异步SLSU对AZ31镁合金板材组织和性能的影响

主要研究了异步轧制对AZ31镁合金板材的金相组织和性能的影响，以探讨提高AZ31镁合金板材塑性变形能力的途径。结果表明，由于异步轧制时板材的变形量比常规轧制时的要大，其动态再结晶进行的比较完全，因此异步轧制有利于AZ31镁舍金板材晶粒的细化与均匀化；并且改变异步轧制的工艺条件，能够在一定程度上改善镁舍金板材中的金相显微组织和板材中的{0001}基面织构取向，使织构得到软化，显著提高AZ31镁合金板材的伸长率，轧向和横向都大约提高了33％，这说明异步轧制可以提高镁合金的塑性变形能力以及二次成形性能。     

AZ31B镁合金板料热拉深性能研究

通过实验研究了成形温度对AZ31B交叉轧制镁合金板料成形性能的影响。结果表明：随着温度的升高（T≤240℃）,镁合金板料的成形能力提高,在210-240℃时,AZ31B镁合金板料具有很好的拉深成形性能,为最佳成形温度范围。     

等温循环弯曲对镁合金板材性能影响的研究

对AZ31B镁合金板材在443K、483K和523K三个温度下,在模具上进行不同道次的等温循环弯曲试验,对试验工艺进行了研究.利用金相显微镜和X射线衍射观察并且测量了该工艺条件下镁合金板材微观组织和宏观织构的变化情况.结果显示,在443K和483K温度下,主要由孪晶来协调变形,并且在孪晶带附近产生了最初的再结晶晶粒,在523K时,最初再结晶晶粒产生在晶界处.在483K循环弯曲3个道次的情况下,其室温延伸率由12.4％提高到17.1％,提高约为42％,其基面织构最大相对强度由9.8降到了5.75,但室温下抗拉强度基本不变.     

AZ31B镁合金板材冷轧成形应力应变响应的数值模拟

为了研究AZ31B型镁合金板材在室温轧制成形过程中应力应变响应规律,采用Johnson-cook本构关系对AZ31B镁合金板材在不同轧制工艺下的单道次冷轧成形进行数值模拟.分别在压下量为2%、5%、8%,应变速率分别为0.1 s~(-1)、1.0 s~(-1)、10.0 s~(-1)的条件下,开展了不同压下量及不同应变速率组合对轧件应力应变响应的模拟研究.模拟结果表明,在压下量为5%,应变速率为10.0 s~(-1)时,AZ31B镁合金板材变形过程中的局部最高应力为267.100 MPa,低于材料极限应力282.900 MPa.局部最高应变为4.454×10~(-2),低于宏观断裂应变0.2.相比其他工艺条件,此条件是较为合理的冷轧工艺.     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

镁合金复合变形微观组织和力学性能研究

对AZ31镁合金压痕-压平复合变形进行实验研究。研究结果表明,镁合金材料在低温塑性变形时,孪晶及孪生变形是主要变形机制;变形温度越高,孪晶组织越少;复合变形系数越大,孪晶组织越多,在晶粒内部产生了大量的孪晶组织;并且在晶界处开始发生动态再结晶,产生细小的动态再结晶晶粒;随着塑性变形程度的增大,晶粒取向开始发生变化,动态再结晶晶粒开始长大,直到覆盖初始的粗大晶粒,晶粒得到细化。当压缩率达到29%后,发生完全动态再结晶,晶粒得到充分的细化,晶粒平均尺寸达到8μm。当复合变形系数0.2时,组织中的孪晶数量较少,晶粒平均尺寸达到20μm。经过复合变形的AZ31镁合金板材的屈服强度达到212MPa,抗拉强度达到298MPa,延伸率提高至17.2%,分别提高20.1%、25.4%、34.3%。     

AZ31镁合金热精轧及热处理工艺实验研究

采用单向轧制的方法对不同轧制温度、道次压下量等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织进行了研究.结果表明,多道次轧制时,单道次压下量为25%时所得到的晶粒最为细小均匀;轧制温度为300℃和400℃时对板材的微观组织没有明显影响;热处理时,保温时间为30 min的情况下,在温度低于150℃时,轧制板材再结晶不完全,温度超过350℃时轧制板材再结晶组织粗大,在250℃到300℃进行热处理得到的晶粒为5μm左右;在320℃保温15 min就可以达到再结晶,再继续增加保温时间到120min对组织几乎没有影响,说明在热处理时前一段时间组织发生再结晶变化,当组织转变完毕,延长保温时间对组织转变没有明显影响.     

