挤锻复合成形汽车高强镁合金的组织与性能

为了研究挤锻复合成形汽车高强镁合金的显微组织和力学性能,采用挤锻复合成形方法制备了Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金试样,并采用金相和扫描电镜方法进行了试样的显微组织分析,以及室温条件下试样的力学性能测试和拉伸断口扫描电镜分析。结果表明:挤锻复合成形可以获得组织细小、力学性能优良的Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金,合金内部晶粒细小、组织分布均匀性较好、平均晶粒尺寸约为6.2μm,基体上分布有类似球形的大颗粒状Mg₁₇Al₁₂相和呈弥散分布的细小颗粒状Mg2 Sn相。挤锻复合成形Mg-6Al-4Sn汽车用高强镁合金的抗拉强度为312 MPa、屈服强度为268 MPa、断后伸长率为15.6%,拉伸断口呈现韧窝状花样,同时伴随着均匀分布的撕裂棱,表现为较为明显的韧性断裂特点。     

AZ61镁合金挤锻复合成形组织与力学性能

采用铸坯挤压制备具有最终试样二维几何特征的AZ61镁合金预成形坯材,经过一次纵向模压制备了近终成形的拉伸试样,对试样进行了组织和拉伸性能检测。实验结果表明:在挤锻复合成形工艺过程中,材料组织经过变形与再结晶,晶粒尺寸从铸态的121μm细化为挤压态的8~15μm,锻压后进一步细化到2~5μm。经历了挤锻复合成形后,材料的室温抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别达到315.2MPa2、27.4MPa和20.5%,比铸态分别提高了42.4%、76%和71%;拉伸失效断口也从铸态的准解理断裂过渡为模压后以韧性断裂为主的特征。     

挤锻复合成形AZ80镁合金的组织与冲击性能研究

采用不同的工艺参数对AZ80镁合金进行了挤锻复合成形,研究了挤压温度、锻压温度对合金显微组织和冲击性能的影响。试验结果表明:随挤压温度、锻压温度增加,AZ80镁合金的平均晶粒尺寸均先减小后增大,冲击韧度均先增大后减小。当挤压温度和锻压温度均为390℃时,AZ80镁合金的平均晶粒尺寸最小,晶粒得到显著细化,冲击韧度最大,韧性最佳,冲击性能最好。挤压温度和锻压温度的升高能够激活和协调镁合金的棱柱滑移系,减小变形的阻力,进而提升镁合金内部组织的塑性变形。挤锻复合成形有利于AZ80镁合金的塑性变形,晶粒的细化和均匀化分布使得裂纹难以产生,而且第二相的分布状态也使得裂纹难以蔓延,因此经挤压后的镁合金韧性较佳。当挤压温度或锻压温度继续上升至420℃后,镁合金内部的强化相晶粒反而增大,冲击韧度变小,冲击性能下降。     

热处理对挤锻复合成形AZ61镁合金组织与性能的影响

通过对挤压态AZ61镁合金进行热锻及随后的人工时效处理,分析了人工时效及形变对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同的时效温度下随时间的延长,合金的硬度先升高,到达一峰值时开始下降。在相同时效时间条件下,随时效温度的升高,硬度逐渐增高,达极大值之后又降低。180℃是AZ61镁合金最佳的时效温度,并且在时效27 h时强度和硬度达到最大值,分别为σb=324.18 MPa,σ0.2=290.53 MPa,硬度为78.5 HRE,δ=13.21%。同时,人工时效β-Mg17Al12相的析出使AZ61镁合金得到强化。     

铸挤锻复合成形对ZK60镁合金组织与性能的影响

利用OM、SEM、EDS以及XRD等手段对铸挤锻复合成形的ZK60镁合金进行组织以及性能的检测与分析。结果表明,在挤锻复合成形工艺过程中,材料组织经过变形与再结晶,平均晶粒尺寸从铸态的30.7μm细化为挤压态的2～10μm,锻压后得到明显细化并分布均匀的等轴晶,晶粒大小约为2μm。挤锻复合成形后,合金的室温UTS和YTS分别达到353 MPa、298 MPa,比铸态分别提高了55.5%和61.96%,而伸长率降低了3.1%;T5热处理最佳工艺为160℃×22 h;拉伸时效断口从铸态的准解理断裂过渡为以韧性断裂为主。     

挤锻复合成形工艺对AZ81镁合金组织和性能的影响

阐述了一种挤锻复合成形工艺.对AZ81镁合金半连续铸坯固溶处理后挤压,并在400℃下以60%的锻压比锻压,研究了其组织和性能变化.结果表明,挤压态AZ81镁合金具有较细的晶粒组织,第二相Mg17Al12被破碎,以弥散状沿晶界分布,个别呈流线形.其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别较铸态提高了69.9%、63.2%和164.6%;锻压后,晶粒更加细化均匀,脆性相Mg17Al1被再次粉碎,部分融入晶粒内部;其各项力学性能得到较大提高,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到229 MPa、337 MPa和15.5%,较挤压态又分别提高了9.6%、8.7%和22.3%;晶粒细化和第二相Mg17Al12分布对AZ81镁合金的性能有着重要影响;从拉伸断口金相SEM上可以看出,铸态AZ81镁合金经挤压和锻压后,断裂单元变小,断口上的韧性部分增多.     

