热处理对挤压铸造AZ81镁合金组织和性能的影响

采用X射线衍射、金相分析、拉伸试验、SEM分析等方法测试和分析了挤压铸造AZ81合金在铸态、固溶态和固溶+时效态下的显微组织及力学性能.结果表明,固溶处理可使挤压铸造AZ81镁合金中因非平衡凝固所产生的β-Mg17Al12共晶相溶解;合金的断口由众多深浅不一的韧窝组成,塑性断裂区明显增加,塑性大幅改善;合金抗拉强度和伸长率有大幅提升,分别达到253.81 MPa和10.24%,硬度和屈服强度则有所下降.固溶+时效处理后,β-Mg17Al12相主要以连续析出方式在晶界及基体上析出,合金抗拉强度进一步提高至262.49 MPa,硬度和屈服强度也显著提高,伸长率则有所下降;合金断口韧窝减少并出现大的解理平面,表现出脆性断裂的特征.     

铈对AZ91D镁合金ECAP组织及性能的影响

通过普通凝固技术获得含有0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和0.9%Ce的AZ91D镁合金,进行等通道转角挤压(ECAP)实验.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金微观组织形貌,用扫描电镜附带的能谱分析仪(EDS)分析其微区组织成分,并测试挤压前后合金的维氏硬度.结果表明,适量Ce的加入可使AZ91D合金在晶界处析出Al4Ce金属间化合物,阻碍基体相生长而细化合金显微组织;Ce量影响Al4Ce金属间化合物的形貌.Ce<0.5%时,Al4Ce相呈颗粒状析出.而Ce>0.5%时,Al4Ce相呈杆状或片状生长;Ce能显著提高AZ91D合金室温硬度;ECAP后合金的强化效果更佳,其中三次挤压后的AZ91D-0.5%Ce合金维氏硬度提高了近1倍.     

Ca对挤压AZ91镁合金组织及性能的影响

利用OM,SEM,XRD及力学性能测试等手段,研究了添加Ca元素的AZ91 XCa(X=0,0.5,1.0,1.5,wt%)合金挤压管材的显微组织及室温和高温力学性能。结果表明,Ca元素可以明显细化合金组织,使Mg17Al12相的形貌及分布发生改变;合金中加入少量Ca时,Ca主要溶入Mg17Al12相中,随着合金中Ca含量的增加,一部分Ca溶入Mg17Al12相,另一部分与Al化合形成Al2Ca相。Ca的加入提高了合金的高温强度和伸长率,但降低了合金的室温强度。少量的Ca有助于提高合金的高温力学性能,挤压AZ91 0.5Ca合金200℃时的力学性能可以达到σb=218.0MPa,σs=182.0MPa和δ5=24.0%,比挤压AZ91合金分别提高了27.0%,66.2%和16.5%。     

Gd对AZ81镁合金β相组织及性能的影响

试验研究w(Gd)分别为0%,0.1%,0.3%,0.5%,1.0%对AZ81镁合金微观组织及性能的影响,采取金相显微镜、X射线衍射、硬度试验机及电化学工作站等设备进行了检测分析。结果表明,随着Gd加入量的增加,β-Mg_(17)Al_(12)相网状分布断开,尺寸逐渐减小,数量也逐渐减少,合金的硬度也逐渐增加,耐蚀性能提高。     

挤压温度对AZ31镁合金组织性能的影响

研究挤压温度对AZ31镁合金异型材制品组织结构、抗拉强度和电导率的影响.用锥模挤出散热片,制品采用水冷,挤压比为13.5.结果表明:对于密排六方结构的AZ31镁合金,孪晶常出现在晶粒的一侧,并以周期性的形式重复出现;挤压温度直接影响制品的组织结构及抗拉性能,挤压温度对电导率的影响较小.随着挤压温度的升高,动态再结晶速度加快,晶体中的孪晶明显减少,晶粒尺寸增加.在挤压温度为400℃,经水冷却的散热片型材,其抗拉强度和电导率分别为267 N/mm2和17.3 IACS%.     

挤压比对AZ80镁合金组织及性能的影响

在温度为390℃时,对AZ80镁合金在工业用压力机上采用15、30、45、60和75五个挤压比进行正挤压,并对不同挤压试样进行研究分析.结果表明:随挤压比的增加,即变形量的增加,在变形过程中新晶粒所占体积分数越来越大,且在一定条件下动态再结晶可以重复进行,因此使晶粒得到明显细化,有效提高了合金综合性能.随挤压比升高,强度有升高趋势,其抗拉强度在挤压比为60时达390MPa,伸长率达11%.     