Ce添加对AZ80镁合金显微组织和织构特征的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱色散谱议和电子背散射衍射技术表征并分析AZ80和AZ80-Ce镁合金铸态、均质态及挤压态的微观组织和形貌,研究Ce添加对AZ80镁合金铸态、均质态及挤压态组织和织构特征的影响。结果表明:添加稀土元素Ce后,粗大的β-Mg17Al12离异共晶组织被细化并由连续网状分布变为断续状,显微组织中有针状和棒状的Al-Ce相生成;挤压变形后,AZ80板材织构特征明显,Ce添加导致再结晶晶粒的c轴向垂直于ND-ED(ND表示板材平面法线方向,ED表示板材挤压方向的交面)平面方向转动。     

热轧过程中压下量对AZ61镁合金组织与性能的影响

采用热轧工艺对AZ61变形镁合金板材进行轧制实验研究,探讨在350℃轧制温度下不同压下量对板材显微组织、力学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果表明,随着变形量的增加轧后镁合金晶粒逐渐细化,压下量为20%的晶粒明显被拉长,出现了较多的变形带,硬度值升高;40%压下量轧制过程中镁合金发生了再结晶,致使形变带消失、晶粒尺寸细化;压下量为60%时晶粒尺寸最细小,第二相颗粒弥散分布在基体中,材料获得了优异的力学性能和耐蚀性能。     

AZ31+Y+Sr镁合金板超塑成形中空洞演化

针对添加了Y和Sr元素双辊连铸连轧(TRC)AZ31镁合金板材气胀成形过程中空洞形成进行了研究,采用了双辊连铸连轧工艺制备出1 mm厚的AZ31和AZ31+Y+Sr板材,并进行了气胀成形实验.通过宏观测量与金相观察对胀形件进行分析,结果表明:连铸连轧工艺能够有效细化晶粒,在同等温度条件下,添加了Y和Sr元素的AZ31板材其超塑性能比普通双辊连铸连轧AZ31板材有显著提高;胀形件顶部比球面的空洞尺寸大、数量多,空洞的形成经过了形核、长大和聚合三个阶段,最终导致材料的断裂.     

AZ31镁合金板热拉深成形工艺研究

对AZ31镁合金板热拉深进行了实验研究，分析了凸凹模圆角半径大小、摩擦与润滑条件对AZ31镁合金板热拉深成形的影响．实验结果表明：合适的凸凹模圆角半径与有利的摩擦润滑条件可以大大减少AZ31镁合金板热拉深成形过程中发生破裂的可能性．有利于其拉深成形的顺利进行。     

The stamping formability of AZ31 magnesium alloy sheet improved by equal-channel angular pressing

Equal channel angular pressing (ECAP) processing and annealing were applied to the AZ31 magnesium alloy sheets to evaluate the potential improvement in the mechanical properties and formability. The ECAP experiment was conducted at 300 °C in a die having an included angle of 90° between two channels by the B_CZ route with the sheets rotated by 90° about the normal axis of plate plane. The tensile tests and conical cup tests were conducted at various temperatures from 20 to 250 °C. The experimental results indicated that improving the working temperatures could lead to the soft in the material and the enhancement of ductility. Comparatively, the ECAPed AZ31 alloy sheets showed the lower yield strength and smaller conical cup value (CCV) than the unECAPed counterpart in the room temperature. The difference in yield strength between them became small in the elevated temperature, but the ECAPed samples still had the smaller CCV value, implying the improved formability. The texture of the AZ31 alloy sheets could be modified by ECAP and the decrease in the yield strength and more uniform deformation realized in the material, so the formability of AZ31 alloy sheets was improved.     

Microstructure and Mechanical Properties of AZ31 Alloys Processed by Residual Heat Rolling

To produce high strength and ductility Mg alloys with high productivity and low energy consumption,the residual heat rolling (RHR) process was initially proposed.The microstucture and mechanical properties of AZ31 processed by RHR were investigated by optical micrscopy (OM),electron backscatter diffraction (EBSD),and electron universal testing machine.The yield strength (YS),ultimate tensile strength (UTS),and elongation to failure of RHRed AZ31 sheet were 194 MPa,311 MPa,and 22%,respectively.Th...     

