AZ91D镁合金铸锻双控成形组织性能研究

铸锻双控成形，是综合了压力铸造和锻造工艺特性而提出的一种新的成形方法。采用正交试验的方法进行AZ91D镁合金样件的试制，并对铸锻双控成形制件进行T6热处理，然后对样件进行力学性能测试及微观组织观察，得出在相同工艺参数条件下，铸锻双控成形制件比普通压铸件的抗拉强度和伸长率分别提高84．394％和101．761％；经热处理后则分别提高94．672％和121．617％；且微观组织晶粒细小。     

镁合金液态铸锻双控成形技术研究

液态铸锻双控成形是综合了压力铸造和锻造的工艺特性而提出的一种新的成形方法.以AZ91D镁合金为例,通过在相同工艺参数条件下的铸锻双控成形与普通压力铸造,并对双控成形制件进行T6热处理,后进行力学性能测试.结果显示,在相同工艺参数条件下,双控成形制件与普通压铸件相比,其抗拉强度提高94.67%和84.39%,伸长率提高121.62%和101.76%.     

铸锻复合成形AZ91D摩托车发动机壳体热处理工艺研究

采用不同固溶和时效热处理工艺对液态铸锻双控成形AZ91D摩托车发动机壳体进行了热处理实验。结果表明：样品经过T4（415℃x9h,60℃水淬）处理后,合金的抗拉强度和延伸率最大,其值分别为239．7MPa,1．58％,较未热处理提高幅度分别为41．6％,79．9％。经T6（415℃×9h,60℃水淬＋205℃×16h,空冷）处理后,样品显微组织中的第二相得到均化,在一定程度上强化了合金。未处理态、T4、T6状态下的拉伸试样断口形貌中均存在较多的韧窝,表明铸锻双控成形制件的塑性较好。T6（415℃×9h,60℃水淬）热处理后的拉伸试样断口形貌中韧窝最多,塑性最好。     

AZ91D镁合金真空压铸力学性能研究

对AZ91D镁合金的真空压铸工艺进行了实验研究，讨论了型腔真空压力和铸造压力等工艺参数对于铸件密度、抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能指标的影响规律。研究结果表明：型腔真空压力和铸造压力是影响铸件密度和抗拉强度关键参数。铸造压力增加或真空压力降低时，铸件密度和抗拉强度增加。同时，研究了铸件在T6处理前后的力学性能，型腔真空压力为5kPa条件下的铸件在T6处理后未发生起泡现象，T6处理后试样的抗拉强度和屈服强度提高，伸长率降低。     

AZ91D镁合金在铸锻复合成形过程微观组织的演变

以AZ91D镁合金铸坯为研究对象,分析了等温模锻前后铸坯微观组织的演变,采用粒径尺寸分析软件定量检测了初生相的平均晶粒长度.结果表明:经等温模锻后,基体相和第二相沿垂直压力方向被拉长,逐渐演变为纤维状.呈现出明显的流线特征;初生相的平均晶粒长度增大约80％,最大晶粒长度增大约90.3％.     

AZ91D镁合金半固态成形技术研究进展

AZ91D镁合金是工业上应用最为广泛的镁合金之一,文中综述了目前国内外AZ91D镁合金半固态成形技术的研究和应用现状,包括半固态镁合金的微观组织、触变及流变行为、成形工艺及其成形件的性能。并展望了AZ91D镁合金半固态成形技术在我国的发展前景和发展要点。     

喷射成形高强度AZ91镁合金的组织与力学性能

在保护气氛中采用喷射成形制备技术制备了形状完整的AZ91镁合金沉积圆柱坯.对沉积坯进行显微组织分析,结果表明:喷射沉积AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约17 μm,有效地改善了离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析;挤压变形过程引发的动态再结晶使喷射成形AZ91镁合金的组织进一步细化;经175 ℃时效时,析出相中多数为不连续析出,连续析出所占比例很小;后期阶段时效过程加快,长时间时效未见片状及针状析出物球化现象.喷射成形AZ91 镁合金经挤压变形和T6处理后,抗拉强度和屈服强度分别达到435和360 MPa,伸长率为9.2%,实现了强度和韧性的同步大幅度提高.     

