填充材料及稀土对压铸镁合金TIG焊接气孔的影响

采用挤压态AZ61镁合金和含有富钕(Nd)混合稀土元素的AZ61镁合金焊丝作填充材料对压铸AZ91D镁合金进行TIG填丝焊。为了对比焊缝气孔倾向,同时对压铸AZ91D镁合金进行了自熔焊接。采用扫描电镜(SEM)观察焊缝气孔形貌和分布,利用X射线能谱(EDS)仪分析焊缝成分。结果表明:在熔合线附近存在明显的微观和宏观气孔,前者应该主要为氢气孔,后者应该主要为遗传于母材的氮气孔;采用含气量低的挤压态AZ61作填充材料,能够较明显地降低焊接接头的气孔率,减小粗大气孔的尺寸和数量,应该是填充材料对熔池中气体的稀释作用所致;采用含富钕混合稀土的AZ61作填充材料,能够进一步降低焊接接头的气孔率,这应该是由于:富钕混合稀土通过增加镁合金对H的固溶度、与H反应生成稳定的氢化物和提高气泡溢出速度3种机制有效减少了氢气孔,并通过提高气泡溢出速度在一定程度上减少了氮气孔。     

压铸态AZ91D镁合金搅拌摩擦焊接头微观组织研究

采用搅拌摩擦焊工艺对4mm厚的压铸态AZ91D镁合金进行对接工艺实验,搅拌头旋转速率1500r/min,焊接速率120mm/min;使用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头微观组织进行了研究。结果表明:焊缝外观成形美观,但内部存在贯穿型隧道状孔洞缺陷;焊核区为典型的变形-再结晶组织,为细小、均匀的等轴晶;机械-热影响区为变形-部分再结晶组织,热影响区组织形貌与母材相近但伴有轻微的长大现象;焊核区与机械-热影响区的过渡具有以下特征:在前进侧呈现"突变"特征,在后退侧呈现"渐变"特征。     

AZ91D压铸镁合金激光局部重熔区气孔的形成机制

采用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱分析仪(XPS)等分析手段,研究了NiTi合金表面绝缘膜的结构及成分,从而探讨非阀金属NiTi合金表面微弧氧化陶瓷膜层的形成机制.结果表明,NiTi合金微弧氧化过程中的电流密度-时间曲线与纯钛形状基本一致,也可分为3个阶段,但其最大的电流密度为后者的13倍;NiTi合金表面的绝缘膜主要是通过电化学沉积形成的Al2O3及少量的TiO2、Ni2O3和磷酸盐薄膜,这一绝缘膜就相当于阀金属的阳极氧化膜,为NiTi合金进行微弧氧化处理提供了前提条件;NiTi合金表面的陶瓷膜层主要来源于电解液中的铝酸根离子和少量的基体Ni和Ti(包括固态的和溶解于电解液中离子态的),经反复的放电、熔融、喷射、冷却、凝固,发生一系列的电化学、等离子体化学和热化学反应最终形成表面粗糙多孔陶瓷膜层.     

搅拌摩擦焊材料塑性流动可视化研究现状

综述近年来国内外搅拌摩擦焊塑性流动可视化技术的研究现状,分析各种方法的基本原理及优缺点。研究现状表明:异种材料金相组织显示法可以观察到焊缝接头宏观流动,而对搅拌摩擦焊塑性流动的细节无法获取;彩泥法颜色鲜明,易于观察,但其是非晶体材料,故只能在一定程度上模拟搅拌摩擦焊的塑性流动状况;标识材料示踪法是搅拌摩擦焊材料塑性流动可视化工作的主要手段,其选用原则、焊接过程及焊后采用的可视化手段仍需进一步深入探讨;数值模拟是一种高效、低成本的研究方法,其具备再现焊接过程的能力,模拟过程的边界值、搅拌头的描述等方面需要进一步深入探讨。     