AZ61镁合金挤锻复合成形技术研究

采用镁合金挤锻复合成形的试验方法,研究了AZ61镁合金微观组织演化与塑性变形机制之间的规律.结果表明,挤压和等温模锻后镁合金均发生了动态再结晶,生成了细小均匀的等轴晶粒,经T5热处理后其屈服强度、抗拉强度、伸长率分别可达249 MPa、305 MPa、15.4%.在此基础上进一步对镁合金的塑性变形机制进行了探讨.     

挤锻复合成形Mg-4Al-2Sn镁合金的组织及性能研究

采用不同的挤压温度和锻压温度对新型含锡镁合金Mg-4Al-2Sn试样进行了挤锻复合成形试验,并进行了显微组织和力学性能的测试、对比和分析.结果 表明:随挤压温度和锻压温度的升高,试样的晶粒先细化后粗化,抗拉强度、屈服强度先增大后减小,组织改善.在350℃挤压然后380℃锻压的试样抗拉强度、屈服强度最大,分别为325、2...     

时效对AEZ611镁合金组织及力学性能的影响

通过对挤压坯预成形AEZ611镁合金进行锻压成形及时效热处理,研究了塑性形变及时效过程中显微组织及力学性能的变化规律。结果表明,在箱式电阻炉中时效处理,晶界较粗且晶粒大小不均,油浴中时效晶界变细,有利于合金力学性能的改善。同时AEZ611镁合金力学性能及显微组织对温度较为敏感。时效温度升高至200℃时,第二相的析出速度加快,且析出相分布变得均匀,细小的黑色点状相弥散分布于晶界上;随着时效保温时间的延长,稀土相Al4Ce相在镁合金的弥散数量增加,且晶粒大小均匀,使合金的力学性能得以进一步改善,稀土的弥散数量、大小及形貌对AEZ611镁合金的力学性能有着重要的影响。最佳时效工艺为油浴中时效390℃×1h+200℃×20h,其抗拉强度可达311MPa,屈服强度达到232MPa,伸长率为11%。     

锻压温度对挤锻复合成形AZ80-CeTi镁合金性能的影响

采用不同的锻压温度进行了汽车用AZ80-CeTi镁合金试样的挤锻复合成形,并进行了拉伸性能及冲击性能的测试与分析.结果 表明:随锻压温度的升高,挤锻复合成形试样的抗拉强度、屈服强度、冲击吸收功均先逐渐增大后缓慢减小,断后伸长率先减小后增大.和320℃锻压的结果相比,380℃锻压温度下的抗拉强度、屈服强度、冲击吸收功分别...     

等温锻-挤复合成形EW94镁合金薄壁锥管及其微结构与性能

对塑性成形Mg-9.0Gd-4.0Y-0.4Zr(EW94)合金的薄壁锥管及其成形后的微结构与性能进行研究。采用等温锻-挤复合方法成形EW94合金铸锭,并结合FEM模拟对锻坯的外形进行优化。利用金相、SEM及XRD织构测试仪表征成形后微结构特征;初始粗大晶粒被显著拉长,晶粒被"项链状"剪切带分割,剪切带内大量存在的第二相阻碍了动态再结晶;对比管壁的宏观织构和剪应变分布发现,基面织构的强弱随剪应变的大小变化,管壁中段的基面织构最弱。锻-挤复合成形后的合金性能均匀一致,且经过T5和T6处理后,明显高于铸态,但略低于挤压合金。研究表明,EW94合金薄壁锥管采用等温锻-挤复合成形方法,可保证均匀优良的性能。     

织构与晶粒对挤锻复合成形AZ61镁合金力学性能的影响

采用AZ61镁合金挤压态预成形坯材,通过不同变形程度的模锻成形试验制备AZ61镁合金拉伸试样,运用金相观察、电子背散射衍射(EBSD)取向成像技术,分析了AZ61镁合金在挤锻复合成形过程中晶粒尺寸与织构对其室温力学性能的影响。结果表明,挤压态预成形试样存在强烈的基面织构,晶粒处于硬取向,基面滑移难以启动,AZ61镁合金具有较高的屈服强度。在基面织构强度相似的情况下,晶粒细化可提高试样的屈服强度和伸长率,但不能通过变形的无限增加改善合金的组织与性能。     

模具温度对镁合金板材复合冲锻成形组织的影响

三维复杂断面镁合金壳体难以进行塑性成形,将冲锻与差温工艺结合能替代目前常用的CNC铣削加工和压铸成形。进行了模具温度差对AZ31镁合金板材成形组织的影响研究,利用光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了工艺参数对局部三维变形部位充填、晶粒取向和织构的影响规律。结果表明:在15℃模具温度差下织构的倾斜程度较小,而45℃模具温度差不利于非基面滑移的启动和动态再结晶的生成。当凹模温度为205℃、凸模温度为175℃时,滑移系数量的增加和动态再结晶的软化作用共同提高了镁合金板材成形过程中的流动性。     

