Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金动态再结晶临界条件及动力学模型的构建

在300~400℃、0.003~1 s^(-1)变形条件下,采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金进行热压缩实验。依据加工硬化率曲线拐点特征构建了合金热变形过程中的动态再结晶临界应变模型,并根据临界条件构建了合金的动态再结晶动力学模型,并分析了不同变形条件对合金动态再结晶的影响。结果表明:变形温度和应变速率对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的热变形行为有显著的影响,其流变曲线表现出典型的动态再结晶特征,并且提高变形温度和降低应变速率都将促进动态再结晶的发生;在本实验条件下,Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的加工硬化率曲线均具有拐点特征,得到了合金在变形温度为300~400℃及应变速率为0.003~1 s^(-1)条件下所对应的临界应变ε_(c)和峰值应变ε_(p),并获得了合金临界应变模型和动态再结晶动力学模型,合金显微组织特征验证了所获得的临界应变模型和动态再结晶模型的准确性。

冷却方式对铸态Mg-8.5Al-1Zn-0.3Ti镁合金组织及性能的影响

采用不同的冷却方式制备了汽车用Mg-8.5Al-1Zn-0.3Ti镁合金铸造试样,并进行了显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明:与空冷时的组织性能相比,水冷时合金内部显微组织变细、更均匀,室温抗拉强度增大19 MPa,屈服强度增大21 MPa,断后伸长率增大1.4%,腐蚀电位正移51mV,合金的力学性能和耐腐蚀性能均得到提高。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

研究了Al5TiB对Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成。加入0.5%的Al5TiB可显著细化合金的铸态组织,晶粒大小由120～130μm减少到30～40μm。随着Al5TiB加入量的增加,合金的共晶α(Mg)相数量和合金的显微硬度均呈增加趋势。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响

研究了变质剂Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响。结果表明:Al5TiB的加入显著细化了Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金晶粒,增大了界面面积,提高了合金的界面阻尼。但是,Al5TiB的加入又促进了Al、Zn原子向基体中的扩散,降低了合金的位错阻尼。加入变质剂Al5TiB后Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金的阻尼机制主要是界面阻尼和位错阻尼。二者迭加的结果决定了ZA84镁合金的宏观阻尼行为。

Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr合金的热压缩变形行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～1 s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程,采用TEM分析变形过程中合金的组织特征。结果表明:合金变形抗力随变形温度的升高而下降,随应变速率升高而增大。在360～400℃范围内变形时,合金组织仅发生动态回复,当变形温度高于400℃以后,合金热变形以动态再结晶为主。应变速率在0.01～1 s-1范围内,不影响合金的变形软化机制,但对合金亚结构的影响较大,随应变速率的增加,位错密度增加,亚晶尺寸减少。此合金适宜的变形条件为变形温度380～400℃、应变速率0.1 s-1。

RE对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响

研究了RE对Mg 8Zn 4Al 0 3Mn镁合金阻尼性能的影响。研究表明 ,加入RE后降低了合金低温下的阻尼性能 ,但明显提高了其在高温下 (≥ 1 2 0℃ )的阻尼性能。高温下 ,加入 1 0 %RE的合金表现出了最高的阻尼性能。由于高温下合金中相界面的软化及粘性滑动 ,四种合金在高温下均存在一个温度内耗峰 ,只是出现的温度不同。RE的加入推迟了温度内耗峰出现的温度。分析认为 ,加入RE后合金的阻尼机制主要是位错机制和界面机制。可动位错密度越高 ,晶粒越细 ,晶界和相界越多 ,阻尼性能越好。

退火工艺对Mg-8Li-3Al-1Y镁锂合金组织和力学性能的影响

本文对冷轧态Mg-8Li-3Al-1Y镁锂合金进行了不同的退火工艺试验,并对不同退火工艺试验后的试样进行了显微组织观察和室温拉伸试验。结果表明,在退火处理过程中发生静态再结晶和α相球化行为,在360℃退火100 min时,合金发生了脱锂现象。同时得到了最佳的退火工艺制度为360℃×70 min,此时屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为216.29 MPa、182.66 MPa和21.05%。

Sb对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

试验研究了Sb对Mg-8Zn-4Al-0·3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,含Sb铸造镁合金Mg-8Zn-4Al-0·3Mn-xSb的显微组织由基体α(Mg)、共晶[α(Mg)+τ]、三元相τ(Mg32(Al,Zn)49、二元相MgZn2和Mg3Sb2组成;随着Sb含量的增加,合金晶界上三元相的形态逐渐由半连续网状变为分散均匀的颗粒状;w(Sb)=0.3%为最佳加入量,此时的合金铸态组织被明显细化,晶粒大小由120μm^130μm减小到50μm^60μm。同时,合金的显微硬度值也随Sb含量的增加而增加。

