Alloy 31合金钨极氩弧焊焊接工艺研究

本文介绍了Alloy 31合金化学成分、力学性能、耐腐蚀性、加工性能以及材料的焊接性能。根据产品结构形式的需要,采用钨极氩弧焊焊接方法,对Alloy 31合金进行横焊位置(2G)和立焊位置(3G)工艺评定试验。按照ASME IX标准进行了拉伸、弯曲试验,并根据工程规范需要进行了宏观金相、微观金相以及晶间腐蚀试验。试验结果表明,焊接接头具有良好的力学性能以及耐腐蚀性能。

AZ31合金板材的显微组织、拉伸性能与冲压工艺探索

研究了AZ31合金SLN过程中的组织演变及与室温拉伸性能的对应规律，探索了AZ31合金手机壳和笔记本电脑壳的冲压工艺。结果表明，经过多道次的SLN变形后，均匀化态的AZ31合金组织发生了动态再结晶，晶粒明显细化且呈等轴态，平均尺寸小于20μm。厚度为2mm和0．6mm的AZ31合金板材室温拉伸强度对变形方向较敏感，延伸率也随着取样方向有所改变。在100~350℃下，利用厚度0．6mmAZ31合金板材冲压出手机外壳和笔记本电脑外壳。经过EBSD分析表明，基面和棱柱面织构的存在导致了AZ31合金板材力学性能的各向异性。

AZ31合金用于镁二次电池负极材料的电化学性能

采用扣式电池循环伏安测试(CV)、充放电测试和扫描电子显微(SEM)技术,研究AZ31合金与工业纯镁(99.95%)作为镁二次电池负极材料时的电化学性能和镁在电极表面的沉积形貌。结果表明:作为镁二次电池的负极材料,AZ31合金与工业纯镁相比,其镁的溶解-沉积的过电位稍高,初始循环过程的库仑效率略低,但长期循环的库仑效率稳定,并能有效抑制枝晶镁的形成,且其长期循环性能优于工业纯镁的。

激光熔覆沉积制备多层316L不锈钢-Stellite31合金梯度功能材料

采用激光熔覆沉积方法,在送粉时通过原位混合316L不锈钢和Stellite31合金两种粉末并改变两种粉末的比例,直接制备出316L不锈钢-Stellite31梯度功能材料。沿梯度方向对所制材料的成分、组织、硬度进行了分析测试。结果表明,激光熔覆沉积实现了不同比例316L不锈钢和Stellite31合金的原位均匀合金化,所制备梯度功能材料沿梯度变化方向的微观组织、成分及硬度呈连续变化。

Sb对AZ31合金组织和力学性能的影响

通过性能测试和SEM、TEM形貌观察,研究了Sb对AZ31合金组织和力学性能的影响.结果表明:AZ31合金中加入Sb,能有效地改善合金的组织形貌,使析出相体积分数达到约20%,可显著提高合金的室温和高温强度.合金的组织结构是由富Al的α Mg基体和高体积分数且弥散分布的细小析出相所组成,其中含Sb合金中析出的高熔点、弥散分布的Mg3Sb2相具有颗粒细小、热稳定性好等特点,可有效阻碍位错的运动,是改善AZ31合金高温力学性能的主要原因.

微量元素Sb对AZ31合金组织与蠕变性能的影响

通过蠕变曲线的测定、x 射线衍射分析及SEM、TEM形貌观察,研究了微量元素Sb对AZ31合金的组织结构及蠕变性能的影响.结果表明:在AZ31合金中加入元素Sb后,有效降低了合金应变量及稳态应变速率.当加入0 84%Sb后,使合金的稳态蠕变速率降低了2 5倍,显著提高了合金的蠕变寿命.高体积分数(～20%)第二相的存在,特别是合金中弥散分布高熔点的Mg3Sb2相,在高温蠕变期间可有效地阻碍位错运动,也是该合金具有较好蠕变抗力的主要原因.

