Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响

加入微量Sr(0.01%—0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg_(17)Al_(12)析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al_4Sr相依附在枝晶间的β-Mg_(17)Al_(12)相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌.

脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固及力学性能的影响

在Mg-Gd-Y-Zr合金凝固过程中施加不同频率的脉冲磁场,研究脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固的影响。实验结果表明,脉冲磁场使Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒细化,在频率为5Hz条件下获得最佳的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸从未加脉冲磁场条件下的65μm细化到37μm。脉冲磁场的搅拌导致熔体磁过冷及熔体温度梯度降低是晶粒细化的主要原因。脉冲磁场的施加使抗拉强度和延伸率较常规铸造合金分别提高了4.8%、78.5%。

镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程及形成机理

以磷酸二氢锰的盐溶液为研究体系,采用SEM和EDS和电化学分析手段,研究镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程和形成机理。结果表明:磷化膜的生长过程分为5个阶段:基体溶解-成核阶段(0～130 s)、基体和磷化膜溶解阶段(130～630 s)、磷化膜快速生长阶段(630～1 300 s)、磷化膜稳态生长阶段(1 300～2 000 s)和磷化终止阶段(2 000 s以后)。磷酸盐晶核在镁合金AZ31浸入溶液的初始阶段一次形成,并优先在β相表面经过成核—长大—分裂—细化—增厚5个过程,沿表面方向生长和外延,最终形成致密的磷化膜。并且,磷化膜有两层,第一层是以Mg3(PO4)2和AlPO4以及MnHPO4为主的沉积薄膜;第二层则是在β相表面成核—长大的MnHPO4磷化膜。

石墨烯增强铝基复合材料的制备工艺、组织与性能研究进展

石墨烯因独特的二维结构与优异的力学性能成为铝基复合材料的理想增强体。随着铝基复合材料制备技术的日益成熟,石墨烯增强铝基复合材料在结构材料的广泛应用已成为研究的热点。综述了石墨烯增强铝基复合材料制备工艺的最新研究进展,重点讨论了石墨烯有效分散的方法,石墨烯铝基复合材料的组织与界面结构。研究表明,石墨烯能够显著提高复合材料的力学性能,细化基体晶粒。通过合理控制复合材料的制备工艺参数不但能够有效解决石墨烯的团聚问题,而且能避免石墨烯与基体之间界面的不利反应。最后提出了石墨烯增强铝基复合材料研究目前面临的挑战以及解决思路。

高地应力对掏槽爆破及爆破应力波影响规律的研究

为了研究爆破开挖中高地应力对加卸载波的影响规律,在理论分析一维地应力下的应力波传播模型之后,借助有限元软件LS-DYNA利用隐-显式连续算法和流固耦合算法,对不同地应力水平下的掏槽爆破开挖进行了数值模拟计算。研究表明:初始地应力的加制作用对掏槽爆破有明显的抑制作用,在爆破设计时需充分考虑地应力的影响;初始地应力的大小,尤其是垂直于应力波传播方向的地应力大小对爆破应力波的产生和传播均有一定的影响。

Sr对Mg-4%Si合金中Mg_2Si的变质作用(英文)

研究Sr对过共晶Mg-4%Si(质量分数)合金中Mg2Si相的变质作用与机理。Mg-4%Si合金中存在多面体形初生Mg2Si相与汉字状共晶Mg2Si相。添加Al-10%Sr可以明显细化初生Mg2Si相,同时可以将共晶Mg2Si相由汉字状变质为多面体状或者纤维状。对初生Mg2Si相的细化作用主要是由凝固过程中含Sr颗粒的异质形核作用引起的,而对共晶Mg2Si相的变质作用是由在凝固过程中熔体中的Sr原子在Mg2Si晶体生长表面富集,从而改变了其生长优势所致的。

冷却速率对铸态A356铝合金微观组织和拉伸性能的影响

研究不同冷却速率对A356合金铸态微观组织和拉伸性能的影响。结果表明,随着冷却速率的提高:合金二次枝晶间距减小,共晶Si相由粗大的针片状向细小的短棒状或颗粒状转变,合金的拉伸性能得到改善。合金的抗拉强度达到205 MPa,屈服强度达到143 MPa,延伸率达到10.4%。通过控制冷却速率,可细化A356合金的铸态组织,提高合金的拉伸性能。