退火处理对单道次轧制镁合金薄板组织的影响

变形镁合金因其优越的性能越来越受到国内外研究者的重视。采用单道次轧制的方法轧制出厚度为0.4 mm的AZ31镁合金薄板。对轧制后的薄板在不同温度、不同保温时间下进行退火处理,分析薄板在不同退火条件下的微观组织变化。结果表明:薄板经退火处理后组织变得更加细小均匀,平均晶粒尺寸为5μm。退火温度和保温时间共同影响着薄板的晶粒度,在320℃退火并保温80 min时平均晶粒度最小,仅有4.02μm。     

磁场电流对AZ31镁合金组织与性能的影响

为了改善AZ31镁合金的综合性能并提高其利用价值,通过在AZ31镁合金整个凝固过程施加旋转磁场制备镁合金管坯.通过改变磁场电流对磁场与自然凝固条件下获得的AZ31镁合金铸锭的微观组织及力学性能进行了观察与测试,研究了磁场电流对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着磁场电流的增大,合金晶粒逐渐细化,晶粒内部出现较多的孪晶,且β-Mg17Al12相逐渐减少并细化.磁场电流越大,AZ31镁合金的力学性能越好.当磁场电流为150 A时,AZ31镁合金的抗拉强度为194 MPa,屈服强度为98 MPa,伸长率为14. 8%,与自然凝固状态相比分别提高了23. 6%、32. 4%和57. 4%.     

MgCO_3对AZ31镁合金晶粒的细化

研究了MgCO3对AZ31镁合金凝固组织的影响。结果表明:随着MgCO3的增加,合金中的β-Mg17Al12相由晶内分布变为晶间分布。在AZ31中添加0.6%的MgCO3,于760℃时保温10min,细化效果最佳。α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至100μm,降低幅度约为82.5%,抗拉强度提高了57.9%,延伸率约提高了11.1%。通过能谱分析,结合能计算及自由能计算证实,细化机理是MgCO3反应后生成的部分Al4C3质点作为异质核心细化晶粒。多余的Al4C3质点钉扎晶界阻碍晶粒长大。Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用。合金元素的分布均有改变。     

基于元胞自动机AZ31镁合金固溶处理研究

镁合金具有导热导电性好、电磁屏蔽性能优越、与环境相容性良好等诸多优点。但是镁合金在室温下塑性较差,导致其在轧制过程中易出现裂纹从而影响其质量。为了有效提高其可塑性,在加工前往往需要对其进行固溶处理。基于此,通过金相实验,得到AZ31镁合金管材原始晶粒组织,基于晶粒长大的热力学机制、曲率驱动机制和能量耗散机制,建立元胞自动机模型,针对镁合金建立了三大晶粒演变规则,研究AZ31镁合金在不同温度和不同时间下晶粒演变规律与边数变化情况,最终获得晶粒均匀分布且以六边形为主的微观组织。通过晶粒长大拓扑学分析与晶粒尺寸分布统计,得出晶粒尺寸在不同温度和时间内呈正态分布,其中六边形晶粒最多;在此基础上,建立固溶情况下的晶粒长大数学模型,合理预测并控制AZ31镁合金固溶后的晶粒尺寸和最终性能,分析了晶粒长大动力学,得出镁合金生长指数为0.87,并通过实验验证了元胞自动机模型的正确性和合理性,为研究镁合金在变形过程中的晶粒演变奠定基础。     

轧制对AZ31/AZ91焊接接头组织及扩散的影响

为了理解异种镁合金焊接接头显微组织的变化规律,采用TIG焊接方法制备了AZ31/AZ91焊接接头,研究了轧制变形及热处理对AZ31/AZ91焊接接头显微组织及扩散系数的影响.结果表明,随着轧制变形量的增加,AZ31/AZ91熔合区的晶粒细化程度增大,但在随后的420℃×8 h固溶处理过程中,由于再结晶充分,因此晶粒逐渐变大.在420℃×2 h固溶处理过程中,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而增大;在420℃×8 h固溶处理条件下,Al的扩散系数随轧制变形量的增加而减小.相同轧制变形量下,Al的扩散系数随着保温时间的增加而减小.