Zn—4%Al合金超塑性变形性能及添加Cu、Mg的影响

本文研究了Zn—4％Al合金的超塑性拉伸性能,板材成型性以及合金元素Cu、Mg对上述性能的影响。结果表明:在350℃以下的温度区间和1.38 ×10~(-3)/s以上的应变速率区间内,该合金的延伸率随温度的升高和应变速率的降低而提高;合金元素Cu、Mg可同时提高该合金的超塑性变形性能和室温强度;经超塑性变形后合金的室温强度明显提高。     

热处理对铸态Zn-5%Al合金的相变超塑性的影响

研究表明,铸态Zn-5%Al(质量分数,下同)共晶合金在20～350C热循环相变条件下进行拉伸时具有超塑性,当施加的初始外应力σ0低于1-4MPa时,铸态Zn-5%Al合金一次热循环过程中的应变增量εt与应力σ0成线性关系,符合Greenwood-Johnson的相变超塑性模型.热循环过程中,铸态Zn-5%Al合金产生的相变内应力变形主要通过α/β界面间的扩散来快速协调.未经淬火处理的铸态Zn-5?合金,共晶组织中的α相呈长条状,界面扩散协调效果较差,因而超塑性延伸率较低;而经过淬火处理以后,α相发生球化,其条状长度变短,而且淬火保温时间越长,α相的球化程度越高,在进行热循环相变拉伸时,对内应力塑性变形的扩散协调效果越好,因而更容易获得较大的应变速率和较高的断裂延伸率.     

Pb-Sn共晶合金超塑性变形三维力学行为图

本文的研究首次表明,可以通过分析恒定拉伸速度得到的拉伸试验数据来建立超塑性变形的应力、应变速率及应变的三维力学行为图。在此基础上,对Pb—So共晶合金的三维力学行为进行分析,可以获得应变速率敏感性指数m值作为应变和应变速率的二元函数的变化(应变速率和应变的对数坐标系上的等m值曲线)。由此可以给出超塑性变形时应变和应变速率区的限度,有益于指导实际的超塑性成型。     

亚共晶Zn-4.45%Al合金凝固组织的晶体学特征

将亚共晶Zn-Al合金凝固,借助EBSD技术研究了其组织的晶体学特征。结果表明,在样品上部形成了由多个伸长共晶团构成的羽毛状组织,且此共晶团中b和a相存在取向关系{}0001β||{}111α,?12ˉ10?β||?11ˉ0?α。其次,初生b相沉积在样品下部,且其呈扁平枝晶状:六个一次枝晶臂沿101ˉ0方向快速生长而沿0001方向则生长缓慢。此外,初生b相内部存在a相析出物,且初生b与此a也存在上述取向关系,但初生b与周围的伪初生a及其附近的共晶b与a之间没有特定取向关系。     

TC4-DT合金的超塑性变形及其本构方程

采用CMT4104电子万能拉伸试验机分别进行温度为870℃,应变速率为3.3×10-4s-1的恒应变速率和温度为850~890℃,应变速率为3.3×10-5~3.3×10-3s-1的应变速率循环法超塑性拉伸实验。结果表明:在变形过程中存在动态回复与动态再结晶现象,并采用Avrami方程描述了动态再结晶动力学行为;基于应变速率循环法获得了TC4-DT合金的本构模型,再通过1stopt软件加以回归拟合,得到较为精确的TC4-DT合金超塑性变形本构方程。     

Mg-5.26Zn-0.45Zr合金超塑性变形的力学特性及显微组织的研究

本文研究了 Mg—5.26Zn—0.45Zr 合金的力学和显微组织参数对超塑变形的影响。合金在最佳变形条件(300℃,ε=1.67×10~3S~(-1))变形,获得最高延伸率680％,流动应力1.79MN/m~2,应变速率敏感性(m)为0.49。结果表明,为了获得最佳超塑性,应控制微细晶粒尺寸,晶粒的等轴比(dl/dt)和微细亚稳的第二相对晶界的钉扎。合金在高应变速率的变形中通过动态再结晶可获得更细的晶粒尺寸,其断裂时总延伸率在135％左右。     

Zn-5%Al合金热浸镀层微结构及其防腐机理研究

分析了Zn-5%Al合金热浸镀层的结构及成分，发现该镀层中存在着特殊的纳米晶粒和非晶态结构，这种微结构的过渡层和内镀层非常耐蚀，成功地减小了晶间腐蚀的速度，显示了Zn-5%Al镀层优越的耐蚀性能。     

