多向锻造AZ80A镁合金的静态再结晶行为

采用实验观察和理论计算相结合研究经多向锻造后AZ80A镁合金等温退火过程中的显微组织演变与再结晶动力学。结果表明:经多向锻造后的AZ80A镁合金在150℃退火处理时,随着退火时间的延长,再结晶晶粒逐渐增多,退火时间为3600 s时,发生再结晶的体积分数约为88%;175℃退火时,合金在1800 s时已经发生了完全再结晶,且有部分晶粒发生长大;200℃退火时,合金在360 s时的再结晶体积分数约为70%,900 s时再结晶晶粒发生长大;250℃退火时,退火360 s后,再结晶晶粒已经发生了部分长大。利用Avrami再结晶动力学方程计算可得到多向锻造态AZ80A镁合金的再结晶激活能为71.48 kJ/mol,合金在150、175、200和250℃退火时再结晶完成的时间分别为4160、1387、485和85.6 s;计算结果与实验结果一致。

AZ80A镁合金动态再结晶研究

利用Gleeble-1500型热模拟机,在应变速率为0.01～1s-1、变形温度为593～653K的变形条件下,对AZ80A镁合金进行等温压缩试验。结果表明:在较高变形温度或者较低应变速率时,AZ80A镁合金更易发生动态再结晶;根据热模拟试验所得的流动应力曲线确定了AZ80A镁合金的动态再结晶临界条件,并通过动力学分析并建立了该合金的动态再结晶模型,可为该合金组织模拟技术提供理论依据。

AZ80A镁合金的均匀化处理及扩散动力学

采用热分析仪、光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等,研究铸态AZ80A镁合金均匀化处理前后的显微组织、元素分布及相的演变规律,分析均匀化温度和时间对AZ80A镁合金组织的影响。以空位机制为基础,求出合金元素的扩散激活能,并建立均匀化动力学方程。结果表明:AZ80A铸态合金存在严重的枝晶偏析,晶界上有大量连续粗大的β-Mg17Al12共晶相;升高均匀化温度和延长均匀化时间都有利于非平衡相的溶解和合金元素的扩散,合金于430℃均匀化时发生过烧现象;AZ80A镁合金的适宜的均匀化工艺为410℃/25 h,合金元素的扩散激活能为121.7 kJ/mol,由动力学方程计算得到的适宜均匀化工艺为410℃/24 h,与实验结果基本一致。

铸态AZ80A镁合金热加工图及高温变形行为研究

目的采用Instron5500R热模拟试验机，研究铸态AZ80A镁合金在变形温度为270～410℃、应变速率为0．001～0．5s-1条件下的热加工图及高温变形行为。方法利用双曲正弦本构函数模型描述了铸态AZ80A镁合金的高温变形行为，计算获得了该合金的变形激活能，构建了应变量为0．3和O．6时的热加工图。结果得到了合金热变形本构模型及加工图．变形激活能为203．5kJ／mol，确定了应变为0．3和O．6时的动态回复区域为与动态再结晶区域。结论铸态AZ80A镁合金在330～380℃，0．001～0．01s-1时发生了动态结晶，这是该合金最佳的热加工工艺参数范围。

AZ80A镁合金线膨胀系数的研究

采用金属线膨胀系数测试仪,测定了挤压态AZ80A镁合金低温下不同温度阶段的线膨胀系数,得到不同温度阶段线膨胀系数的变化趋势。其次比较了不同牌号的镁合金在不同温度阶段的平均线膨胀系数的差异,分析可能的原因。最后通过比较挤压态和铸态AZ80A镁合金的晶粒大小,解释了两者平均线膨胀系数差异的原因。为下一步研究低线膨胀系数镁合金提供参考依据。

等温处理对挤压态AZ80A镁合金半固态组织的影响

采用应变诱发熔化激活法(SIMA)工艺制备了AZ80A镁合金半固态坯料,研究了保温温度和保温时间对半固态组织的影响。结果表明:随着保温温度的升高和保温时间的增加,AZ80A镁合金的平均晶粒尺寸与液相率都呈上升趋势,形状因子呈先增大后减小的趋势。半固态组织由α-Mg晶粒、Al、Zn元素富集形成的晶界处液相和晶内“小液池”组成,其组织演变分为初始晶粒合并长大,晶粒球化、彼此分离,最终合并粗化3个阶段。采用该种方法制备AZ80A镁合金半固态坯料时合适的保温温度为550℃、保温时间为45 min,此时半固态组织的平均晶粒尺寸、形状因子和液相率分别为89μm、0.795和26.7%。

基于DEFORM-3D的镁合金齿轮热锻成形工艺优化

以经均匀化处理后的铸态AZ80A镁合金的本构模型和动态再结晶(DRX)模型为基础,基于DEFORM-3D软件进行二次开发,通过正交试验设计,研究了铸态AZ80A镁合金直齿锥齿轮的最优热锻成形工艺参数,并对其进行验证和分析。结果表明,最优的工艺参数组合为:模具温度为623 K,坯料温度为693 K,摩擦因子为0.2,模具速度为0.5 mm/s.在该工艺下进行热锻成形,锻件大部分区域发生完全动态再结晶(DRX),齿形处平均晶粒尺寸小于10μm,锻件成形效果良好。