高应变速率轧制AZ31镁合金的组织及微裂纹演变

对铸态AZ31镁合金进行预热温度为300～450℃、轧辊线速度为828 mm·s-1、单道次压下量为10％～80％的高应变速率(3.6～10.4 s-1)轧制,研究轧制过程中镁合金的显微组织及微裂纹演变机制.结果表明:孪生是变形初期主要的变形机制,孪晶的数量在变形初期迅速增加;随着压下量的增加,镁合金发生再结晶,孪晶数量增长趋势变缓;随着预热温度的升高,镁合金组织中的孪晶密度整体呈下降趋势;镁合金的再结晶方式以孪生诱导再结晶和晶界弓出再结晶为主,孪生、再结晶和微裂纹存在竞争关系;细晶区的裂纹由孔洞形成、长大和合并引起;孪生会诱发微裂纹,同时大量孪晶的产生又有利于抑制裂纹的扩展.     

异步轧制AZ31镁合金板材的组织和晶粒取向

主要对异步轧制AZ31镁合金板材的显微组织和晶粒取向进行了研究,以探讨提高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大,其动态再结晶进行得比较完全,因此异步轧制有利于AZ31镁合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合金板材中的(0002)基面织构取向,使织构得到软化,从而提高镁合金的塑性变形能力。     

AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变

研究了热处理对AZ31镁合金轧制板材显微组织、室温力学性能和成形性能的影响。热处理温度在300～350℃范围时,显微组织观察表明,热处理后孪晶消失、组织逐渐趋于均匀化、平均晶粒尺寸变小;力学性能和胀形性能测试结果表明,板材的屈服强度明显降低、抗拉强度略有下降、屈强比降低、伸长率提高,杯突值提高。在350℃、15 min空冷处理后,AZ31镁合金板材的综合性能最好。     

变形参数对AZ31B镁合金薄板再结晶组织的影响

采用热拉伸试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了AZ31B镁合金薄板热变形过程中静态再结晶和动态再结晶组织的变化规律.结果表明:镁合金在热变形过程中发生变形前的静态再结晶和变形时的动态再结晶;当变形温度为240～300℃,变形前保温时间为12～18 min的静态再结晶,拉伸时应变速率为1.000×10-3s-1、拉伸时间为10～25 min的变形条件下,可获得均匀分布的细小等轴晶组织;拉伸断口由撕裂棱、孔洞和单独的细小晶粒组成.     

AZ31镁合金静液挤压试验研究

针对镁合金静液挤压工艺所需设备价格昂贵、没有国产设备的问题,研制了能应用在国产低成本普通压力机上的静液挤压试验装置,并解决了耐高压模具、镁丝挤压速度控制、挤压过程温度自动控制及高压热密封等几个关键技术问题。应用最小二乘法进行曲线拟合,得到了不同挤压比条件下温度与单位静液挤压力数量关系的回归方程。应用国产3150kN液压机进行了静液挤压工艺试验,得到了力学性能优于轧制丝材的AZ31静液挤压镁合金丝。     

AZ31镁合金静液挤压试验研究

针对镁合金静液挤压工艺所需设备价格昂贵、没有国产设备的问题,研制了能应用在国产低成本普通压力机上的静液挤压试验装置,并解决了耐高压模具、镁丝挤压速度控制、挤压过程温度自动控制及高压热密封等几个关键技术问题。应用最小二乘法进行曲线拟合,得到了不同挤压比条件下温度与单位静液挤压力数量关系的回归方程。应用国产3150kN 液压机进行了静液挤压工艺试验,得到了力学性能优于轧制丝材的AZ31静液挤压镁合金丝。     

AZ31B镁合金正挤压成形工艺研究

研究了AZ31B镁合金正挤压工艺与模具的设计，试验结果表明AZ31B镁合金经400℃-16h均匀化退火后，在挤压温度为250℃～450℃、挤压比为20的工艺条件下，能挤出具有较高表面质量的制品，而且随着锭坯温度的增加，变形抗力峰值减少，较挤压前能获得比较致密的组织和良好的力学性能。     

冲击载荷下AZ31镁合金的变形行为和组织演变

利用Hopkinson压杆试验机和限位环限制技术,并通过显微组织观察等研究了AZ31镁合金在动态冲击下的变形行为和组织演变,最后分析了AZ31镁合金的塑性变形机制。结果表明:在1 524~2 024s-1的应变速率范围内,AZ31镁合金的流变应力随着应变的增大而逐渐增大,表现出明显的应变强化效应;随着塑性变形的增加,AZ31镁合金塑性变形机制依次为滑移+孪生、晶粒细化、变形局部化;剪切带内的温升约为241K,达到了孪生动态再结晶的形核温度;晶粒内部的滑移和孪晶转动是剪切带内晶粒细化的主要机制,短暂的温升促进了剪切带内晶粒的细化。     