RE、Mg及Ti对Zn-4.5%Al合金耐蚀性的影响

对Zn-4.5%Al合金中添加微量合金元素RE、Mg及Ti的微观组织及耐蚀性进行研究,对添加单元合金试样进行了金相观察和电化学测试。结果表明,当RE、Mg和Ti的含量分别为0.10%、0.10%和0.03%时,耐腐蚀性效果较为明显。在此基础上进行正交试验、SEM观察和中性盐雾腐蚀及电化学测试,结果表明,Zn-4.5%Al-0.10%RE-0.05%Mg-0.05%Ti合金具有优良的共晶组织和很好的耐腐蚀性能。     

Zn-22%Al超塑性材料挤压与镦粗变形特性研究

本文对Zn-22％Al材料超塑性状态与非超塑状态进行了挤压及镦粗变形对比,实测了硬度分布及网格变化,对变形区组织也进行了分析。结果表明,由于超塑性状态的应变速率强化敏感及边界粘性摩擦的影响使其变形的特点与非超塑性状态有着明显的区别。对于超塑性状态的正挤压与反挤压变形可观察到其变形区较深,网格畸变剧烈,但是显微组织在各部位变化不大。由于超塑性细晶粒弥散强化的影响,无论是挤压变形还是镦粗变形,超塑性状态的硬度比非超塑性状态的略高。对于镦粗变形,超塑性状态的鼓形肚曲率半径较非超塑性的大。     

Zn-Al共晶合金超塑性变形特性的研究

通过对热轧态Zn-Al共晶合金的拉伸试验,研究了金属超塑性变形的特点。试验结果表明,应变速率敏感性指数m值在试验范围内(v=1.67×10~(-2)mm/s,t=200-300℃)随温度升高而呈线性上升;超塑性流动特性曲线(logσ-logε)有较高的斜率(m>0.4)而最大斜率出现在第二区的中等应变速率范围;m值随应变量的变化规律受多种因素的影响,但一般是随应变量的增加而下降;应变硬化现象是超塑性变形的特性之一。     

7B04铝合金超塑性变形行为

针对7B04铝合金开展了变形温度为470~530℃,应变速率为0.0003~0.01s~(-1)的高温超塑性拉伸实验,研究了材料的超塑性变形行为和变形机制。结果表明,7B04铝合金的流动应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐减小,伸长率随之增加;在变形温度为530℃,应变速率为0.0003s~(-1)时,7B04铝合金的伸长率达到最大1105%,超塑性能最佳;应变速率敏感性指数m值均大于0.3,且随变形温度的升高而增加;在500~530℃的变形温度范围内,m值大于0.5,表明7B04铝合金超塑性变形以晶界滑动为主要变形机制;变形激活能Q为190kJ/mol,表明7B04铝合金的超塑性变形主要受晶内扩散控制;7B04铝合金超塑性变形中在晶界附近有液相产生,且适量的液相有利于提高材料的超塑性能。     

试棒的w_0/l_0值对Zn-5%Al合金超塑性m-δ关系的影响

在250℃以■=0.025min~(-1)测到的 Zn-5%Al 合金的超塑性 m-δ曲线均属式。w_0/l_0值加大使 m_0,m_L 和δ_F 值增大,但对δ_L 和 m_F 值无大影响。试样厚度的加大(由1增大到2mm)仅使δ_L 和δ_F 值增大,考虑 w_0/l_0比值的影响,C_3~((m_0-m_L))-(m_L=m_(mas))型C.L.m-δ方程式规划为:或其中,m′_0(W_0/l_0)=m_0,m′_0>m_0;m′_L(w_0/l_0)=m_L,m′_L>m。w_0/l_0=0.15—0.39。当w_O/l_0=1时,缺口效应消失,δ(或δ_F)值为最大。     

块体非晶态合金的疲劳性能与超塑性变形

综述了块体非晶态合金的疲劳性能以及过冷液相区的超塑性变形行为及其研究进展,最后简要论述了尚需进一步研究的问题及今后的发展趋势.     

