挤压和时效态Mg-Y-Cu合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计和万能试验机,研究了挤压和时效态Mg-6.8Y-2.5Cu(质量分数,%)合金的显微组织和力学性能。结果表明:挤压合金主要由α-Mg基体、沿挤压方向分布的片层状和块状18R类型的长周期堆垛有序相(18R-LPSO)、Mg_(2)Cu相以及晶粒内细小条纹状的14H-LPSO相组成。180℃等温时效后,亚稳18R-LPSO相分解,晶内析出新的14H-LPSO相。合金在58 h和130 h处分别出现两个硬度峰值,其硬度值分别为69.2 HV和70.2 HV。第一个时效峰的出现主要源于大量18R-LPSO相和部分14H-LPSO相的析出。第二个时效峰的出现源于晶粒内部高体积分数14H-LPSO相的析出。拉伸测试结果表明:时效130 h的挤压合金在室温下具有最高的极限抗拉强度(276.8 MPa)和伸长率(25.9%)。合金高的抗拉强度主要归因于14H-LPSO相的析出强化及18R-LPSO相的弥散强化。

生物可降解挤压态Mg-Sn-Zn-Zr合金组织与腐蚀性能的研究

采用气体保护法制备了高强塑性Mg-Sn-Zn-Zr(TZK)合金,然后在不同温度(300、350、400℃)对其进行挤压变形,并对合金的微观组织、物相组成和体外降解行为进行研究。结果表明:300℃挤压后合金的组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸最小,为6.57μm;析氢量和腐蚀速率最低,耐腐蚀性能最好。随挤压温度升高,合金的晶粒长大,组织中出现孪晶,导致其耐腐蚀性能变差。

6082铝合金汽车法兰挤压铸造数值模拟及试验验证

对挤压铸造6082铝合金汽车法兰件进行了不同挤压铸造工艺参数的数值模拟,并预测了缩松缩孔缺陷产生的位置。结果表明:各参数下的汽车法兰件充型完整,保压过程中由于三个凸台对应的部位壁厚大,该处最后凝固;保压结束后,模具承压部位温度明显高于其他部位,温度分布表现出不均匀性,在实际压铸过程中应当注意防护以免模具损伤。缩孔缩松位置主要出现在三个凸台对应的厚壁位置,与温度场结果一致。成形试验获得了优良的铸件,表明数值模拟结果准确、可靠。

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。

通过不同热挤压方式制备具有较优强塑性组合的新型Mg-5Sn-2Al-1Zn合金

制备新型Mg-5Sn-2Al-1Zn(TAZ521)合金。为提高合金的强度与塑性,采用正挤压(DE)和挤压-剪切(ES)两种工艺对该合金进行变形处理。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸试验等方法研究均匀态和挤压态合金的显微组织演变、织构演变及强化机制。结果表明,正挤压态合金的力学性能得到改善;然而,合金表现出由粗晶和细小动态再结晶(DRXed)晶粒组成的双峰组织。经过挤压-剪切变形后的合金组织变得更加均匀,并且实现更好的强韧性结合,变形后合金的屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别达到212 MPa、303 MPa和21.7%。晶粒细化和Mg2Sn析出物的钉扎效应对强度的提高起到重要作用,此外,延展性的提高归因于基面纤维织构的弱化和非基面滑移系的激活。

旋转摩擦挤压加工对不同时效态6061铝合金显微组织和力学性能的影响

采用旋转摩擦挤压(rotational friction extrusion,RFE)工艺对不同时效态6061铝合金进行加工,研究RFE对不同时效态6061铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:RFE能够破碎6061铝合金中的难熔AlFeMnSi相,导致合金中的AlFeMnSi相细小且分布均匀。预析出粗大Mg2Si相在RFE加工过程中摩擦热和变形作用下,回溶后重新析出,致使预析出粗大Mg2Si相对材料动态再结晶中的粒子激发形核(particle stimulated nucleation,PSN)机制无影响,RFE加工后的晶粒尺寸变化较小。RFE使淬火态6061铝合金强度下降,但长时间时效态6061铝合金经RFE加工后强度得到提升。然而,RFE加工的材料内部存在孔洞,合金断后伸长率降低。

挤压Mg-Y-Ni-Co合金的显微组织、加工性能及塑性变形行为

本工作通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和万能实验机对挤压Mg-2Y-0.5Ni-0.5Co(%,原子分数)合金的显微组织、加工性能和塑性变形行为进行了研究。挤压合金的显微组织主要由α-Mg、沿挤压方向分布的片层状和细小块状18R-LPSO相、MgY(Co,Ni)_(4)相以及晶粒内细条纹状的14H-LPSO相组成。拉伸测试结果显示,挤压合金具有良好的室温塑性,断裂延伸率均高于15%。随着温度的升高和应变速率的降低,合金的拉伸强度降低,而塑性增强。合金在300℃、1×10^(-3)s^(-1)和1×10^(-4)s^(-1)应变速率下断裂延伸率分别为117.87%和143.9%,具有准超塑性。通过构建的热加工图谱,优化出合金的稳定加工区间为温度275~300℃、应变速率10^(-4)~10^(-3)s^(-1)。挤压合金的变形行为随温度和应变速率的变化而改变,在低温(室温(RT)到200℃)和不同应变速率下,合金的变形机制以位错滑移为主;在高温(300℃)和低应变速率(1×10^(-4)s^(-1)和1×10^(-3)s^(-1))下,合金的变形机制为晶界滑移协调的位错滑移。