AZ31镁合金方管挤压成型的数值模拟

基于AZ31镁合金热压缩真应力-真应变曲线,计算得到了流变应力方程,分析了合金压缩变形后的显微组织,并用HyperXtrude有限元分析软件对AZ31镁合金方管挤压成型进行了数值模拟,最后进行了试验验证。结果表明:AZ31镁合金的流变应力随变形温度的升高而减小,并在350℃以上较快达到稳态,易于加工成型;热压缩变形后合金中的孪晶组织随温度的升高有所减少,且晶粒不断长大,在高应变速率时由于动态再结晶不充分,晶界附近形成类似"项链"状的细小晶粒组织;有限元模拟分析发现方管角部金属流速低于中心位置,在HyperStudy中经工作带优化后流速分布均匀,采用优化设计的模具挤压生产出了合格的AZ31镁合金型材。     

AZ31镁合金热轧制工艺及数值模拟研究

针对AZ31镁合金平板的轧制过程进行试验研究,通过控制温度及不同道次的压下率等工艺条件,最终将36mm厚的镁合金铸锭,压制成厚度为1mm的板材.同时运用MSC.Marc软件,采用显式弹塑性有限元法对AZ31镁合金平板的轧制过程进行热-机耦合三维数值模拟.对轧件在轧制过程的金属流动、温度、应力及应变分布等特点进行分析,并与实际试验结果进行对比,验证了模拟结果的准确性.     

AZ31B镁合金板材多道次轧制路径研究

在250~400℃初轧温度条件下,对铸轧态AZ31B镁合金板材进行四道次不同轧制路径的轧制试验,采用Axio Imager A2m金相显微镜对微观组织进行观察,采用WDW-E100D电子万能试验机对试样室温拉伸性能进行检测。综合研究不同初轧温度及轧制路径对轧后镁板的宏观成形性、微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:轧后镁板组织性能与轧制工艺存在较强相关性。随初轧温度的升高,镁板屈服强度和抗拉强度均逐渐减小,伸长率逐渐增大;不同路径的交叉轧制对镁板边裂现象有较好的改善作用,初轧温度升至400℃后边裂消失;轧后镁板RD-ND截面与TD-ND截面微观组织分布一致,晶粒尺寸均为单峰正态分布特点,不同路径交叉轧制均能有效提高晶粒尺寸分布的均匀性,改善轧后镁板的各向异性,多道次交叉轧制对镁板晶粒细化及均匀化作用最明显。     

异步纵横交叉轧制工艺参数对AZ31镁合金显微组织和性能的影响

以AZ31镁合金为研究对象,开发了异步纵横交叉轧制工艺对其进行了轧制试验,研究了上下辊速比、总道次数、轧制规程和轧制温度等对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着轧制温度的升高,轧后合金晶粒尺寸逐渐增大,强度逐渐上升,伸长率逐渐下降;不同上下辊速比的剪切应力都能产生细化晶粒效果;总压下量相同时轧制道次较少对组织和性能有利;轧制规程对组织和性能也有一定的影响。     

变形镁合金AZ31的研究进展

综述了国内外AZ31镁合金的研究进展.分别介绍了AZ31镁合金组织、力学性能及变形行为研究现状,讨论了合金元素对AZ31镁合金的影响,并对变形镁合金AZ31耐蚀性的相关研究进行了总结.最后对AZ31镁合金的发展前景进行了分析.     

增量等通道角挤压对汽车用AZ31镁合金组织和性能的影响

通过250℃增量等径角挤压(I-ECAP)研究了不同路径对AZ31镁合金组织和性能的影响。结果表明,通过不同路径单向(A),每道次旋转90°(B),每道次旋转180°(C),可以极大的细化组织晶粒尺寸。经过I-ECAP后,镁合金拉伸屈服强度随着A、B、C路径的进行随着降低,延伸率获得提高,而压缩屈服强度具有同样的趋势。不同路径等径角挤压后,晶粒尺寸基本一致,路径对晶粒尺寸没有明显的影响。而在拉伸过程中,经过等径角挤压后的试样出现剪切带,A路径剪切带平行于拉伸轴,B和C路径剪切带与TD方向呈45°分布。     