工艺参数对AZ91镁合金挤压组织及性能的影响

通过对均匀化退火后的AZ91镁合金热挤压成形的试验研究,分析了AZ91镁合金热挤压成形时组织及力学性能的变化规律.结果表明:挤压态AZ91镁合金为明显的动态再结晶细化组织,且产生了(0001)面织构,细小的再结晶晶粒以及织构的存在都有利于材料的强度和塑性的改善,其抗拉强度随挤压温度、挤压比和挤压速度的升高而升高.挤压制品具有较好的综合力学性能,抗拉强度σ(h)均在310MPa～340MPa之间,延伸率δ在10％ - 12％之间.     

挤压比和挤压温度对AZ31镁合金组织性能的影响

研究了AZ31镁合金挤压变形,分析了挤压比和挤压温度对合金组织性能的影响。结果表明,挤压后合金发生了动态再结晶,形成了等轴晶粒,细化了晶粒。随着挤压温度的增大,合金晶粒长大,强度和塑性下降,挤压比增大,合金晶粒细化,强度和延伸率都随着挤压比的增大而增大。在低温与大挤压比的共同作用下,镁合金的韧性有效地得到提高。     

挤压工艺对AZ31镁合金组织和性能的影响

研究了挤压温度和挤压速率对AZ31镁合金显微组织、耐腐蚀性能和力学性能的影响。结果表明,通过300℃下的热挤压变形,AZ31合金发生动态再结晶,合金组织比铸态时细化,耐腐蚀性能和力学性能明显提高;AZ31镁合金挤压后的组织及力学性能受挤压温度及挤压速率的影响,在本试验范围内,AZ31镁合金经过挤压温度为300℃、挤压速率为6.0 mm/s的挤压变形后得到的组织均匀细小,耐腐蚀性能和力学性能良好。     

挤压工艺对AZ31镁合金组织与性能的影响

镁合金按制造工艺可分为两大类:变形镁合金和铸造镁合金。AZ31镁合金属于变形镁合金,具有良好的机械性能,主要用于汽车零件、机件壳罩和通信设备等。通过对AZ31镁合金热挤压变形工艺的研究,得出热挤压工艺可以改善镁合金塑性变形的均匀性。对不同的挤压比、不同的变形温度、不同的初始坯料状态进行对比,系统分析了挤压变形工艺参数对挤压过程及AZ31镁合金组织和性能的影响,揭示变形材料微观组织和性能间的内在联系,为进一步制备高性能的变形镁合金奠定基础。     

ECHE挤压对AZ31镁合金组织和性能的影响

提出了等通道螺旋转角挤压(equal channel helix angular extrusion,ECHE)变形方法,采用Deform-3D平台的有限元模拟、OM、SEM、TEM、拉伸试验等方法,研究了ECHE制造AZ31镁合金轻质螺栓坯料的挤压工艺、温度场、合金流动情况、组织和性能。结果表明:在变形温度为380℃,挤压速度为3mm·s-1时,合金变形均匀,不易出现挤压缺陷;等通道螺旋转角挤压变形可以显著细化AZ31镁合金晶粒;其挤压过程中晶粒细化机制为晶粒破碎和动态再结晶;挤压后的平均晶粒尺寸为3～5μm,且合金晶粒大小均匀;力学性能较铸态大幅度提高,室温抗拉强度和屈服强度分别由209和104MPa提高到286和165MPa,延伸率由11%提高到26.4%,拉伸断口呈现为韧窝断裂和准解理断裂的混合特征。     

Gd对镁合金AZ81耐腐蚀性能的影响

为了改善镁合金的耐腐蚀性能,进一步拓宽镁合金的应用范围,利用静态腐蚀试验,辅以腐蚀速率计算和腐蚀形貌观察,研究了稀土元素Gd对镁合金AZ81在0.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响作用。结果表明,随着Gd含量的增加,镁合金AZ81的腐蚀速率总体上表现出先增加后降低的变化趋势;加入适量的Gd,可改善镁合金AZ81的耐腐蚀性能。     