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金,研究了固溶处理对该合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si、Mg Zn和Mg_3Sb_2相组成。对合金进行430℃×(8～32) h固溶处理,随保温的时间延长,Mg Zn相和β-Mg_(17)Al_(12)相固溶于α-Mg基体;粗大汉字状Mg_2Si相发生球状化;与此同时,合金的室温及高温(150℃)抗拉强度、屈服强度和伸长率逐步提高,硬度逐渐下降。铸态与固溶处理态合金的拉伸断裂形式均呈准解理脆性断裂。

锻压温度对汽车用Mg-8Al-0.6Zn-0.3Ti-0.3In镁合金性能的影响

采用不同的始锻温度和终锻温度对Mg-8Al-0.6Zn-0.3Ti-0.3In镁合金试样进行了锻压,并进行了力学性能和腐蚀性能的测试和分析。结果表明:随始锻温度和终锻温度的升高,试样力学性能和腐蚀性能均先提高后下降。与420℃始锻温度相比,480℃始锻温度下试样的的抗拉强度和屈服强度分别增大34、24 MPa,断后伸长率减小0.8%,腐蚀电位正移50 mV;与300℃终锻温度相比,360℃终锻温度下试样的的抗拉强度和屈服强度分别增大39、31 MPa,断后伸长率减小1%,腐蚀电位正移68 mV。Mg-8Al-0.6Zn-0.3Ti-0.3In镁合金的锻压温度优选为:480℃始锻温度、360℃终锻温度。

热输入对新型轻合金搅拌摩擦点焊接头组织和性能的影响

采用不同的轴肩直径,以不同的热输入进行了2 mm厚新型轻合金Mg-8Al-1Zn-0.3Y的搭接搅拌摩擦点焊试验,并分析了接头的显微组织、显微硬度和剪切拉伸性能。结果表明,随轴肩直径从10 mm增大至20 mm的热输入逐渐增大,焊核区晶粒先细化后粗化,接头的剪切拉伸性能呈现出先提高后下降的变化趋势,但接头横截面显微硬度无明显变化。

汽车轻量化新型镁合金的搅拌摩擦加工改性研究

采用搅拌摩擦加工对汽车轻量化Mg-8Al-1Zn-0.05Y新型镁合金进行改性,并进行了合金的显微组织、物相组成、微观织构和力学性能的分析。结果表明:搅拌摩擦加工使合金的平均晶粒尺寸减小64.6%、织构最大值减小27.69%,显著提高了合金力学性能,其中抗拉强度增加22.2%、屈服强度增加44.6%、断后伸长率增加6.8%;合金仍是由α-Mg基体和少量Mg_(17)Al_(12)相组成,但Mg_(17)Al_(12)第二相由网状结构分布变成弥散的颗粒状分布。

静置温度对机床用新型镁合金耐腐蚀性能的影响分析

采用不同的静置温度对机床用新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.3Cr-0.1Y进行了处理,并进行了合金的中性盐雾腐蚀和电化学腐蚀试验。结果表明,随着静置温度升高,盐雾腐蚀84 h后的质量损失率先减小后增大、腐蚀电位先正移后负移、合金的耐腐蚀性能先提高后下降。从提高该合金耐腐蚀性能出发,合金的静置温度优选为755℃。

均匀化热处理工艺对体育器材用新型镁合金性能的影响

采用不同的均匀化温度和时间对Mg-3Al-1Zn-0.5Ti-0.3V体育器材用新型镁合金进行了热处理,并进行了拉伸性能和冲击性能的测试与分析。结果表明,当均匀化温度从350℃增大到450℃（均匀化时间12 h）或均匀化时间从6 h增大到14 h（均匀化温度425℃）时,合金的强度和冲击吸收功均先增大后减小。均匀化热处理温度和时间分别优选为425℃、12 h。

机械轻量化用轻合金的FSSW接头组织与性能

采用搅拌摩擦点焊进行了机械轻量化用Mg-8Al-1Zn-0.2Nd-0.1V新型轻合金的搭接焊试验,测试和分析接头的显微组织、物相组成、硬度分布和力学性能。结果表明,与母材相比,FSSW接头焊核区只发现α-Mg基体而未发现Mg17Al12相,FSSW接头焊核区硬度与母材相当,硬度最低值位于前进侧热影响区;接头系数达到90%。