初始晶粒尺寸对大应变轧制AZ31镁合金板材显微组织和力学性能的影响

对自行熔炼制备的AZ31镁合金铸锭进行挤压并在350℃进行不同时间的退火处理,以得到具有不同初始晶粒尺寸的板材,然后对其在40%和80%的压下量下进行轧制,研究了初始晶粒尺寸对轧后板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:经大应变轧制(压下量80%)后,合金组织得到明显细化,孪生诱发动态再结晶和旋转动态再结晶是大应变轧制过程中主要的再结晶机制;随着初始晶粒尺寸的增大,晶粒转动作用受到抑制,孪生作用增强,孪生诱发动态再结晶成为再结晶的主导机制,从而获得了均匀的再结晶组织和优异的力学性能;当压下量为80%时,初始大尺寸晶粒板材的平均晶粒尺寸为5μm,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为311.3 MPa,206.8MPa和28.3%。     

挤压温度对AZ31镁合金电化学性能和腐蚀形貌的影响

采用平面分流模具热挤压成型制备了内部镶嵌钢芯的AZ31镁合金牺牲阳极,研究了挤压温度对其成形性能、显微组织、电化学性能以及在模拟土壤环境(饱和CaSO4-Mg(OH)2溶液)中腐蚀形貌的影响。结果表明:当挤压比为12,挤压温度为320~410℃时,AZ31镁合金阳极表面成形良好;晶粒尺寸随着挤压温度的升高先减小后增大,最小晶粒尺寸达到12.2μm;随着挤压温度的升高,镁合金电流效率和开路电位均先增大后减小,而表面腐蚀程度先减轻后加深,当温度为380℃时,电流效率和开路电位达到最大,分别为63.93%,-1.586V,此时表面点蚀孔数量最少,腐蚀程度最轻。     

AZ31镁合金的阳极氧化新工艺

开发了一种应用于AZ31镁合金的环保型阳极氧化工艺,讨论了电解液成分、电参数、控制方式、封孔工艺和溶液温度等对阳极氧化的成膜过程以及膜层性能的影响。结果表明：选用KOH、Na2BO4、Na3PO4及成膜添加剂组成的环保型电解液,控制适当的反应参数,能在镁合金AZ31上形成耐蚀性能高、膜层致密的阳极氧化膜,其性能与电解液的组分有较大的关系,最后的封孔处理能提高阳极氧化膜的耐蚀性。     

温度和加载方向对挤压态AZ31镁合金动态压缩行为及显微组织的影响

利用分离式Hopkinson压杆系统对具有混晶组织的挤压态AZ31镁合金在高温下的动态压缩行为进行了研究,分析了显微组织在动态压缩前后的演变,讨论了试验温度和加载方向对动态压缩行为和组织的影响。结果表明:加载方向与挤压方向平行时,其真应力-应变曲线随温度升高呈下降的趋势;加载方向垂直于挤压方向在200℃以上压缩时,温度对真应力-应变曲线的影响不明显;在压缩变形过程中,动态再结晶伴有孪晶形核和位错形核机制;随温度的升高,变形机制由孪生逐渐转变为滑移,加载方向垂直于挤压方向的试样转变得更为明显;在300℃压缩变形时,原始的混晶组织得到显著细化。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊研究

成功实现了2.5 mm厚薄板镁合金AZ31的搅拌摩擦焊接。试验结果表明,接头外观优美,表面光滑,没有裂纹,背部搅拌熔合充分。微观组织、拉伸、弯曲和显微硬度试验显示镁合金的搅拌摩擦焊可以得到良好力学性能的接头(接头抗拉强度达母材强度的90％左右);显微组织特征显示接头有明显分区,焊缝中心生成等轴、微细的晶粒。     

AZ61镁合金的热压缩变形行为及组织演变

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对AZ61镁合金在变形温度为250~400℃、应变速率为0.001~10s-1的条件下进行热压缩模拟试验,研究了合金的热压缩变形行为和组织演变。结果表明:AZ61合金在热压缩变形过程中的流变行为可用Arrhenius关系曲线来表示,合金的应力指数为5.096,热变形激活能为147.262kJ·mol-1;在相同的变形温度下,合金的再结晶程度随应变速率的增加而增大;在低应变速率(0.001~1s-1)下变形时,再结晶主要发生在初始晶界上,在高应变速率(10s-1)下变形时,再结晶同时在初始晶界和孪晶上发生;在相同的应变速率下,再结晶程度和再结晶晶粒尺寸均随变形温度的升高而增大。