搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织与性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态AZ31镁合金进行单道次加工,研究加工区域的微观组织和力学性能。结果表明:搅拌摩擦加工过程中,材料发生了剧烈的塑性变形,粗大的β-Mg17Al12相显著破碎,形成细小、均匀的再结晶组织。XRD分析表明,搅拌摩擦加工导致大量的β相固溶到镁合金基体中,产生固溶强化作用。搅拌摩擦加工后的试样平均HV硬度值为810MPa,高于铸态AZ31镁合金的硬度值,抗拉强度比铸态AZ31镁合金提高43MPa,延伸率提高4.3%,拉伸断口表现为微孔聚合剪切断裂特征。

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。

铸态AZ31镁合金强流脉冲离子束改性

利用强流脉冲离子束(C+,H+)对变形镁合金AZ31的压铸件靶材分别进行1,5,10,20,30,50和100次辐照实验,分析辐照前后表面形貌和相组成,并检测辐照表面及横截面沿深度方向显微硬度。结果表明:HIPIB辐照次数对靶材形貌影响较大,多次辐照使靶材熔坑呈周期性变化趋势;β-Mg17Al12相弥散分布于α-Mg相中。1～30次辐照,表面显微硬度提高,其主要原因为晶粒细化及微应变导致的晶体缺陷;30～50次辐照,显微硬度显著降低,其原因在于晶体缺陷的演变,如位错移动导致的小角度晶界形成,甚至出现回复再结晶过程;50～100次辐照表面显微硬度略有降低,其原因在于辐照表面组织结构及热力学行为达到稳定态。辐照效应形成冲击应力波导致"长程硬化",20次辐照的横截面显微硬度在距表层30μm和240μm处分别达到极大值1.0GPa和1.3GPa。

搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织性能研究(英文)

对铸态AZ31镁合金进行单道次和双道次搅拌摩擦加工,对其微观组织和力学性能进行研究。结果表明:铸态AZ31镁合金搅拌摩擦加工后,共晶网状β-Mg17Al12相破碎并发生固溶,微观组织显著细化和均匀化。AZ31镁合金母材和单道次搅拌摩擦加工后的试样没有择优取向,而双道次搅拌摩擦加工后的试样存在择优取向,其(0002)基平面与试样表面平行。单道次和双道次搅拌摩擦加工后试样的抗拉强度分别提高了43和82MPa,延伸率提高了4.3%和11.9%。搅拌摩擦加工后试样的拉伸断口表现为韧性断裂特征。

加工参数对铸态AZ31B镁合金热变形行为及组织演变的影响

借助热压缩实验研究了变形温度、应变速率和变形量对铸态AZ31B镁合金热变形行为及组织演变的影响规律。结果表明:(1)峰值应力随着应变速率的降低和温度的升高而减小,主要的形核机制为晶界弓出形核、亚晶旋转形核、孪生诱发形核,以及连续再结晶;(2)低于400℃变形时,温度的升高有利于再结晶的发生及晶粒细化;高于400℃时,晶粒尺寸开始迅速增大;(3)在小于等于400℃变形时,低速率0.1 s^(-1)更有利于再结晶晶粒细化;当变形温度高于400℃时,中速率1 s^(-1)更有利于再结晶晶粒细化;(4)高温低速率变形时,变形量主要影响晶粒尺寸,而高温高速率变形时,变形量主要影响动态再结晶程度。

铸态AZ31B镁合金流动应力预测模型研究

采用热压缩试验获得了铸态AZ31B镁合金高温变形时的流变曲线,分析了变形温度和应变速率对流动应力的影响。结果表明:峰值应变随着应变速率增加和温度减小而增大,减小应变速率、适当提高变形温度对材料的动态回复和再结晶是有利的。利用多元回归分析建立了流动应力预测模型,该模型可以描述流动应力的应变敏感性,经验证发现使用其预测流动应力具有较高精度,相关系数高达0.9926,能较好地描述铸态AZ31B镁合金在热变形过程的流动行为。

基于动态再结晶的铸态AZ31B镁合金本构方程

通过GLEEBLE压缩试验获得铸态AZ31B镁合金真应力应变曲线,本试验从真应力应变曲线出发,通过数值分析获得临界应力应变模型、饱和应力模型和稳态应力模型等多种应力模型。同时,结合位错理论和动态再结晶动力学,根据镁合金在变形过程中发生动态再结晶的临界点,将应力应变曲线分为两段,分别对以动态回复为主的曲线和以动态再结晶为主的曲线建立本构模型,分析并得出了动态再结晶分数与基于动态再结晶下的流变应力之间的变化规律。

Influence of homogenizing on mechanical properties of as-cast AZ31 magnesium alloy

Forward extrusion experiments of as-cast AZ31 magnesium alloy were conducted at different temperatures and different extrusion ratios using the as-cast billets with and without homogenizing treatment.The mechanical properties of pre-and post-extrusion of the two kinds of billets were investigated.Experimental results show that the mechanical properties of post-extrusion of the two kinds of billets all are obviously improved compared with those of pre-extrusion.The elongation of post-extrusion using the billet with homogenizing is higher than that without homogenizing,but the tensile strength is lower than that without homogenizing.When the extrusion ratio increases,the elongation and tensile strength of post-extrusion of two kinds of billets all will increase obviously.When the extrusion temperature of billet without homogenizing increases,the tensile strength of post-extrusion will decrease obviously and the elongation of post-extrusion will change to a small extent.For the billet with homogenizing,the tensile strength of post-extrusion will decrease in some sort when extrusion temperature increases.