高应变率下AZ31镁合金焊接接头动态力学性能

采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为900~2500s-1范围内对轧制态AZ31镁合金氩弧焊(TIG)和搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头进行了高速冲击压缩实验,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的接头组织和断口进行了观察。结果表明:随着应变速率的增大,合金的真应力-应变曲线变化不大,说明AZ31镁合金两种焊接接头对应变速率的敏感性较小;在高应变速率下FSW焊接接头的强度及塑性均优于TIG焊接接头;两种接头在高应变速率下的断裂方式均为解理断裂,但相对于TIG焊接接头,FSW焊接接头更加平整光滑;两种接头的显微组织对应变率均不敏感,并且在高应变率压缩下的变形方式相同,主要为滑移。     

AZ31与AZ61异种镁合金的TIG焊研究

采用TIG焊对AZ31与AZ61镁合金薄板进行连接,分别采用了AZ31和AZ61焊丝,比较焊接效果的影响.通过显微镜、扫描电镜、X-ray物相检测等实验方法,分析了两种焊丝焊接接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相及力学性能等差异.研究结果表明:采用AZ31和AZ61两种焊丝都能完成AZ31与AZ61镁合金薄板的对焊,获...     

热输入对AZ31B镁合金/PRO500超高强钢TIG熔-钎连接特性的影响

利用TIG电弧作为热源开展了AZ31B镁合金与超高强钢PRO500熔-钎连接试验,研究了不同焊接热输入条件对接头微观结构及力学性能的影响。结果表明:利用TIG电弧能够实现AZ31B镁合金/PRO500钢的有效熔-钎连接,强度可达镁合金母材的85%,接头界面区形成由Fe-Mg-O化合物、金属间化合物AlFe_3相和基体Fe元素、熔敷金属中扩散过来的Mg元素等共同组成的过渡区;随着焊接电流的增大,AZ31B镁合金/PRO500钢熔-钎焊接头断裂模式由包含了延性断裂和准解理断裂的混合断裂模式转化为准解理断裂主导的脆性断裂模式,结合强度显著下降。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头断裂机制

对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头进行力学性能实验.拉伸、疲劳实验结果显示,AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头抗拉强度可以达到母材强度的92.9%,断裂位置在前进面的机械热影响区,认为是前进面机械热影响区不均匀的层状组织和应力集中作用的结果.扫描电镜显示:断口有明显的撕裂纹和纤维状组织.     

电弧电流对AZ31B/DP980激光诱导电弧焊接接头成形及力学性能的影响

采用激光诱导钨极惰性气体保护(tungsten inert gas, TIG)电弧焊接技术,在未添加任何夹层和镀层的条件下,通过优化工艺,获得了AZ31B镁合金和DP980高强钢高质量搭接焊接头,重点研究TIG电弧电流对焊接接头成形和力学性能的影响规律。结果表明：电弧电流的增大会提高镁合金在高强钢的润湿铺展能力,提升焊缝宽度的同时减小润湿角。镁合金/钢焊接接头的最大拉伸载荷随着电弧电流的增大先升高后降低,接头断裂模式由沿界面断裂转变为沿焊缝断裂。当TIG电流为80 A、激光功率为350 W时,焊接接头最大平均拉伸载荷达到279 N/mm。焊缝宽度和界面层厚度的增大以及激光匙孔的钉扎作用共同提升了镁合金/钢的接头性能。     

镁合金净化技术研究

利用金相分析、电镜、岛津材料试验机等方法研究了不同净化工艺对镁合金力学性能、组织、断口形貌的影响.结果表明,对于AZ91镁合金,精炼剂的用量不宜超过3.5%,浇注温度应控制在720～730℃.采用熔剂、吹氩和过滤的复合净化处理工艺可以有效清除镁熔体中的夹杂物和气孔,使镁合金的性能得到极大的提高.经复合净化处理后的AZ91的σb和δ可分别达到206.1MPa和5.21%.金相观察表明,净化处理对金相组织无明显的影响,不改变AZ91镁合金的断裂机理,断口均成准解理断裂.     

镁合金AZ31B钎焊接头的钎缝物相及力学性能

以Al基钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的钎缝物相和力学性能.采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析仪等分析了接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度.结果表明:钎缝中钎料与母材发生界面反应生成α-Mg,β-Mg17(AI,Zn)12相.钎焊搭接接头平均剪切强度为27MPa,对接接头平均抗拉强度为42MPa.对接接头断口的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要产生在β-Mg17(AI,Zn)12硬脆相处.     

异步轧制AZ31镁合金板材的超塑性工艺及变形机制

经过异步轧制工艺获得AZ31镁合金薄板。在300~450℃范围内,分别通过5×10-3,1×10-3s-1和5×10-4s-1不同应变速率进行高温拉伸实验研究其超塑性变形行为,计算应变速率敏感指数m值、超塑性变形激活能Q及门槛应力σ0值。通过EBSD分析和扫描电镜观察拉伸断裂后的断口形貌,分析AZ31镁合金的超塑性变形机制。结果表明:AZ31镁合金的塑性变形能力随着变形温度的升高及应变速率的降低而增强。当拉伸温度为400℃、m=0.72、应变速率为5×10-4s-1时,AZ31具有良好的超塑性,伸长率最大为206%。温度为400℃时,异步轧制AZ31镁合金的超塑性变形是以晶格扩散控制的晶界滑移和基面滑移共同完成的。     

宽幅AZ31B镁合金铸轧板显微组织和性能研究

通过金相观测、断口扫描和力学性能测试等实验,研究了宽幅AZ31B镁合金铸轧板的组织分布,及其对板带边裂和力学性能的影响。结果表明:AZ31B镁合金铸轧板的组织主要由α-Mg基体、析出相β-Mg17Al12相及α+β离异共晶组成,呈树枝晶形貌;β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板坯的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的心部和中部呈球状弥散于α-Mg基体中,构成层片状;在板坯边部枝晶间低熔点的共晶相及晶界上的β-Mg17Al12相易成为裂纹源,并沿晶向外扩展,是铸轧过程中产生裂纹的主要原因;试样拉伸断口呈脆性解理断裂的特征,其力学性能呈明显的各向异性。     

AZ31镁合金连续变断面挤压变形行为及组织演变

采用大变形量的连续变断面循环挤压工艺对铸态AZ31镁合金进行不同道次的挤压变形,分析了其在变形到断裂过程中的受力情况和微观组织变化。研究表明:随着变形次数的增加,铸态AZ31镁合金晶粒不断被细化,10道次变形后,晶体内的不均匀变形被消除,粗大的晶粒全部变为细小的等轴晶,晶界上的第二相和杂质也均匀地分布在晶粒间;变形过程中发生了动态再结晶,原始粗大晶粒在形成细小等轴晶的同时仍能保持原有晶体位置的遗传性;变形过程中主要以孪晶为主,锥形裂纹末端为沿晶和穿晶结合型断裂,侧面为单一型穿晶断裂,并且裂纹两边显微组织存在较大差异性。