基于Deform 3D的AZ31镁合金不对称挤压变形工艺模拟

通过Deform 3D软件模拟了AZ31镁合金不对称挤压变形工艺过程。结果表明,设置不同水平长度流动距离促使材料不对称地流入挤压通道,进而形成不对称剪切变形,出现应变及应力集中分布的不对称性,促使材料晶粒沿着剪切面偏转,获得细晶、弱织构的高性能镁合金坯料。

热挤压对快速凝固Al-Si-Fe-Cu-Mg合金显微组织及性能的影响

采用单辊旋淬法制备了快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金,采用了SEM对其进行观察分析。结果表明,快速凝固能够极大细化Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金组织,抑制Si相及β-Fe相的析出长大,且组织的细化程度呈梯度分布。对快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg合金进行了不同工艺参数的热挤压实验。结果表明,粉末包套热挤压工艺能够使快速凝固Al-20Si-5Fe-Cu-Mg带材合金致密化,当挤压温度为400℃、挤压比为1∶16时,合金获得了较优异的力学性能,其屈服强度和抗拉强度分别达到了456 MPa和805 MPa,压缩率为9.3%。

C70250铜合金连续挤压-冷轧-时效工艺过程中的显微组织及性能

本文以直径为25 mm的C70250合金杆为原材料,对该合金进行320 mm×14 mm大宽幅U型连续挤压板坯及后续冷轧、时效工艺研究,旨在探索一种高强高导铜合金新型短流程制备技术。首先利用有限元模拟方法对C70250合金连续挤压过程关键场量进行分析,然后进行试验研究。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)对合金各道次样品进行显微组织分析,利用显微硬度仪、万能试验机和电导率测量仪进行性能测试。结果表明:经过连续挤压后,晶粒发生明显的细化和均匀化,基体中有少量Ni2Si相析出,导电率由37.47%IACS下降到30.27%IACS,硬度由88.0HV提高至108.9HV;板坯在横向上由边部到心部,晶粒尺寸逐渐减小,硬度逐渐增大,沿挤压方向的显微组织及硬度分布均匀,在厚度方向上晶粒尺寸从表面到心部逐渐增大,其硬度心部硬度较低,接近上下表面位置的硬度较高;经过冷轧的带材形成纤维组织并伴随晶粒碎化,经时效处理后,合金带材综合性能得到大幅提升。对U型连续挤压后的板坯进行变形量87.5%冷轧-(450℃,1 h)预时效+变形量66.7%冷轧-(350℃,2 h)时效处理后,得到的合金带材硬度达到233.8 HV,导电率达到47.82%IACS,抗拉强度为688.0 MPa,伸长率为10.2%。

固溶和挤压对Mg-2.0Zn-1.0Y-0.5Zr合金组织与性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸实验和浸泡测试等研究了固溶和挤压对Mg-2.0Zn-1.0Y-0.5Zr(mass%)合金组织和性能的影响。结果表明:固溶处理可以明显降低合金中的第二相数量,提高合金的屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和耐蚀性;热挤压可明显细化合金晶粒,大幅提高合金的屈服强度和极限抗拉强度,但却降低其伸长率和耐蚀性。440℃固溶10 h的合金有较低的腐蚀速率,为(0.304±0.021)mm/y;进一步460℃挤压后合金的力学性能最好,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为(293.9±4.8)MPa、(317.1±5.5)MPa和(16.7±1.5)%。

梯度挤压下Ti_(2)AlNb基合金的组织演化与显微硬度研究

利用电子背散射衍射技术(EBSD)并结合显微硬度试验,研究了梯度挤压对Ti_(2)Al Nb基合金晶粒取向、晶粒尺寸、晶界取向差的演化以及力学性能的影响。结果表明,梯度挤压变形后,Ti_(2)Al Nb基合金组织内部的<101>择优取向逐渐消失,晶粒尺寸呈梯度分布,形成表面细晶、心部粗晶的结构;经过两个成形单元的梯度挤压后,边缘区域平均晶粒尺寸由初始的20.64μm下降至3.92μm,心部区域平均晶粒尺寸下降至11.24μm,同时边缘区域的大角度晶界长度由初始的11166.5μm逐渐增加到34905.8μm;变形后试样的显微硬度呈现从心部到边缘递增的梯度分布,第一梯度和第二梯度的平均硬度值相比初始试样分别提升了9.9%和11.5%。本文为高温钛合金的大塑性变形工艺研究提供了理论支撑。

国家标准《铝及铝合金热挤压管第1部分:无缝圆管》述评

介绍了国家标准GB/T 4437.1-2023《铝及铝合金热挤压管第1部分:无缝圆管》的修订原则和主要内容,评价了该标准的水平和创新点,并展望了铝合金标准的未来发展趋势。