镁合金定向凝固技术研究的意义与进展

作为一种先进的材料制备技术与凝固研究技术,镁合金定向凝固技术具有很大的发展潜力与意义。文章分析讨论了镁合金定向凝固技术发展的必要性和研究与发展情况,并提出了该技术继续发展的重点与方向。

添加Bi对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响(英文)

研究添加Bi对AZ80镁合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:将Bi加入到AZ80镁合金中后,粗大的β-Mg17Al12离异共晶组织被细化并由连续网状分布变为断续状;晶界处和枝晶间出现具有六方D52结构的针状和颗粒状的Mg3Bi2相。力学性能测试结果表明:随着Bi含量的增加,抗拉强度和伸长率先升高再降低,AZ80-0.5%Bi合金的综合力学性能最优;当Bi含量超过1.0%(质量分数)时,针状相明显变多并粗化,加载时容易开裂而割裂基体,导致力学性能降低。

AZ31B镁合金焊接头显微组织及织构演化研究

采用先进的六轴焊接机器人对AZ31B变形镁合金进行了焊接实验研究。利用扫描电子显微镜和电子背散射对焊接接头的微观组织形貌、硬脆性沉淀相及织构演化规律等进行了表征分析。结果表明,焊接接头可明显分为母材区、热影响区和焊接熔化区,焊接熔化区呈现出了典型的铸态枝晶组织。由于在焊接过程中焊接区发生了非平衡态凝固过程,生成了大量的β-Mg17Al12硬脆性中间相。母材区呈现出了典型的{0001}<10-10>轧制强板织构,而熔化区织构则演变为{01-11}和{11-2L}型锥面织构。

Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金微合金化的研究进展

随着航空、航天等高新技术的发展,对铝合金性能的要求也更苛刻。微合金化是提高铝合金性能的重要途径,一直是国内外主要的研究热点。稀土元素性质活泼,非常容易与铝合金基体及其溶质元素产生化合反应,能够有效改善AlZn-Mg-(Cu)系铝合金的微观组织结构,大幅提升其综合性能;而非稀土元素的微合金化则能弥补稀土元素微合金化的局限性,因此得到了广泛应用。本文综述了稀土元素Sc、Er、Ce和常规元素Zr、Ag、Sn、Cr、Sr等对Al-Zn-Mg-(Cu)系铝合金的微合金化作用机理,并对今后铝合金微合金化的研究发展方向提出建议。

低挤压比条件下挤压工艺对AZ31B镁合金组织和力学性能的影响

研究了低挤压比(挤压比8)下挤压温度和挤压速度对AZ31B镁合金微观组织和力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,采用材料拉伸试验测试了力学性能,并用扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明:低挤压比时棒材的组织为典型的混晶组织——由发生再结晶的细小晶粒包裹未发生再结晶的粗大晶粒;300~400℃时,随挤压温度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降;在300℃挤压时,随挤压速度的提高,材料的伸长率升高,抗拉强度下降,挤压棒的拉伸断口由混合断裂转变为明显韧性断裂;250℃时综合力学性能最好,抗拉强度340 MPa,屈服强度280 MPa,伸长率23%。

AZ31镁合金氩弧焊接接头组织与力学性能研究

钨极氩弧焊(TIG)为镁合金焊接中最常用的一种焊接方法。本文采用直流钨极氩弧焊对6.0 mm厚AZ31镁合金挤压板材进行了双面焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机考察分析了焊接接头显微组织与力学性能。显微组织分析表明,AZ31镁合金直流TIG焊接头由母材、热影响区、焊缝区组成,焊缝组织呈现焊丝熔化后凝固组织;在母材热影响区与焊缝区之间坡口处形成过渡区,晶粒细小,为母材与焊丝的熔合区。采用AZ31焊丝焊接接头平均抗拉强度为241.0 MPa,延伸率为13.8%,分别达到了母材的86.0%和63.6%。焊接接头的断裂均位于热影响区,断口呈现韧脆混合断裂特征。