Zn-8%Al变形锌合金组织演化规律研究

通过对Zn-8%Al合金的熔铸、挤压和拉拔加工,采用金相显微镜、扫描电镜等分析手段,研究了该合金的组织演化和相转变规律。实验结果表明,铸锭凝固初期发生包晶反应L+α→β,初生晶α′边缘包围着一层更富Zn的η相,随着温度的不断下降,进而发生共晶反应L→η+β与共析反应β→η+α。在热挤压过程中,大变形量加工使得枝晶破碎,合金的微观组织得到明显细化,但在横截面上仍可以看到小的枝晶,包晶相β在挤压的过程中已经发生共析转变:β→α+η。由于挤压和拉拔过程中都产生大量的变形热,Zn为层错能高的金属,发生动态再结晶,但由于冷却速度很快,只能发生不完全动态再结晶。Zn在冷加工过程中,出现软化现象,除了可能发生动态回复与动态再结晶外,还有可能会发生η→ηm′+η′→η+α的相变。     

Zn－Al共析合金室温超塑性变形机理

本文用电镜等对室温下超塑性变形中的Ｚｎ－２２％Ａｌ共析合金的组织变化进行了观察，发现在该合金中α相（富Ａｌ相）＋β相（富Ｚｎ相）两相组织中，在三叉晶界存在亚微观破坏区和显微孔洞，在α、β晶界的某些区域存在条纹带，某些晶粒内部存在大量位错及其缠结。据此得出超塑性变形的主要机制是晶界滑动、孔洞和位错运动松弛晶界引起应力集中，协调了晶界滑动的连续进行。条纹带是晶界迁移的结果。     

Mg-4Zn-3Y合金高温阻燃特性

为了改善镁合金在熔铸及加工过程中抗氧化燃烧性能,用合金化阻燃方法在Mg-4Zn合金中添加适宜的Y元素制备了阻燃效果优异的Mg-4Zn-3Y合金.采用俄歇电子能谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜(SEM+EDS)研究了氧化膜的显微形貌、合金元素分布及其物相组成.结果表明,Mg-4Zn-3Y合金在高温下暴露于大气中时,燃点提高250℃,合金表面生成一层以Y2O3为主的氧化膜,改善镁合金氧化膜的粘附性,提高高温抗氧化和燃烧能力.基于高温氧化热力学分析,建立了Mg-4Zn-3Y合金在高温下的氧化物理模型.Mg-4Zn-3Y合金能在1065K时于大气中保温30min而不燃烧,实现了低Y元素含量镁合金在大气条件下的无保护熔炼.     

硅含量对热浸镀Zn-40%Al合金层凝固组织及耐蚀性的影响

为了改善Zn-40%Al合金热浸镀层的性能,在Zn-40%Al合金中加入了Si,研究了不同硅含量对Zn-40%Al合金镀层凝固组织及耐蚀性的影响。结果表明:当硅含量在0.5%～1.5%时,随着硅的增加,镀层凝固组织中的铝硅共晶组织不断增多,富铝相晶粒不断被细化,富铝枝晶相排列越来越规则,镀层的耐蚀性不断增强;当硅达到2.0%时,镀层会出现漏镀缺陷;硅的加入能在镀层表面形成具有优良腐蚀性的Al3.21Si0.47,有利于镀层耐蚀性的提高。     

纳米晶金属材料塑性变形及超塑性行为研究进展

纳米晶块体材料有望改善金属材料传统的加工工艺并且在应用方面有很广阔的前景.结合近年来实验研究、计算机模拟及理论计算等各方面的分析结果对纳米晶金属块体材料在塑性和超塑性方面的研究进展情况进行了评述,分析了影响纳米晶金属块体材料力学性能的因素,并对其变形机理进行了初步探讨.     

铝锌镁锆合金板材超塑性变形的力学特性

供应状态的Al-10％Zn-1％Mg-0.4％Zr超塑合金板材,可直接用于超塑成形。在470～550℃,ε≈10~(-3)～10~(-2)秒~(-1)范围内,一般δ>600％;特定条件下,δ_(max)>2000％。较快的超塑变形速率,适中的成形温度等,使其具有较好的应用性。本文考察了此合金超塑性变形的主要特性,分析了流变规律。     

Al—Mg—Li系合金的超塑性变形研究

超塑性成形是制造刚度较高的复杂结构板材零件的先进方法之一。为了使飞机结构达到最大减重效果的目的,最好采用比强度和弹性模量较高的铝合金来制造这类零件。从这一观点出发,1420合金(Al-5.2％Mg-2.0％Li-0.1％Zr)是最有前途的材料。该合金具有低的密度、较高的弹性模量和高的耐腐蚀性。