晶粒尺寸及取向对AZ31合金板材室温拉伸塑性变形与断裂机制的影响

对AZ31镁合金轧制态板材分别在473~673 K温度范围退火1 h以获得不同初始显微组织。通过金相显微镜、背散射电子衍射分析(EBSD)和力学试验机,研究晶粒尺寸和取向分布对合金板材室温单向静拉伸过程塑性变形和断裂机制的影响。结果表明,晶界取向角呈连续分布有利于晶粒协调塑性变形。随着晶粒尺寸的降低,晶界对室温塑性变形的贡献增大,晶界与位错滑移和孪生的交互作用增强。对于取向角均呈连续分布的473 K和573K退火态板材,平均晶粒尺寸分别为3.6μm和9.5μm,塑性变形主导机制由晶界滑动和位错滑移转变为晶界滑动、位错滑移和孪生,断裂机制由微孔聚集型转变为微孔聚集型和解理型混合型断裂方式。673 K退火态板材的平均晶粒尺寸达22.9μm,塑性变形主导机制为位错滑移和孪生。此时,由于晶界取向角呈离散分布,晶粒协调塑性变形能力差,断裂机制转变为解理断裂。

镝对AZ31合金β相形状、均质化处理时间及单道次最大轧制率的影响

研究了AZ31合金均质化处理时间对β相形状和单道次最大轧制率的影响,随均质化处理时间的增加,β相形状由网状变为断续网状,单道次的最大轧制率增加。随着Dy元素添加量的增加,合金中β相形状由网状变为断续网状、细小颗粒状再到断续网状。轧制性能也呈同样规律先提高后下降,其中AZ31-1.5%Dy合金不经过均质化处理,单道次最大轧制率仍高于AZ31合金12 h均质化处理的单道次最大轧制率。

表面机械研磨对AZ31合金组织与性能的影响

采用机械研磨的方法对AZ31合金进行了表面纳米化处理,研究了机械研磨时间对AZ31合金显微组织、显微硬度和拉伸力学性能的影响。结果表明,随着表面机械研磨时间的延长,AZ31合金梯度纳米结构层厚度呈现先增加而后降低再上升趋势。表面机械研磨4和15 min时,梯度纳米结构层达到90μm以上;表面机械研磨处理可以在AZ31合金心部获得一定体积分数的孪晶组织;表面机械研磨处理可以使AZ31合金的抗拉强度、屈服强度均呈现出不同程度的增加,而断后伸长率有所降低;AZ31合金适宜的表面机械研磨时间为4 min。

搅拌摩擦焊工艺对AZ31合金组织性能的影响

研究了焊接速度、搅拌头转速对AZ31合金搅拌摩擦焊接头显微组织和力学性能的影响,分析了焊接工艺参数的作用机理。结果表明,焊接速度过低（250 mm/min）或者搅拌头转速过高（650、700 r/min）,焊核区的条带区中都会产生孔洞缺陷。随着焊接速度的增加,焊核区和热影响区的晶粒尺寸都呈现逐渐减小的趋势,合金的抗拉强度和断后伸长率都表现为先升高后降低的趋势。随着搅拌头转速的增加,焊核区和热影响区的晶粒尺寸都呈现逐渐增加的趋势,合金的抗拉强度和断后伸长率呈现先增加后减小的趋势。AZ31合金适宜的搅拌摩擦焊工艺为焊接速度400 r/min、搅拌头转速550 r/min,此时搅拌摩擦焊接头的抗拉强度和断后伸长率分别为202 MPa和5.0%,断裂位置位于后退侧热影响区。

AZ31合金的挤压工艺数值模拟及参数优化

对AZ31合金热挤压过程中的工艺参数对温度场变化的影响进行了数值模拟与参数优化,并在优化工艺下得到了与腔体连接部分挤压型材的组织特征。结果表明,对挤压过程进行分段模拟的过程中,热挤压工艺参数和腔体温度都会对AZ31合金型材的温度场和显微组织产生重要的影响。其中,挤压速度、模具预热温度一致的条件下,AZ31合金挤压件的温度降主要与腔体温度有关;在优化参数工艺下得到的腔体区域和挤出区域的AZ31合金的组织都较为致密,没有出现气孔、夹杂等缺陷。

机械振动对AZ31合金充型和组织性能的影响

结合消失模壳型铸造和机械振动的特点,研究了机械振动频率对消失模壳型铸造AZ31合金凝固充型、显微组织和力学性能的影响,并分析了相应的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,AZ31合金铸件的浇注面形状呈现逐渐完整化、充型面积逐渐增加的趋势,在机械振动频率为100 Hz时,AZ31合金的凝固充型能力最好;随着机械振动频率的增加,β-Mg_(17)Al_(12)相的长度、宽度和长宽比呈现先减小而后增大的趋势,在机械振动频率为100 Hz时取得最小值,而继续增加机械振动频率,β-Mg_(17)Al_(12)相反而有所粗化;对于消失模铸造AZ31合金而言,最高拉伸性能的机械振动频率为100 Hz。