铝合金型材挤压弯曲一体化成形技术研究进展

相比于直型材,铝合金弯曲型材更适用于日益复杂的部件形状并能更好地满足轻量化需求,具有提升部件结构强度和刚度、节约空间及增加工业设计自由度等优点,在汽车、高铁和航空航天等领域具有广泛用途。相较于传统冷弯成形技术,挤压弯曲一体化成形技术在生产弯曲型材方面具有流程短、精度高、缺陷少等优点,因而受到广泛关注。重点综述了基于外部弯曲装置和材料差速流动的挤压弯曲一体化成形技术的研究进展,分析并总结了不同挤压弯曲一体化成形技术的原理及发展现状,对比了不同挤压弯曲一体化成形技术的优缺点,最后展望未来发展趋势及其研究方向。

挤压铸造参数对汽车用AlSi9Mg合金组织和性能的影响

Al Si9Mg合金是一种常见的挤压铸造合金,在汽车工业中被广泛应用。选取10、30和50 MPa三种不同的挤压压力对Al Si9Mg合金进行挤压铸造,并与传统的重力铸造进行了对比,研究了挤压铸造压力对Al Si9Mg合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着挤压压力的增加,Al Si9Mg合金的微观组织发生了显著变化。挤压铸造试样的二次枝晶臂间距明显缩小,从10 MPa下的10.1μm逐渐减小至50 MPa下的4.2μm,而重力铸造试样的二次枝晶臂间距则较大,为13.8μm。同时,晶粒细化,组织也更加均匀致密。随着挤压压力的增加,试样的孔隙率显著降低,密度逐渐升高,说明挤压铸造过程有效减少了铸造缺陷,改善了铸件的致密度。挤压铸造能够显著提高Al Si9Mg合金的抗拉强度和伸长率。在50 MPa挤压压力下,试样的抗拉强度达到234.3 MPa,比重力铸造试样提高了近40%,伸长率也从重力铸造的1.1%提升至2.4%。

AZ91D-2.2Cu合金板大挤压比下组织和拉伸断口研究

通过分析AZ91D-2.2Cu合金板在大挤压比下的组织演变和拉伸断口测试,对AZ91D+2.2Cu合金内呈现块状外形的金属间化合物进行表征发现主要存在Mg、Zn和Cu三种元素,此时Mg、Zn、Cu的原子比达到37.2∶44.8∶19.2,属于MgZnCu相。AZ91D+2.2Cu合金形成了具有稳定衍射强度的MgZnCu相,其比例也保持基本恒定。AZ91D+2.2Cu合金已经不存在解理台阶,形成了更少的撕裂棱,而韧窝尺寸与深度都得到明显提高,还有一些非连续状的MgZnCu相出现在韧窝内。

TC4钛合金Y型材热挤压成形工艺优化及组织演变

采用控制单一变量法设计型材挤压试验,通过DEFORM-3D有限元软件模拟分析不同挤压模角、挤压温度和挤压速度对热挤压成形过程中金属流动、等效应力、等效应变及最大挤压力的影响。模拟结果表明,当选择挤压模角45°、挤压温度1050℃和挤压速度120mm·s^(-1)时,TC4钛合金Y型材挤压变形过程中的挤压力最小且产品表面质量最好。基于模拟结果,对钛合金Y型材进行挤压工艺试验并观察挤出产品的金相组织。试验结果表明,在挤压模角、温度和速度选择合理的情况下,可以挤出表面、平直度、尺寸等合格质量的TC4钛合金Y型材且挤压后微观组织得到了细化。

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.

2A12高强铝合金变断面挤压工艺仿真研究

挤压成形是变断面结构一种重要的成形工艺,采用有限元软件对2A12铝合金变断面管材挤压过程进行了数值模拟。研究了挤压过程中温度场和应变场在整个挤压过程中的变化特征,坯料温度、挤压速度、工作带长度和挤压模具锥角对模具口处温度场和应变场的影响规律。结果表明:随着挤压模具锥角、挤压速度的增加和坯料温度的降低,出口处温度场和应变场均匀性降低;工作带长度的变化对出口温度场和应变场的影响较小。

差热-等通道转角挤压工艺对TZK镁合金微观组织与腐蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电化学、X光电子能谱分析等测试技术探究了差热-等通道转角挤压工艺(DT-ECAP)对Mg-5Sn-2Zn-0.5Zr(TZK)镁合金微观组织和腐蚀性能的影响。结果表明,当模具温度为300℃、试样保持室温时(DT-1),TZK镁合金晶粒和第二相显著细化,且第二相呈弥散分布。此外,在DT-1变形条件下,TZK镁合金在Hank′s溶液中呈现均匀腐蚀,腐蚀速率为1.161 mm·a^(-1),腐蚀电位与腐蚀电流密度分别为-1.38 V和5.916×10^(-6)mA·cm^(-2),合金耐蚀性能最优。而当模具温度为300℃、试样温度为200℃(DT-2)以及模具保持室温、试样温度为300℃(DT-3)时,合金中的第二相沿变形方向呈带状分布,且局部区域存在粗大的块状第二相,其在Hank′s溶液中的腐蚀以局部腐蚀为主。