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。

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。

Microstructure of Mg-8Zn-4Al-1Ca aged alloy

The microstructure of Mg-8Zn-4Al-1Ca aged alloy was investigated by TEM and HRTEM. The results show that the hardening produced in the Mg-8Zn-4Al-1Ca alloy is considerably higher than that in the Mg-8Zn-4A1 alloy. A dense dispersion of disc-like Ca2Mg6Zn3 precipitates are formed in Mg-8Zn-4Al-1Ca alloy aged at 160 ℃ for 16 h. In addition, the lattice distortions, honeycomb-looking Moir＆#233; fringes, edge dislocations and dislocation loop also exist in the microstructure. The precipitates of alloy aged at 160 ℃ for 48 h are coarse disc-like and fine dispersed grainy. When the alloy is subjected to aging at 160 ℃ for 227 h, the microstructure consists of numerous MgZn2 precipitates and Ca2Mg6Zn3 precipitates. All the analyses show that Ca is a particularly effective trace addition in improving the age-hardening and postponing the formation of MgZn2 precipitates in Mg-8Zn-4Al alloy aged at 160 ℃.

汽车零件用差压铸造Mg-9Al-1Zn-0.5Ca镁合金的组织及性能

采用差压铸造进行了汽车零件用镁合金Mg-9Al-1Zn-0.5Ca的制备,对组织、力学性能和耐磨损性能进行了测试与分析。结果表明:与重力铸造试样相比,差压铸造试样的抗拉强度提高9.7%,屈服强度提高12.5%,断后伸长率从8.8%增大到9.5%,磨损体积减小38.9%;差压铸造可以明显改善合金内部组织,提高合金的力学性能和耐磨损性能。

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。

热挤压镁合金Mg-9Al-1Zn-0.5RE-xCu(x=0,1,3,4)组织与力学性能研究

本文运用OM、XRD、SEM与电子万能拉伸试验机初步研究了热挤压镁合金Mg-9Al-1Zn-0.5RE-x Cu(x=0,1,3,4)的显微组织和力学性能。镁合金Mg-9Al-1Zn-0.5RE中Cu元素的加入细化了其基体组织,β-Mg_(17)Al_(12)相由网状变为不连续、弥散分布的小块状和颗粒状。随着Cu元素质量分数的增加,β-Mg_(17)Al_(12)相含量减少,合金中先后出现第二相A_(l2)Cu和AlCuMg.与不加Cu元素时相比,Mg-9Al-1Zn-0.5RE-xCu(x=1,3,4)合金的室温抗拉强度、屈服强度明显升高,而伸长率显著降低;Cu含量的多少,对合金的室温抗拉强度和屈服强度影响不大,而随着Cu含量的增加,合金的塑性逐渐有所改善。在本次实验中,当Cu质量分数为4%时,合金的抗拉强度最高,为287.33 MPa,伸长率为15.2%,综合力学性能最好。

Al-1Mg-0.6Si-0.5Cr-0.5V新型铝合金建筑模板的挤压工艺优化

采用不同工艺进行Al-1Mg-0.6Si-0.5Cr-0.5V新型铝合金建筑模板的挤压试验,分析了挤压模板试样的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随挤压温度从350℃提高到475℃、挤压速度从2 m/min加快到4.5 m/min,试样的力学性能和耐腐蚀性能都先提高后下降。当挤压速度恒定为3.5 m/min时,与350℃:挤压相比,450℃挤压时试样的抗拉强度和屈服强度分别提高12.1%、12.2%,腐蚀质量损失率减小31.5%。当挤压温度保持450丈不变,与4.5 m/min挤压的速度相比,3.5 m/min的挤压速度挤压时,试样的抗拉强度和屈服强度分别提高9.9%、10.0%,腐蚀质量损失率减小33.3%。模板试样的挤压温度和挤压速度分别优选为450℃、3.5 m/min。

挤压温度对汽车零件用新型镁合金性能的影响

采用不同的挤压温度对汽车零件用Mg-8Al-3Sn-0.5V镁合金试样进行了挤压试验,并进行了力学性能和显微组织的测试与分析。结果表明:随挤压温度的升高,试样的抗拉强度、屈服强度先增大后减小,断后伸长率先减小后增大。在340℃挤压后,试样的抗拉强度、屈服强度最大,断后伸长率最小。汽车零件用Mg-8Al-3Sn-0.5V镁合金试样的挤压温度优选340℃。