锻压力对铸锻复合成形6061铝合金组织性能的影响

研究了在不同锻压力下6061铝合金的显微组织与力学性能.结果表明:铸锻复合成形过程未施加锻压力时相当于压力铸造过程,显微组织中枝晶比较发达,晶粒粗大,宏观组织中有明显的凝固收缩产生的裂纹;施加锻压力后能够显著改善合金的组织,铸造缺陷减少,晶粒得到较大细化;随着锻压力的增大,铸锻态和T6热处理态合金的抗拉强度皆先增大后趋于平缓减小,当锻压力为90MPa时,铸锻态达到最大224MPa,T6热处理后,合金的抗拉强度显著提高,达到最高358MPa;铸锻态和T6热处理态的伸长率皆在60MPa时达到最大.     

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％.     

ZK60镁合金管材热挤压成形组织演变规律

采用数值模拟和试验方法研究了变形镁合金ZK60管材挤压成形组织演变规律。根据材料热模拟试验结果,得到了ZK60镁合金动态再结晶组织演变的Yada模型中的相关系数。结果表明,当挤压速度增大时,挤压管材晶粒尺寸减小,变化规律接近线性。当挤压温度增大时,挤压管材晶粒尺寸增大。挤压比增大时,晶粒尺寸减小。晶粒尺寸数值模拟结果与试验结果吻合,最大相对误差小于16%。当温度在300～360℃时,ZK60镁合金发生了完全动态再结晶,晶粒较小且组织均匀,平均晶粒尺寸是原始晶粒尺寸的38%。     

汽车用AZ61镁合金反挤压成形组织和性能演变研究

对AZ61镁合金在300℃下进行了管材反挤压成形。通过金相显微镜进行了组织观察,并对管材的室温显微硬度以及拉伸性能进行了测试。结果表明,在300℃可以成功挤压出镁合金管材,其强度和塑性比原始材料显著提高。在管材底部的硬度最低,在壁部最大,而肩部居中。这与AZ61镁合金棒材在挤压过程中产生的Mg_(17)Al_(12)相以及动态再结晶行为有关。     

ZE10镁合金板拉胀复合成形与扩孔成形性能研究

为研究ZE10镁合金的成形性能,在20～300℃条件下对ZE10镁合金板进行拉伸力学性能、锥杯及扩孔试验.结果表明:随着变形温度的升高,ZE10镁合金板的抗拉强度逐渐下降而伸长率、“拉深 胀形“复合成形性能、扩孔成形性能显著提高.200℃、250℃锥杯实验时,ZE10镁合金试样可顺利拉深进入锥杯凹模底部直圆孔而不出现开裂,具有较小的锥杯值;而300℃时反而增加,说明在200℃、250℃时ZE10镁合金具有最佳的拉胀复合成形性能.150℃、200℃扩孔试验时,试样中心φ10 mm预制孔可胀大到凸模直径φ25 mm大小,成功实现翻边(翻边系数为0.37),显示ZE10镁合金具有很好的扩孔成形性能.     

循环扩-挤变形AZ80镁合金组织与性能

通过循环扩挤(CEEOP)变形方法对100 mm×50 mm×170 mm的AZ80镁合金块状材料进行挤压加工,借助计算机模拟仿真、组织观察、拉伸试验、硬度测试等手段研究了1~4道次CEEOP变形对AZ80镁合金等效应变、显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着CEEOP挤压道次的增加,晶粒的尺寸越来越小且分布均匀,1道次后晶粒尺寸可以从200μm左右细化到6μm,4道次后晶粒尺寸细化到1.5μm左右,整体分布均匀呈等轴晶晶粒,晶粒细化的机制是晶粒的机械破碎和动态再结晶,2道次以后晶粒细化效果不太明显。力学性能较均匀化退火态有了大幅度的提升,1道次硬度HB从均匀化退火态的615 MPa提升到了830.7 MPa,4道次达到862.7 MPa,抗拉强度与屈服强度分别从均匀化退火态的230.9和115 MPa提升到了262.7和155 MPa,4道次可以达到294和170 MPa,通过对比ECAP变形试样的组织与力学性能数据,在相同的变形温度与累积应变下,CEEOP变形方法比ECAP变形能够更好地细化晶粒和提高材料的抗拉强度和屈服强度。     

镁合金焊丝的成形工艺及组织性能研究

对镁合金焊丝热挤压成形进行了工艺试验研究，确定了其成形工艺参数，分析了镁合金焊丝热挤压成形时挤压力的宓化规律和组织性能变化。研究结果表明：在有专门的保温装置保证坯料温度始终保持在恒定的温度范围内、使用合理的润滑剂等条件下，采用热挤压法可以得到高质量的镁合金焊丝。