AZ31镁合金板在PBS模拟体液中的腐蚀行为和拉伸性能

将AZ31镁合金板浸泡于磷酸盐缓冲液(PBS)模拟体液中,对其腐蚀行为和拉伸性能随浸泡时间的变化规律进行了研究。结果表明:AZ31镁合金板的弹性模量和断后伸长率与腐蚀速率的变化规律一致,均随浸泡时间的延长呈指数规律下降;浸泡28d后,弹性模量和断后伸长率分别下降了约10%和20%,抗拉强度的下降不足5%。

异步冷轧压下量对AZ31镁合金板显微组织的影响

对AZ31镁合金板进行了5%、10%、15%压下量的异步冷轧,通过金相分析研究了不同的冷轧压下量对AZ31镁合金板材截面显微组织分布的影响。结果表明:随着压下量的增加,板材组织中孪晶和形变带增加。5%和10%压下量时,AZ31镁合金冷轧板的变形主要为孪生;压下量为15%时,变形主要为孪晶和形变带。当压下量较小时,孪晶在板材厚度方向的分布存在明显的不均匀,轧面附近的孪晶比板材心部多。随着变形逐渐深入到板材内部,剪切应变在板材厚度方向上各层的分布也逐渐趋于均匀。由于是异步轧制,板材上下轧面附近剪切应变分布不同,对应显微组织中的孪晶和形变带存在差异。

AZ31 镁合金板弯曲矫直过程中的应力分析及组织演变

研究AZ31镁合金板在弯曲矫直工艺过程中应力分布及其对微观组织的影响。结果表明:弯曲矫直过程中波峰和波腰处板材的受力不同,导致其组织有所不同。波腰处会产生更多的拉伸孪晶,切割晶粒,导致晶粒细化,导致板材在弯曲矫直后抗拉强度有所提升。拉伸孪晶处有更大的储能为再结晶提供形核位点,产生更多的细小晶粒。同时拉伸孪晶会导致晶粒取向的变化,使其更有利于滑移。因此,弯曲矫直导致板材性能提升,波腰处的组织起主要作用。

大压下量限宽轧制AZ31镁合金板材的边裂行为及强化机制

AZ31镁合金板在航空、航天、汽车、电子、武器等轻量化领域具有广阔的应用前景,但其塑性成形能力较差,无法承受单道次大压下量轧制变形,且易产生边裂。对AZ31镁合金板分别进行传统轧制和限宽轧制,结果表明,采用限宽轧制时,镁合金板材的单道次实际压下量最高可达50%,双向压缩应力状态可有效抑制边裂产生,裂纹长度在2 mm以内;同等压下量时,传统轧制的镁合金板边裂严重,中心区域也出现鱼鳞状裂纹。与原始板材相比,限宽轧制镁合金板的位错强化作用明显,沿轧向的屈服强度和抗拉强度分别提高了54.7%和54.1%,沿横向的屈服强度和抗拉强度分别提高了383.9%和131.1%。限宽轧制板材沿横向的强度和伸长率均高于轧向,主要原因是沿横向的细晶强化作用更强。

AZ31B镁合金板材快速气压胀形行为

对板厚1.0 mm的细晶AZ31B镁合金板材进行快速气压胀形研究,在300~400℃的温度范围内进行了各种气压下300 s的快速气压胀形试验,研究温度和气压对AZ31B板材快速气压胀形能力的影响。结果表明：在不同温度下,胀形高度均随着气压的升高而增大,但气压升高到一定程度时,胀形时间不到300 s即产生破裂;胀形高度在胀形温度400℃时出现峰值为45 mm。在400℃和0.6 MPa条件下,胀形5 min时相对胀形高度达到1.13。胀形件壁厚分布不均匀,温度越高,壁厚分布不均匀度越高。最后,研究了不同温度下快速气压胀形时胀形件微观组织的演变规律。

国内外轨道车辆轻量化制造——AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊工艺

用正交设计对3 mm厚的AZ31镁合金板进行搅拌摩擦点焊工艺试验,研究了搅拌摩擦点焊焊接工艺参数(旋转速度、下压量、焊接时间)对力学性能(抗剪切力)的影响。试验结果表明,焊接时间是决定FSSW接头抗剪力的主要因素,优佳的焊接工艺参数为:旋转速度为2 450 r/min、焊接时间8 s、轴肩下压量0.2 mm;焊核区形成细小、均匀的等轴晶粒,而热机影响区和热影响区会形成较为粗大的晶粒,且晶粒大小不均匀。