能量密度对LD31合金表面蓝色PECC陶瓷装饰膜层成分及性能的影响

采用ＰＥＣＣ技术在不同能量密度下制备的蓝色陶瓷装饰膜层，研究了其相组成、化学成分及性能，并探讨了能量密度。

Ti_2Ni相对Ti31合金焊缝金属冲击韧性的影响

本文主要通过金相、断口、表面等分析 ,确定了Ti2 Ni相的析出是造成Ti31合金焊缝金属冲击韧性降低的的主要原因。据此提出了新的热处理制度 ,使Ti2 Ni相重新熔解 。

机械研磨处理对AZ31合金组织与性能的影响

采用表面机械研磨的方法对变形AZ31合金板材进行了表面改性处理,对比分析了原始AZ31合金与经过机械研磨的AZ31合金的显微组织、硬度、力学性能、耐磨性能和摩擦磨损形貌。结果表明,经过表面机械研磨处理后,AZ31合金的抗拉强度和屈服强度都得到明显提高,而断后伸长率却略有降低;随着载荷的增加,原始AZ31合金和经过表面机械研磨处理后的AZ31合金的摩擦系数都呈现逐渐降低的趋势;在相同的载荷作用下,经过表面机械研磨的AZ31合金的摩擦系数都要小于原始AZ31合金;在载荷小于30 N时,经过表面机械研磨的AZ31合金的磨损率都要小于原始AZ31合金,而在载荷为50 N时经过表面机械研磨的AZ31合金的磨损率要高于原始AZ31合金。

基于SVM模型的AZ31合金成型工艺与性能研究

对平行于板面方向(RD)、成45°方向和垂直于板面方向(TD)成型的AZ31合金板材的金相组织和常温力学性能进行了分析,并基于SVM模型得到了AZ31合金板材的成型极限图。结果表明,随着成型方向从TD方向转向RD方向的过程中,AZ31合金板材中的挛晶数量有逐渐降低的趋势;沿着RD方向成型的板材在RD方向的n值最大,45°方向的r值最小;沿着TD方向成型的板材,在取样方向从TD转向RD过程中,n值逐渐降低,在TD方向取得r最小值;沿着45°方向成型的板材,在取样方向为45°方向时取得n的最小值和r最大值。SVM模型可以较好地预测AZ31合金板材在拉伸状态下的成型极限。

汽车用AZ31合金的组织与力学性能研究

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和力学性能测试等手段,对Nd微合金化的汽车用AZ31合金进行了铸态组织与常温力学性能的研究,并探讨了Nd元素的作用机理。结果表明,在铸态AZ31合金中添加Nd元素可以有效细化合金晶粒尺寸,并在一定程度上增加合金的硬度和力学性能;当合金中Nd元素含量为0.4%时可以取得最佳的强度和塑性结合,继续增加Nd元素含量强度和塑性反而降低。Nd元素的强化作用机理主要为:细晶强化和弥散强化。

机械球磨法制备AZ31合金及组织与性能研究

采用机械球磨法制备了不同Ti含量的AZ31+xTi合金粉末,研究了Ti含量对包套挤压AZ31+xTi合金显微组织、室温和高温力学性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着Ti含量的增加,粉末中Mg相的晶粒尺寸呈逐渐细化的趋势;AZ31合金中添加不同含量的Ti可以起到提高室温拉伸强度和伸长率,但是过高的Ti会降低合金的伸长率;添加不同含量的Ti可以提高合金的高温强度,而对高温塑性影响不大。

预压缩变形对AZ31合金应力应变行为的影响

对挤压态AZ31合金进行了不同预变形量的压缩变形,并对随后的压缩和拉伸变形行为进行了对比分析,考察了不同变形方式下AZ31合金的组织与力学性能的变化,并分析了其作用机理。结果表明,随预压缩变形量增加,AZ31合金中的孪晶数量不断增多,而等轴晶含量不断减少;随着预变形量增加,AZ31合金的压缩屈服强度逐渐提高,而拉伸屈服强度则逐渐降低;随着预变形量从0%上升至1.0%,屈服不对称比越接近于1.0,而当预变形量大于1.5%时屈服不对称性又开始增加;要降低AZ31合金的拉压屈服强度不对称性,合适的压缩预变形量应控制在1.0%~1.5%之间。

山药收获机传动轴EN31合金钢车削过程中功率消耗及温度变化

以某山药收获机传动轴EN31合金钢为研究对象,利用瓦特表和红外线测温仪分别测量加工过程中机床功率消耗及工件加工最大温度,对不同主轴转速、进给量、切削深度深的车削过程进行实验分析。实验结果表明,随着主轴转速、进给速度和切削深度的增加,机床功率消耗、工件加工最大温度均呈上升趋势,上升趋势由明显变为平缓。