挤压态单/双相镁锂合金的组织与性能

对Mg-8.6Li-6.5Zn-1.4Y、Mg-9.6Li-8.9Zn-1.9Y铸态镁锂合金在相同工艺下进行热挤压变形,研究了两种镁锂合金的显微组织、密度和力学性能。结果表明:Mg-8.6Li-6.5Zn-1.4Y铸态合金主要由α-Mg相、β-Li相、Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)相组成,为(α+β)双相镁锂合金,Mg-9.6Li-8.9Zn-1.9Y铸态合金主要由β-Li相、Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)相组成,为β单相镁锂合金;热挤压变形后,双相镁锂合金中α-Mg相沿挤压方向变形呈条状,单相镁锂合金中形成少量尺寸较小的α-Mg相,两种合金中的Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)相均发生破碎并沿挤压方向变形;相比双相镁锂合金,单相镁锂合金的平均晶粒尺寸较小,第二相(Mg_(3)Zn_(6)Y_(1)、Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)、LiMgZn相)平均尺寸和体积分数较大,且硬度、屈服强度、抗拉强度更大,分别增加了2.72%,7.53%,3.59%,断后伸长率略有减小。

Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金研究现状及发展趋势

由于镁合金室温下塑性差,高温下强度较低,限制了它在诸多领域的应用发展。近年来国内外学者陆续开发出了含长周期堆垛有序结构相的Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金,并对该合金系制备加工时组织性能的变化及机理进行深入研究。文章综述了近年来Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金的研究现状及进展,分析了合金成分、常规塑性加工技术及热处理等对合金组织性能的影响,并展望该合金的研究方向。

热挤压Mg-1Gd-0.75Er-0.5Zn-0.18Zr镁合金组织演变和变形机制研究

以Mg-1Gd-0.75Er-0.5Zn-0.18Zr为对象,研究了均匀化退火对合金组织的影响,热挤压对织构和力学性能的影响.微观结构分析表明,500℃均匀化12 h后,与铸态合金相比,沿晶界析出的块状LPSO相明显减少,部分块状LPSO相转化为层片状LPSO相.在热挤压后,合金内的LPSO相会发生扭折变形来适应变形,动态再结晶机制为连续动态再结晶机制和PSN机制.挤压后合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为340 MPa、308 MPa和4.64%,力学性能的改善主要归因于强纤维织构的存在.

挤压态稀土镁合金高温单轴拉伸行为特征研究

使用Instron3382电子拉伸试验机研究了挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金的高温拉伸变形行为,分析并归纳了该合金在温度为250~350℃,应变速率为10-2~10-4 s-1条件下的峰值应力随温度和应变速率的变化关系.研究结果表明:温度和应变速率是影响高温变形力学性能的重要因素,随着温度的升高和应变速率的降低,峰值应力减小;随着变形温度的升高,应变速率敏感性增加,应力指数减小,其平均值为6.75;在试验温度范围内,随着温度的升高和应变速率的增加,变形激活能降低,位错的攀移和滑移为塑性变形的主要机制.

铸态和挤压态AZ31镁合金摩擦学特性对比研究

镁合金作为最轻的工程结构材料被广泛应用于汽车、电子通讯和航天航空等领域,其摩擦学特性对结构件的服役寿命和可靠性意义重大。本文采用往复球-盘式摩擦磨损试验机,对铸态和挤压态AZ31镁合金在不同载荷条件下的摩擦磨损特性进行了测试。结果表明:随着载荷的增加,两种镁合金的摩擦系数和磨损体积相差越大。当载荷为8 N时,挤压态AZ31镁合金的摩擦系数和磨损体积相对于铸态AZ31镁合金分别降低了12.6%和42%。挤压态AZ31镁合金表现出良好的减摩抗磨性能,归因于高力学性能的支撑作用以及摩擦过程中形成细小磨屑在磨痕填充作用。

挤压变形对Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金电磁屏蔽性能的影响

通过采用DR-S02平面材料屏蔽效能测试仪,研究Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金的电磁屏蔽性能,比较不同挤压变形量的稀土镁合金的电磁屏蔽性能。结果表明,Mg-Gd-Y-Zn-Zr稀土镁合金具有优良的电磁屏蔽性能,通过挤压变形后,屏蔽性能有所改变。在低频段,热挤压对电磁屏蔽性能影响较小;在高频段,随着挤压程度的增加,电磁屏蔽性能逐渐提高。