AZ31镁合金板的可成形性、力学性能和组织研究

因为轧制了的镁板及其合金具有稳定的结晶组织，所以它们都有很明显的塑性各向异性，也就是具有高的兰克福值即R值（板拉力试样宽厚方向应变比）。主要原因是在室温下，镁的滑移系主要是在密排六方晶格的基面内。因此．用同样方法轧制较厚的基面结构时，基面与薄板平面保持平行。所以用塑性变形减少薄板厚度非常困难．室温下可成形性很差。在拉伸、扭转、弯曲的情况下．它们显示出很差的可成形性。

AZ31镁合金表面通过Na_2 EDTA诱导羟基磷灰石膜层的形成及腐蚀行为

由于Na2EDTA有六个配位原子,可以和Ca,Mg等离子形成稳定的水溶性络合物,可以控制整个反应体系的反应速度。以Ca(OH)2和NaH2PO4为前驱物,通过Na2EDTA辅助诱导在AZ31轧板上制备羟基磷灰石(HA)纳米片膜层;用XRD、HRTEM、FE-SEM、EDS等手段对膜层的结构和形貌进行了表征,结果证实膜层是由厚度为96μm的结晶性良好HA纳米片组成;讨论了Na2EDTA辅助诱导生成HA的反应机理。质量分数为0.9的NaCl溶液的电化学测试结果表明,实验所得的HA膜层相对于基体自腐蚀电位正移,进一步地证实HA膜层可以有效地防护镁合金基底。

AZ31B镁合金铸轧板的织构和冲压性能的分析

在室温条件下,AZ31B镁合金的塑性加工难度较大,而影响其加工难度的主要因素就是AZ31B镁合金的织构以及冲压性能。基于此,笔者自制AZ31B镁合金铸轧板,分别制备了普通AZ31B镁合金以及复合能场AZ31B镁合金铸轧板,对两者的织构与冲压性能进行了分析,分析的结果显示,普通AZ31B镁合金铸轧板的织构强度更大,冲压性能相对较差。

AZ31B变形镁合金水平式双辊连续铸轧试验研究

为探索变形镁合金薄板的加工新方法，设计了工艺路线和工艺参数，采用混合气体保护措施，用水平式双辊连续铸轧法成功试制出6mm×600mm×（5000～）mm的AZ31B变形镁合金铸轧板。铸轧供坯轧制的薄板力学性能达到或接近于同规格的热（温）轧、挤压产品的水平。试验表明：用水平式双辊连续铸轧法生产变形镁合金的工艺是可行的。

搅拌针转速对厚板镁合金SSFSW焊缝组织及性能的影响

对9 mm厚板AZ31B镁合金进行静止轴肩搅拌摩擦焊(stationary shoulder friction stir welding,SSFSW)工艺试验,探讨搅拌针转速(500~1000 r/min)对焊缝组织及力学性能的影响规律.结果表明,在给定焊接速度80 mm/min下,搅拌针转速在600~800 r/min范围可获得表面光滑、无内部缺陷的对接焊缝,当转速为1000 r/min时焊缝表面出现不连续凹坑但内部仍无缺陷.随着转速增加,晶粒尺寸由(11.11±1.68)μm增加到(18.95±1.83)μm;在700 r/min时焊核区晶粒尺寸沿板厚差异最小.焊缝中间硬度分布具有不均匀性且随转速增加而减小,最大差异为10.97 HV,最低硬度47 HV位于前进侧的热力影响区与焊核区界面处.在700 r/min下接头力学性能最佳,强度系数为90.2%、对应断后伸长率为母材69.3%.随着转速增加,断裂模式由韧-脆混合断裂转变为剪切-韧性混合断裂.

轧后热处理工艺对AZ31镁合金铸轧板组织性能的影响

将AZ31镁合铸轧板在350℃热轧,随后在不同的条件下对其进行热处理,观察并研究了不同热处理工艺下AZ31镁合金热轧板的微观组织和力学性能的演变规律。结果表明:AZ31镁合金轧制变形后的微观组织中,部分原始晶粒中有大量互相平行的孪晶,在原始晶界处出现了细小的动态再结晶晶粒;镁合金轧制板材在400℃退火1 h后,平均晶粒尺寸细化至6.3μm,板材的屈服强度与抗拉强度略微下降,伸长率明显提高,达到27.3%,表明合理的退火工艺可以有效地提高镁合金板材的室温塑性。