挤压道次对航空用工业纯铝ECAP组织和性能的影响

采用等通道转角挤压(ECAP)方法加工航空用工业纯铝以形成细晶结构,对其组织、力学性能以及腐蚀性能进行了测试,研究挤压道次对工业纯铝组织和性能的影响。结果表明:ECAP加工后工业纯铝试样基体晶粒变长并细化。随挤压道次(7道次前)增加,其拉伸强度与表面硬度上升,伸长率降低。经过ECAP加工后,试样腐蚀电位提高,点蚀电位正移,耐蚀性能得到改善。工业纯铝试样ECAP后表面属于点蚀类型,并随挤压道次增加,腐蚀区的数量逐渐降低。     

Ca对AZ81镁合金高温性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了碱土元素Ca对AZ81镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,加入适量碱土元素Ca后使AZ81镁合金的组织明显细化,β（Mg17Al12）相减少,并析出粒状的化合物Al4Ca。经固溶时效处理后,随着碱土元素含量增加。在室温、150℃和175℃三个温度下。合金的强度和延伸率基本上呈先升后降的趋势。当Ca含量为1％时,合金的室温强度和150℃强度同时达到最大值。分别为224．462MPa和183．542MPa。在各温度下对应的延伸率分别是9．2％和11．34％。     

稀土对镁合金AZ81耐腐蚀性能的影响

为了改善镁合金的耐腐蚀性能,进一步拓宽镁合金的应用范围,利用静态腐蚀试验,辅以腐蚀速率计算和腐蚀形貌观察,研究了混合稀土对镁合金AZ81在3.5%NaCI溶液中耐腐蚀性能的影响作用.结果表明,加入1%的混合稀土,镁合金AZ81的腐蚀速率大为降低,腐蚀形貌发生变化,耐腐蚀性能得到显著改善.     

AZ91D-RE-xCa镁合金挤压管件组织及性能

研究了镁合金AZ91D加入混合RE及Ca进行合金化后的AZ91D-RE-xCa（x=0．5、1．0、1．5）镁合金挤压管件的显微组织、室温及高温（150℃和200℃）力学性能。结果表明，合金化之后的镁合金挤压管件高温性能得到了显著的提高。在200℃时，钙含量（质量分数）为0．5％时，δb为225．2MPa，δ0.2为179．3MPa，δ为5．3％，好于同等试验条件下的镁合金AZ91D管件。     

RE和挤压工艺对AZ31镁合金组织及性能的影响

加入0.3%～0.6%的混合稀土能使AZ31镁合金铸态组织得到细化,经热挤压后其力学性能更有所提高。挤压态在25℃时,抗拉强度为285～300MPa,伸长率为16%～21%。但稀土加入量>0.6%,其抗拉强度、伸长率有所下降。     

热处理对挤压变形AZ81镁合金疲劳行为的影响

研究了固溶、时效处理对挤压变形AZ81镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、循环应力.应变行为、应变疲劳参数以及疲劳寿命的影响.结果表明,热处理可导致挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅有所降低;固溶处理和固溶 时效处理可有效提高挤压变形AZ81镁合金在较高总应变幅下的疲劳寿命;不同处理状态的挤压变形AZ81镁合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式描述;挤压态、时效态以及固溶 时效态的挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间的关系可用单斜率直线描述,而固溶态的挤压变形AZ81镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间则呈现双斜率线性行为.     

Gd对AZ81镁合金组织及腐蚀性能的影响

通过熔铸制备了含0.1%,0.3%,0.5%和1%Gd的AZ81镁合金,对比研究了Gd对AZ81镁合金的腐蚀性能的影响。结果表明,随着Gd含量提高,β-Mg_(17)Al_(12)相尺寸和数量均减小,并得到了Al_3Gd相。Gd的加入,不能直接有效地保护α-Mg相的腐蚀,但当晶粒经过Gd细化,β相也得到细化,并产生了新生相Al_3Gd,这些可以降低基体的腐蚀,从而降低合金的腐蚀速率。     

锻压态AZ81镁合金的组织与性能

为改善和提高AZ81镁合金的组织和力学性能,采用不同的始锻温度对AZ81镁合金进行了锻压试验,并进行了组织和力学性能的测试与分析。结果表明:随始锻温度从400℃升高至480℃,试样的平均晶粒尺寸和断后伸长率先减小后增大,而抗拉强度和屈服强度先增大后减小,试样的显微组织和力学性能均先改善后变差。与400℃时锻造相比,始锻温度为440℃时锻造的AZ81镁合金的平均晶粒尺寸减小了9.4μm,晶粒细化,组织得到了极大地改善;抗拉强度和屈服强度分别增大了63和71 MPa,断后伸长率减小了3.9%。因此,AZ81镁合金的始锻温度优选为440℃。