轧制时薄板纵向组织为大量的切变带,切变带区域包含大量孪晶组织,横向组织为含极少量孪晶的等轴晶组织;在轧制温度为400℃和轧制速度为16m/min轧制时,由于动态再结晶,横纵截面组织均为等轴晶。AZ31镁合金薄板的最佳轧制制度为轧辊温度为70℃、轧制温度为400℃、轧制速度为6m/min,此工艺轧制的薄板横向抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为350MPa、300MPa和12%,纵向为345MPa、290MPa和11.2%,纵向与横向性能差别明显减小。     

Pb-Sn对压铸AZ81镁合金组织和力学性能的影响

向AZ81镁合金中分别加入0.5%Pb、0.5%Pb+0.5%Sn、0.5%Pb+1.0%Sn合金元素并压铸成型,研究了各成分合金的微观组织和室温、180℃力学性能。结果表明:AZ81-0.5Pb-1.0Sn中存在多边形Mg2Sn,主要分布在晶界;同时,Pb和Sn元素的加入在一定程度上减少了晶界上Mg17Al12的数量,有助于提高镁合金的耐中高温性能;室温下,压铸AZ81-0.5Pb-(0,0.5,1.0)Sn合金抗拉强度和屈服强度随着Sn含量的增加而提高,压铸AZ81-0.5Pb-1.0Sn的抗拉强度为211 MPa、屈服强度为150.5MPa;180℃下,随着Sn含量的增加,抗拉强度和屈服强度均提高,压铸AZ81-0.5Pb-1.0Sn抗拉强度值为200.5 MPa、屈服强度为145.2 MPa;添加元素Pb+Sn使压铸AZ81的180℃断裂机制由塑性断裂向脆性断裂转变。