成形参数对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响

研究了不同成形工艺参数，如坯料加热温度、加热时间和模具预热温度（模具温度）对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响。结果表明：成形性、缺陷形成与加工参数紧密相关。合适的成形参数为：坯料加热温度在575～595℃，加热时间超过75min，模具预热温度超过275℃；主要有冷隔、液相偏析、缩松、裂纹和氧化夹杂5种缺陷。其中，裂纹和氧化夹杂是主要的缺陷。     

成形参数对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响

研究了不同成形工艺参数,如坯料加热温度、加热时间和模具预热温度(模具温度)对AZ91D镁合金触变成形性与缺陷形成的影响。结果表明:成形性、缺陷形成与加工参数紧密相关。合适的成形参数为:坯料加热温度在575～595℃,加热时间超过75min,模具预热温度超过275℃;主要有冷隔、液相偏析、缩松、裂纹和氧化夹杂5种缺陷。其中,裂纹和氧化夹杂是主要的缺陷。     

合金化对AZ91D镁合金组织与力学性能的影响

利用光学显微镜（OM）和X射线衍射（XRD）分析了分别加入合金化元素Ce，Si和Ca后AZ91D合金的铸态组织和相组成，测试了合金室温拉伸性能和硬度。结果表明：加入Ce和Si后合金组织中分别生成杆状Al4Ce和汉字状Mg2Si相，而加入Ca后无新相生成，加入的Ca主要固溶于β相中；Al4Ce和Mg2Si相在合金凝固过程中被推移到生长界面，Ca原子偏聚在生长界面前沿，从而阻碍枝晶的自由生长，细化合金铸态组织：Ce和Ca的加入可提高合金室温综合力学性能，且前者提高程度要高于后者提高程度，而Si的加入却降低合金室温综合力学性能。     

Ce对AZ91D镁合金力学性能与阻尼性能的影响

为了提高AZ91D 镁合金的力学性能与阻尼性能,利用OM(光学金相显微镜)和XRD 分析了金属型铸造不同Ce 含量AZ91D 合金的显微组织和相组成,测试了室温力学性能,用悬臂梁技术测量了其阻尼性能。结果表明,AZ91D合金中加入一定量Ce 后生成的Al4Ce 相被推移到生长界面,阻碍枝晶的自由生长,从而细化合金铸态组织;Ce 能提高AZ91D 合金室温抗拉强度,而对其屈服强度和延伸率影响不大,Ce 能提高合金的阻尼性能;AZ91D-0.7%Ce 合金晶粒细化效果佳,力学性能较理想,阻尼性能最高;合金的阻尼行为可用Granato-Lücke 理论来解释。     

启锻时间对铸锻成型AZ91D镁合金组织与性能的影响

采用铸锻复合一体化成型技术制备AZ91D镁合金,研究了启锻时间对AZ91D镁合金组织与拉伸力学性能的影响。结果表明:启锻时间越长,锻压对模腔内AZ91D镁合金的强制补缩效果越好,收缩裂纹和缩孔越少,AZ91D镁合金的抗拉强度和伸长率越高。当启锻时间为3 s时,锻压变形能够完全消除收缩裂纹和缩孔,压实显微组织。当启锻时间为5 s时,AZ91D镁合金的抗拉强度和伸长率分别为251.3 MPa和4.6%,与启锻时间为0相比,此时AZ91D镁合金的抗拉强度和伸长率分别提高了26.8%和28.2%。     

AZ91D镁合金成形组织的研究

研究了AZ91D镁合金液态金属型、液态砂型、液态压铸成形、半固态流变压铸成形及其T6热处理后的组织特点。结果表明，半固态流变压铸成形组织中初生α相细小、圆整、分布较均匀，平均粒径为35-50μm，消除了其它成形组织中的树枝晶结构，同时生产验证该组织具有很好的薄壁件充填成形性能。     