铝合金轮毂锻造组织缺陷有限元分析与工艺优化

为了消除6061铝合金轮毂锻造成形中极易出现的组织缺陷,基于有限元模拟技术,采用Deform-3D软件对高钛6061铝合金轮毂锻造成形过程进行了数值模拟,研究了轮毂热锻过程中变形温度、变形速率以及变形量对组织缺陷产生的影响。结合数值模拟结果和现有的成形工艺,获得了用来控制组织缺陷产生的优化的工艺参数组合,即高温预锻、低温终锻、降低预锻变形量、增大终锻变形量和增大变形速率。根据最佳的工艺参数组合,进行了生产试验。结果表明,优化后的成形工艺能够有效控制铝合金轮毂锻造组织缺陷的产生。     

铝合金宽幅带筋型材挤压模具优化设计

优化船用铝合金带筋宽幅型材挤压模具结构，对不同模具设计方案进行讨论分析。利用有限元分析软件HyperMesh进行数值模拟，获得挤压过程中模具位移及应力场的变化规律；结合工程实验，验证模具设计方案的可行性；调试相应挤压生产工艺，对挤压设备进行配套改造，得到最优模具结构。结果表明，采用无缝管挤压模具方案进行生产，可得到一体成型的尺寸较大、性能较好的带筋型材。     

压铸AZ91D镁合金激光重熔区氢气孔的形成机制

为研究压铸镁合金熔化焊接气孔的形成机理,对厚度为6mm的AZ91D压铸镁合金和厚度为2.2mm的AZ71热挤压镁合金进行CO2激光局部重熔。采用扫描电子显微镜(SEM)观察气孔形貌,利用粒径分析软件Nano measure 1.2测量气孔的尺寸。结果表明:压铸镁合金重熔区气孔问题突出,少数粗大的宏观气孔形状不规则,内壁粗糙,具有明显的金属冲刷痕迹,均来源于母材预存微观气缩孔;多数微观气孔内壁光滑、呈倒喇叭形,属于氢致气孔。分析了氢致气孔的形成机制,建立了氢气孔形成过程的模型,并同实验照片进行了比较,发现所建立的模型能够很好地用来解释氢致气孔的形成过程。     

25MnV钢"零保温"淬火状态下的组织与性能

研究了“零保温”淬火状态下，25MnV钢的显微组织和力学性能，分析了马氏体的形态及转变特点。结果表明，在830-910℃，该钢的强硬性随淬火温度的增加而提高，910℃淬火达到最高值。淬火温度高于880℃后．“零保温”淬火的性能优于传统的保温淬火。25MnV钢“零保温”淬火得到极细的板条状马氏体组织．其原因与奥氏体晶粒的细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。     

细化剂和冷却速率对Al-Mg-Mn合金凝固组织的影响

细化剂含量和冷却速率对凝固过程具有重要影响.分别加入不同含量的Al-3Ti-B晶粒细化剂,研究其对一种Al-Mg-Mn合金晶粒组织的影响.结果表明,随着晶粒细化剂含量的增加,晶粒愈加细小,在本实验范围内当细化剂含量为0.1%Ti时,组织最为均匀细小.采用连续测温的方法,测定了使用不同铸模时,铸锭的冷却速率,并分析了冷却速率对凝固组织的影响.与使用耐火材料铸模相比,使用石墨铸模时,铸锭的冷却速率提高1～2个数量级,铸态组织得到显著细化,平均晶粒尺寸由138μm细化到35μm.     

焊后塑性变形对搅拌摩擦焊AZ31镁合金耐腐蚀的影响

设计了AZ31镁合金的母材(BM)、搅拌摩擦焊接头(FSW)、焊后横向拉伸5%(FSW+T)和焊后拉伸加退火(FSW+T+A)等4组试样。通过对比4组试样在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的耐腐蚀性能,探索焊后塑性变形对接头耐腐蚀性能的影响。结果发现,AZ31镁合金的耐腐蚀性能在搅拌摩擦焊接后显著改善,但焊后横向拉伸将显著降低接头的耐腐蚀性能,而拉伸后退火处理使接头耐腐蚀性能增强。4组试样的腐蚀速率由大到小为:BM>FSW+T>FSW≈FSW+T+A。焊后横向拉伸在AZ31镁合金焊接接头中引入拉伸孪晶及位错滑移,两者对接头的耐腐蚀性能产生不利影响,但位错滑移所起的作用更显著。