挤压比对AZ31B镁合金组织和室温力学性能的影响

研究了不同挤压比对AZ31B镁合金显微组织、力学性能的影响。采用光学显微镜观察了挤压棒材显微组织,通过材料万能试验测试了拉伸和压缩性能,并配合扫描电镜观察了拉伸试样的断口处显微组织和形貌。结果表明,随着挤压比的增加,组织由部分动态再结晶向完全动态再结晶过渡;合金拉伸断口由混合断裂转变为明显韧性断裂,压缩断口由解理断裂转变为准解理断裂。大挤压比可以获得良好的综合性能和细致均匀的组织,抗拉强度为310 MPa,屈服强度为200 MPa,延伸率为14%,并且拉伸压缩不对称性得到缓解,有利于镁合金的二次塑性加工。

基于Deform的镁合金薄壁方管挤压模具设计与改进

在挤压镁合金薄壁方管过程中,会出现管壁凹陷。采用Deform有限元软件对其挤压过程进行稳态模拟,分析管壁凹陷产生的原因。结果表明,方管出口位置流速的分布不均匀,通过增加方管中心加强筋位置出口尺寸,增加此处流速,使得金属流速更为均匀,从而有效解决了挤压过程中金属流速不均匀的问题,改进后的模具模拟结果符合实际挤压要求。

镁合金焊接技术研究进展

成熟可靠的焊接技术是镁合金大范围应用的重要保证。本文针对目前镁合金焊接技术的研究现状与存在问题进行了综述与分析,指出各种镁合金焊接技术都具有自身的优、劣势,对其选择应该立足于焊接技术本身的特性与焊接部件的具体要求。其中,钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊和激光焊是镁合金焊接工艺中具有巨大发展潜力与应用前景的焊接技术。

AZ31镁合金无缝管挤压动态再结晶数值模拟研究

通过热压缩实验得出温度在300~450℃,应变率为0.01~1 s-1时的应力-应变曲线,建立了AZ31镁合金的动态再结晶模型。该模型用于AZ31镁合金无缝管挤压过程中动态再结晶过程的数值模拟,并通过金相观察得以实验验证。结果表明,在挤压速度确定的情况下,挤压温度对动态再结晶分数的影响最为明显。随着挤压温度的升高,动态再结晶体积分数明显增大。预测的动态再结晶体积分数与实验结果吻合。

粉末冶金法AlN颗粒增强镁铝基复合材料的阻尼性能

镁合金具有低密度与高的阻尼性能,是一种理想的减震与噪音控制材料.文中选择AlN颗粒为增强体,研究了不同含量的AlN颗粒对Mg-Al基体合金微观组织的影响,并深入讨论了不同含量的AlN颗粒对复合材料的阻尼性能的影响规律.采用粉末冶金法制备AlNp/Mg-Al基复合材料,通过动态机械分析仪研究了基体合金与复合材料的阻尼性能随温度、频率与增强相含量的变化规律.实验结果表明:当颗粒添加相质量分数为3%时,复合材料的阻尼性能最好.室温下,复合材料的阻尼性能均优于基体合金,但是随着增强相含量与频率的增加,复合材料的阻尼性能逐渐降低.基体合金与复合材料的内耗-温度曲线在100～150℃的温度范围内呈现与位错有关的内耗峰,复合材料在200～250℃的温度范围内呈现与界面滑移有关的内耗峰.

奥氏体化温度对双相ADI中残余奥氏体含量的影响

残余奥氏体对双相等温淬火球墨铸铁(ADI)的力学性能影响比较显著。为了进一步了解工艺-组织-性能的关系,利用X射线法研究了奥氏体化温度对双相ADI中残余奥氏体含量的影响。结果表明随着奥氏体化温度的升高,残余奥氏体的含量逐渐增大。

高挤压比下挤压工艺对AZ31B镁合金组织与力学性能的影响

研究了高挤压比条件下挤压温度、速度对AZ31B镁合金微观组织、力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,拉伸试验测试了力学性能,并配合扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明,高挤压比条件下,动态再结晶较为充分,少量晶粒长大,混晶组织消失。低温、高速挤压有助于晶粒细化,并使晶粒尺寸分布均匀,因而可获得高的抗拉强度、屈服强度以及良好的塑性。350℃,2 m/min条件下挤压,试样抗拉强度与延伸率最高,为336.5 MPa与23%。低温、高速下的挤压试样的拉伸断口韧窝较深且细密,呈现明显的韧性断裂特征,而高温、低速的断口为混合断裂。