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。

汽车轮毂用高强轻合金的差压铸造工艺研究

采用差压铸造工艺方法制备了汽车轮毂用高强轻合金Mg-7Al-3Sn-1Zn-0.5Sc,并进行了显微组织金相OM及SEM观察、XRD分析、力学性能测试。结果表明,与常规铸造相比,差压铸造制备的该合金组织较细小,无明显的缩松、缩孔、孔洞、裂纹等铸造缺陷;合金由α-Mg基体以及少量的Mg17Al12、Mg2Sn相组成;室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达518、436MPa和23.8%,断口为韧性断裂。

汽车新型压铸零部件的铸造工艺分析

对Mg-9Al-1Zn-0.5Ce汽车新型压铸零部件试样进行了压铸成型,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试和分析。结果表明:随浇注温度的升高和压射速度的加快,试样的抗拉强度、屈服强度先增大后减小,腐蚀电位正移后逐渐负移,伸长率变化幅度较小,力学性能和耐腐蚀性能均先提升后下降;与620℃浇注温度压铸时相比,650℃浇注温度下的抗拉强度、屈服强度分别增大了13.08%、23.78%,断后伸长率减小了1%,腐蚀电位正移了43 mV;与1 m/s压射速度压铸时相比,3 m/s压铸下的抗拉强度、屈服强度分别增大了11.20%、16.45%,断后伸长率减小了0.8%,腐蚀电位正移了31 mV。Mg-9Al-1Zn-0.5Ce汽车新型压铸零部件的压铸工艺参数优选为:650℃始锻温度、3 m/s压射速度。

固溶处理温度对汽车轮毂新型合金组织与性能的影响

采用不同温度对轮毂用Mg-8Al-0.5Zn-0.15Ce新型合金进行了固溶处理,研究了固溶温度对显微组织、力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,随固溶温度从400℃升高到500℃,合金的平均晶粒尺寸先缓慢减小后增大,力学性能和阻尼性能均先提高后降低。固溶温度优选为450℃,此时合金的抗拉强度、断后伸长率和阻尼系数(25℃/0.8 Hz下测试)均达到最大值,分别是302 MPa、13.3%、0.089。

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℃。

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℃。

多向锻造对AZ40镁合金组织和力学性能的影响

采用多向锻造(MDF)对Mg-4Al-1Zn-0.5Mn合金进行塑性变形,利用光学显微镜和电子背散射衍射(EBSD)等分析了合金的组织与织构。结果表明:随着锻造道次的增加,合金中的小角度晶界比例减少,大角度晶界有所增加,晶粒细化,织构有所改变,织构强度降低,各向异性减弱,径向力学性能提高。经过6道次锻造后合金的径向晶粒最细,径向塑性最高。

新型镁基干电池负极材料的电化学性能研究

采用机械振动辅助搅拌法制备新型镁基干电池Mg-8Al-1Zn-0.5Nb-0.1V负极材料,并采用OM、SEM、XRD和电化学工作站等测试手段进行了显微组织、物相组成、充放电性能和电化学腐蚀性能的分析。结果表明,该新型材料由α-Mg基体和少量的Mg17Al12相组成,具有较佳的电化学性能;较商用Mg-3Al-1Zn镁基合金,制备的新型Mg-8Al-1Zn-0.5Nb-0.1V负极材料的阻抗曲线直径增大,电化学腐蚀性能和充放电性能得到提高。

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%。

新能源汽车含钒钛镁合金的挤压温度优化

在不同挤压温度下进行了新能源汽车用含钒钛镁合金Mg-6Al-1Zn-0.8Ti-0.4V的挤压实验,并进行了合金的显微组织和力学性能测试与分析。结果表明:随挤压温度升高(300~400℃),合金的显微组织先细化后粗化,力学性能先提高后下降。当挤压温度为375℃时,试样具有最佳强度,此时抗拉强度和屈服强度分别达到310、212 MPa。与300℃挤压温度相比,采用375℃挤压时Mg-6Al-1Zn-0.8Ti-0.4V镁合金的抗拉强度增大8.8%,屈服强度增大15.2%,断裂方式由解理断裂变为韧性断裂。新能源汽车用含钒钛镁合金Mg-6Al-1Zn-0.8Ti-0.4V的挤压温度优选为375℃。