半固态触变成形AZ91D镁合金卫星角框件

通过对等径道角挤压处理后的AZ91D镁合金坯的触变成形试验，并借助于金相显微镜、Instron材料拉伸试验机等分析手段，对AZ91D镁合金卫星角框件的半固态触变成形工艺进行了研究。研究结果表明：当坯料加热温度为560℃，保温时间为20min，模具预热温度为400℃，保压时间为40s时，强度可达到292MPa，伸长率达到4．8％；触变成形对材料微观组织的影响主要表现为较明显的固液相分离现象，而对制件晶粒形状的影响比较小，在成形过程中，坯料的流动方式是以液相包裹球状固相颗粒的方式进行的；通过固溶处理和自然时效可以提高触变成形后的卫星角框件的强度；当固溶时间为6h，强度提高幅度在10％以上。     

激光合金化对AZ91D镁合金力学性能的影响

在AZ91D镁合金表面预置A1粉,采用5 kW横流CO2激光器对其进行合金化处理.采用电子探针对合金化层的元素分布进行分析.使用X射线衍射仪和扫描电子显微镜(SEM)对合金化层进行微观分析,测试涂层的摩擦磨损性能.结果表明:合金化层主要由α-Mg和B-Mg17Al12组成;合金化层的磨损性能与基体相比有了较大提高.     

固相再生AZ91D镁合金边角料的低温力学性能

采用固相再生方法回收AZ91D镁合金边角料,研究再生合金的低温力学性能、微观组织和断口形貌。在WDW-3100型微机控制电子万能试验机上进行低温拉伸实验,实验温度为27,-70,-100和-130℃;在JB30A型冲击试验机上进行冲击实验,温度分别为27,（-70±5）和（-130±5）℃。结果表明：再生合金在固相再生过程中发生了动态再结晶,块与块之间结合较好,原始的块与块之间的界面已经不能分辨。再生合金随着温度的降低,抗拉强度略有增加,伸长率呈下降趋势,即温度降低脆性倾向增加,在-130℃时拉伸,抗拉强度和伸长率分别为360.65MPa和5.46%;随着冲击温度的降低,再生合金的冲击功随之降低,在-130℃时冲击功为3.06J/cm2。     

阻燃镁合金AZ91D的研究

研究了通过添加铍，可得到直接暴露在大气中熔炼的镁合金AZ91D。通过金相组织观察发现：当铍的含量达到0.015%时，合金的晶粒度最好，而且具有很好的阻燃性能；同时研究了采用不同的变质剂AZ91D合金进行变质处理。实验结果表明：变质处理的AZ91D合金，组织明显细化，尤其是时效处理后，其力学性能得以大幅度提高，拓宽了合金的使用范围。     

铈对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等分析研究了含铈AZ91D镁合金(0.26%Ce、0.69%Ce、0.93%Ce)的显微组织及相组成,并对其室温力学性能进行了测试,同时与不含铈AZ91D镁合金的组织和力学性能进行了比较.结果表明,当加入0.69%Ce时,合金铸态组织得到明显细化,网状β相呈弥散的粒状分布于晶界上,同时有大量的针状物Al4Ce相出现;而当加入0.93%Ce时,合金的铸态组织没有细化现象,反而较AZ91D-0.69%Ce的组织有粗化的趋势,且针状化合物长大成杆状.适量稀土Ce可以改善合金的力学性能,当Ce含量为0.69%时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及硬度分别比AZ91D镁合金提高15.8%、8.7%、140%及15.7%,其综合力学性能达到最佳.分析了Ce对合金的综合强化机理.     

Y对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素钇（Y）对AZ91D镁合金铸态及热处理态的组织和力学性能的影响。结果表明：Y会强烈地细化合金组织，并在合金中生成方块状的Al6Mn6Y相及杆状的Al2Y相。少量的Y能显著提高合金的力学性能，当Y含量（质量分数）达到1．5％时，合金得到最佳的力学性能。另外，含Y的AZ91D合金固溶处理后硬度及抗拉强度皆高于原AZ91D合金，并且Y会推迟镁合金的时效过程，延长时效峰值的到来时间。     

低温热处理对AZ91D镁合金压铸件组织和力学性能的影响

通过扫描电镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、金相显微镜以及拉伸试验等对AZ91D压铸镁合金在不超过300℃、短时间热处理条件下的组织结构及力学性能进行了研究。结果表明，热处理未引起该合金微观组织、相结构、硬度和力学性能的显著变化，说明短时间的低温热处理不会对AZ91D压铸镁合金的组织及力学性能产生不良的影响。