压铸工艺对新型镁合金汽车压铸件性能的影响

对Mg-8Al-0.6Zn-0.3Ce新型镁合金汽车件进行了压铸成型,并进行了冲击性能和磨损性能的测试、比较和分析。结果表明:随压射速度和压射比压的增加,压铸件的冲击性能和磨损性能均先提高后下降。与120 mm/min压射速度相比,180 mm/min压射速度下的冲击吸收功增大了25.81%,磨损体积减小了25%;与40 MPa压射比压相比,80MPa压射比压下的冲击吸收功增大了32.2%,磨损体积减小了30%。Mg-8Al-0.6Zn-0.3Ce镁合金压铸件的工艺参数优选为:180 mm/min压射速度、80 MPa压射比压。

电器产品用新型阻尼合金的研究

在AZ31镁合金中复合添加了合金元素Sr、In和Pr,制备了电器产品用新型阻尼合金Mg-3Al-1Zn-1Sr-0.2In-0.2Pr-0.3Mn,并进行了显微组织、物相组成、阻尼性能和耐腐蚀性的测试。结果表明:该新型阻尼合金由α-Mg相、Mg17Al12相和Mg17Sr2相组成;该新型合金的阻尼性能和耐腐蚀性能均较现有AZ31得到明显提高;在0.8 Hz相同频率下,25、150、300℃阻尼性能分别增加178.7%、139.5%、150.2%;腐蚀电位正移116m V。

汽车空调支架用镁合金的挤压工艺优化

为了优化汽车空调支架用镁合金的挤压工艺,本文采用不同的工艺参数对试样进行了挤压。结果表明:随挤压温度从300℃增加至400℃、挤压速度从1 m/min增加至5 m/min,试样的强度先增大后减小,断后伸长率先减小后增大,腐蚀电位先正移后负移,试样的耐腐蚀性能先提高后下降。与300℃相比,360℃挤压使试样抗拉强度和屈服强度分别增大了22%、26%,断后伸长率减小了23%,腐蚀电位正移66 m V;与1 m/min相比,4 m/min挤压使试样抗拉强度和屈服强度分别增大了17%、20%,断后伸长率减小了15%,腐蚀电位正移51 m V。Mg-5Al-1Zn-0.3Ti镁合金的挤压温度和挤压速度参数分别优选为360℃和4 m/min。

等温锻造温度对机械外壳用Mg-8Al-1Zn-0.5Ca镁合金组织与性能的影响

为了研究等温锻造温度对机械外壳用Mg-8Al-1Zn-0.5Ca镁合金组织与性能的影响,选择5种等温锻造温度对合金试样进行锻造试验,并进行了显微组织分析、耐腐蚀和耐磨损性能的测试与分析。结果发现:随着等温锻造温度从340℃增加至420℃,Mg-8Al-1Zn-0.5Ca镁合金的平均晶粒尺寸先减小后增大、腐蚀电位先正移后负移、磨损体积先减小后增大,合金的耐腐蚀和耐磨损性能先变好后变差。相较于等温锻造温度为340℃,等温锻造温度为400℃时的Mg-8Al-1Zn-0.5Ca镁合金的平均晶粒尺寸减小了76.1%、腐蚀电位正移141 m V、磨损体积减小了66.2%。研究结果表明,Mg-8Al-1Zn-0.5Ca镁合金的等温锻造温度优选为400℃。

热处理温度对镁基机械壳体电磁屏蔽性能的影响

为了研究热处理温度对Mg-8Al-1Zn-0.2Ti镁基机械壳体电磁屏蔽性能的影响,优化出固溶热处理温度和时效热处理温度,采用不同的固溶温度和时效温度对该壳体试样进行了热处理,并进行了试样电磁屏蔽性能测试与分析。结果表明：当测试频率为50 MHz时,随固溶热处理温度从380℃增大到440℃,或随时效热处理温度从180℃增大到240℃,试样的电磁屏蔽效能均先增大后基本保持不变;当测试频率为800 MHz或1500 MHz时,随固溶热处理温度从380℃增大到440℃,或随时效热处理温度从180℃增大到240℃,试样的电磁屏蔽效能均先增大后减小。该壳体的固溶温度和时效温度分别优选为430℃、220℃。