旋转反挤压稀土镁合金动态再结晶和织构演化

采用Gleeble-3500扭转单元对稀土镁合金进行旋转反挤压,并研究了挤压成形杯形件不同位置的微观组织与织构演化,得到了晶粒细化和力学性能更高的镁合金杯形件。结果表明,在旋转反挤压变形后,合金的晶粒显著细化,内侧LPSO相呈流线形分布,中部产生了扭折带。不同位置取向图中小角度晶界所占的比例都比较少,发生了非连续动态再结晶。变形区域内晶粒为随机取向,沿径向从内到外,合金产生的动态再结晶区域先减小后增大,且内侧的织构强度最小。不同位置的硬度值不同,硬度最大值位于中部,这是动态再结晶织构弱化效应和长程有序相结构强化共同作用的结果。

2种不同形态的Mg-0.12Ca-0.08Ba镁合金的腐蚀行为研究

镁合金的应用受到其变形能力差、耐腐蚀性差的制约。为推广镁合金应用,采用低合金化设计并制备了新型Mg-0.12Ca-0.08Ba合金,通过NaCl溶液浸泡试验、SEM、EDS分析和电化学测试等手段考察了其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明:随着腐蚀时间的延长,挤压态及挤压退火态Mg-0.12Ca-0.08Ba合金表面由局部点蚀变为大范围面腐蚀,腐蚀产物逐渐增多,腐蚀产物主要为MgO、Mg(OH)2,合金表面的线粗糙度、面粗糙度明显增大,析氢速率逐渐减小。与挤压态镁合金相比,退火态合金析氢速率较慢,开路电位更高,腐蚀电流更小,表明退火态合金耐腐蚀性能较好。

钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响

金相显微镜及电子探针分析结果表明 ,含La,Ce的混合稀土和金属Y均有促进AZ91镁合金铸态组织晶粒细化的作用。在AZ91+(Ce ,La)合金中形成的杆状化合物被证实是 (Ce ,La)Al4,而在AZ91+Y合金中发现了呈块状结构的YAl2 化合物。4 2 0℃ / 2 0h固溶处理后 ,由于 (Ce,La)Al4及YAl2 具有良好的热稳定性 ,不溶入Mg基体 ,AZ91+RE(La ,Ce,Y)合金的铸态组织为δ固溶体 +(Ce ,La)Al4(或YAl2 )化合物 +Mg17Al12 三相组成。

稀土元素Nd在热挤压AZ61镁合金中的作用

为了确定稀土元素Nd对热挤压AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响,利用光学显微镜对不同含Nd量的AZ61+Nd镁合金进行了显微组织观察,并通过进行位移控制的拉伸试验测定了合金的室温和高温拉伸性能.结果表明,当热挤压AZ61+Nd镁合金中的Nd含量为0.5%时,其晶粒最细,力学性能最佳;随着Nd含量的增加,热挤压AZ61+Nd镁合金的强度有所降低,而伸长率则呈现先升高后降低的变化趋势;随着实验温度的升高,热挤压AZ61+Nd镁合金的抗拉强度和屈服强度均呈降低趋势,而伸长率则呈增加趋势.

稀土Y、Ce和Si对AZ91镁合金铸态组织的影响

研究了稀土Y、Ce和Si的综合作用对AZ91镁合金铸态组织的影响,结果表明,稀土Y、Ce和Si的综合作用,可以显著地细化-αMg相基体晶粒,并使-βMg17Al12相数量减少,以球块状弥散分布;还可以明显地细化Mg2Si相,促进Mg2Si相以短棒状弥散分布。

稀土对铝镁硅合金铸态组织的影响

本文采用阳极复膜、光镜、电镜、图象仪、DSC法等手段,系统研究了混合轻稀土(0～0.36％)对Al-Mg-Si合金铸态组织的影响。结果表明,稀土细化枝晶组织有一临界含量,当稀土量大于该含量时,稀土才会较显显地细化枝晶组织;稀土细化晶粒在低含量时最为明显;随着稀土含量的升高,液体表面张力减小,(FeSiAl)相中的Fe逐渐被Ce和La所取代。从铸态组织考虑,Al-Mg-Si变形铝合金中以加入0.15～0.30％RE为宜。

稀土元素铈对AZ61镁合金铸态显微组织及结构的影响

运用金相显微镜、电子探针和X ray等手段分析了AZ61合金添加稀土元素Ce后铸态显微结构的变化。结果表明 ,Ce的加入细化了 β相和晶粒 ,并减少了 β相的量。Ce在AZ61合金中以呈块状和杆状Al4 Ce化合物的形式存在 ,这两种化合物熔点极高 ,几乎不溶于基体 ,有极少部分偏聚在晶界上。固溶处理后 ,AZ61合金中的 β (Mg12Al17)相几乎全部溶入基体 ;而加入稀土Ce后 ,AZ61合金中的Al4 Ce化合物几乎很少溶入基体。Ce的加入能够提高AZ61合金基体相的显微硬度 ,但幅度不大 ;而将其固溶处理后 ,Ce显著提高了AZ61合金的显微硬度。

挤压铸造Mg-Nd-Gd-Zn-Zr稀土镁合金的显微组织和力学性能

采用砂型铸造和挤压铸造法制备了低稀土含量(低于4%)Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金,并对铸态、T6处理态镁合金的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:砂型铸造镁合金晶粒粗大,力学性能较低;挤压铸造镁合金的晶粒细小、组织致密,并且气孔、疏松等缺陷较少,拉伸强度比砂型铸造镁合金要高12.9%;经T6处理后,挤压铸造镁合金的拉伸强度提高了27.5%。

稀土Y对挤压态Mg-5Li合金组织及性能的影响

采用表面覆盖剂及氩气保护的熔炼方法制备了Mg-5Li-x Y(x=0,1,2,3,4)合金,研究了稀土元素Y对挤压态Mg-5Li合金的显微组织及力学性能的影响.研究结果表明,Mg-5Li合金中的Y元素主要是以稀土化合物Mg24Y5的形式存在于合金中;挤压变形后,合金发生了明显的动态再结晶,出现了大量的等轴晶,弥散分布的Mg24Y5相阻碍了动态再结晶过程中的晶粒长大,晶粒明显细化.挤压态Mg-5Li-3Y合金获得了优异的力学性能,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到了231.63 MPa和9.35%,合金断裂方式主要为韧性断裂.

挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为

在温度为320-440℃、应变率为0.001-1 s-1的变形条件下,采用Gleeble-1500热模拟机对挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为进行研究。结果表明：挤压态AZ81镁合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变率的升高而升高,且随应变的增加,流动应力很快达到峰值,然后逐渐降低并趋于稳定。为评价挤压态AZ81镁合金在热模压成形过程中流动应力,结合Arrhenius方程并引入Zener-Hollomon参数,对流动应力做出相应的修正,根据修正后的流动应力构建挤压态AZ81镁合金流变应力高温变形本构模型。模拟结果表明：该模型的应力预测值与试验值吻合较好,计算精度较高,为后续的模压近/净终成形工艺参数的制定提供一定的理论参考。

正挤压对铸态AZ31镁合金组织与性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了正挤压试验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能。结果表明,正挤压可使铸态AZ31合金晶粒显著细化;挤压后抗拉强度和伸长率比挤压前分别提高22%和100%;随挤压温度升高,挤压所得试样的抗拉强度明显下降,但伸长率变化幅度较小;随挤压比的升高,挤压所得试样的伸长率和抗拉强度均明显升高。

挤压态定向凝固镁合金组织及力学性能

采用自行设计制造的定向凝固设备,制备了大直径镁合金铸锭,并采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和室温力学性能测试等手段,研究了合金元素、挤压温度和挤压比对挤压态定向凝固镁合金金相组织和力学性能的影响。研究结果表明:对于Mg-Al系二元合金,随着Al元素在0.2%~1%的范围内增加,挤压态定向凝固镁合金的强度和延伸率都逐渐增大,但Al元素的增加也导致了组织均匀化程度的降低。较低的挤压温度和较高的挤压比有利于定向凝固AZ31获得较均匀的再结晶晶粒和第二相,因此当挤压温度为623 K,挤压比为80时,挤压态定向凝固AZ31合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为255 MPa、312 MPa和18%,具有较优良的综合室温力学性能。

时效对挤压态Mg-11Al-3Zn-2Ca镁合金组织和性能的影响

采用箱式电阻炉进行时效处理,试样埋入石墨中防止氧化,利用OM、SEM和TEM等手段对含Ca高铝Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金时效状态下的组织和力学性能进行了分析。结果表明,Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金在9～25 h内时效,析出相为短棒状的β-Mg17Al12,析出过程遵循先晶界后晶内的规律;经过200℃时效后,抗拉强度有所提高,最大提高10 MPa;伸长率随时效时间延长呈下降趋势,15 h以内降低比较明显,超过15 h下降趋势变得较为缓慢。

镁合金汽车前轮壳糊态挤压成形工艺研究

对汽车AZ31镁合金前轮壳进行糊态挤压试验研究,从坯料加热、模具预热、润滑剂、挤压比、挤压速度到挤压力等几个工艺参数,分别进行系统的试验研究,得出AZ31镁合金成形规律和确定工艺参数的方法,对在汽车前轮壳零部件的生产、应用起到重要的参考作用。