热处理工艺对ZM6合金组织及性能的影响

采用硬度测试、金相观察、拉伸试验和断口扫描等方法,探索了热处理工艺对ZM6合金组织及性能的影响。通过改变ZM6合金固溶处理和时效处理的温度和时间,得出最佳热处理工艺参数。综合试验结果得到:最佳固溶处理工艺参数为530℃×15 h,最佳时效处理工艺参数为200℃×14 h,其最佳工艺参数为530℃×15 h+200℃×14 h,对ZM6合金进行固溶+时效处理的强化效果最好。

高应变速率下铸态ZM6镁合金的力学行为研究

利用分离式霍普金森压杆对铸态ZM6镁合金进行高应变速率的动态力学压缩实验,并对ZM6镁合金的力学性能和微观组织进行了研究分析。结果表明,在试样解体之前,随着冲击载荷的提高,试样的应变速率及最大应变不断提高。从真应力-真应变曲线中发现,铸态ZM6镁合金表现出明显的正应变率强化现象,并且随着应变速率的提升,加工硬化效果显著,最高抗冲击强度达到328.1 MPa。通过微观组织分析,铸态ZM6镁合金在高应变速率下的断裂方式为脆性断裂。

ZM6镁合金铸件夹杂物表征及其对拉伸力学性能的影响

夹杂是影响ZM6镁合金铸件力学性能的重要因素。通过拉伸试验测试含有夹杂缺陷ZM6镁合金的力学性能,对试样断口宏观形貌和微观形貌进行观察,测量夹杂物尺寸,定量研究夹杂物的等效直径对抗拉强度和伸长率的影响,建立抗拉强度和伸长率分别与夹杂物等效直径之间的函数关系,并采用ANSYS软件建立含有不同夹杂物尺寸的ZM6镁合金有限模型。结果表明:ZM6合金中的夹杂物主要为氧化镁;等效直径能够很好的表征夹杂物尺寸,随着夹杂物等效直径的增大,抗拉强度和伸长率会随之降低;有限元模拟表明夹杂物和基体界面位置存在明显应力集中,且位于基体较薄界面位置,可较准确预测含不同尺寸夹杂物的合金拉伸性能,拉伸应力应变曲线偏差5%之内,抗拉强度预测误差小于10%。

ZM6铸造镁合金氩弧焊补焊特性与接头组织及性能

大尺寸、复杂结构的ZM6镁合金铸件极易出现裂纹、疏松、气孔和夹杂等铸造缺陷,开发高质量补焊修复技术将有助于推动其更广泛的应用。利用钨极氩弧焊(TIG)补焊技术,针对不同尺寸的圆形坡口,采用优化的焊前预热措施、焊接工艺参数和焊后热处理工艺,对ZM6铸造镁合金TIG补焊焊缝成形、接头组织特征和力学性能进行分析。研究结果表明,针对直径10~40 mm的坡口,采用焊前200℃预热1 h和160 A焊接电流,可以获得无裂纹、无气孔、无未熔合缺陷的补焊接头。补焊接头焊缝区晶粒细化,晶粒尺寸为30~40μm;热影响区宽度较窄,但晶粒发生长大,团簇状析出相明显减少,因此热影响区硬度最低。随着坡口尺寸增大,焊缝区和热影响区的硬度均发生下降,试样拉伸强度降低。拉伸试样主要断裂于热影响区,平均抗拉强度和延伸率达母材的93.7%和95.1%。

ZM6镁合金薄壁油管类铸件冷隔缺陷的消除研究

镁合金因结晶温度范围大、流动性差,薄壁件在浇注过程中易出现冷隔、浇不足缺陷。以ZM6镁合金薄壁油管类铸件为研究对象,在研究过程中利用ProCAST软件模拟,通过调整浇注温度、增设排气孔等方式,最终解决产品冷隔、浇不足缺陷,提高了成品率。

铸造镁合金ZM6砂型铸造工艺研究

ZM6是铸造镁合金中一种重要的合金,工业生产中以砂型铸造为主。根据镁合金铸造的特点和工艺要求,采用开放-封闭式浇注系统以及设置冒口等,成功地试制生产出该类零件。同时,也确定了合理实用的镁合金砂型铸造工艺。

ZM6镁合金冷喷涂Al涂层结构与耐蚀性研究

为提高镁合金耐蚀性,在ZM6基体上采用冷喷涂技术制备了纯铝涂层。用扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、显微硬度测试仪等研究了涂层形貌结构和性能;利用电化学方法和中性盐雾实验对涂层的抗腐蚀性能进行了评价。结果表明:在ZM6基体上冷喷涂的铝涂层结构致密,孔隙率为0.8%,显微硬度HV平均为59.8,高于镁合金;结合力达到21MPa;涂层抗腐蚀性能优于镁合金,冷喷涂铝涂层的自腐蚀电位与镁合金相比较,提高了约700mV,中性盐雾实验200h无腐蚀,可为ZM6提供长效保护。

Nd含量对ZM6镁合金力学性能的影响

采用光学显微镜、拉伸试样机和布氏硬度机研究了Nd含量对ZM6镁合金力学性能的影响。结果表明,随Nd含量的增加,ZM6合金强度增加;在3.0%Nd含量达到最大值时,若继续增加Nd含量,该合金强度下降。

ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺

根据拉伸性能测试结果及X-射线探伤检测确定了ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺参数.并通过光学显微镜对焊接接头进行了微观组织观察和微区成分分析试验.结果表明,热影响区晶粒大小与母材基本相同.在热影响区晶内完全由Mg元素组成,晶内原有的合金元素迁移到晶界.焊缝组织由比母材晶粒尺寸小的细小等轴晶组成,焊缝区的晶内组织基本由Mg元素组成,其晶界合金元素含量要比母材与热影响区少.通过对ZM6镁合金铸件补焊中的裂纹位置以及成分分析,得出ZM6镁合金铸件补焊裂纹为结晶裂纹.

ZM6镁合金化学镀镍预处理工艺及镀层耐蚀性

采用浸锌预处理工艺,研究在碱式碳酸镍体系中ZM6镁合金表面化学镀镍层性能。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)研究浸锌层和镀镍层的形貌、成分及镀层结构,采用极化曲线测试镀层的耐蚀性。研究结果表明,浸锌溶液中加入Sn2+可在ZM6镁合金表面获得均匀致密的浸锌层,后续在碳酸镍体系中施镀1 h后所得非晶态Ni-P镀层均匀致密,无明显缺陷,厚度为8.74μm,磷质量分数达9.29%;在3.5%NaCl溶液中,镀层的自腐蚀电位为-0.609 V,腐蚀电流密度约为基体的1/10,耐腐蚀性能良好。

屑挤压ZM6-3.5Ce镁合金的组织和力学性能

采用屑挤压法合成ZM6镁合金废屑和Mg-Ce中间合金屑制成棒材,研究Mg-Ce中间合金屑形状对合成镁合金棒的组织和性能影响,并讨论其断裂行为。结果表明:屑挤压后,Mg-Ce中间合金屑没有被打碎,合金棒材的力学性能较差。相比较而言,含w(Ce)=3.5%(屑状)的ZM6镁合金综合性能好一些,抗拉强度为180 N/mm2,伸长率为5.5%,试样的断裂方式为脆性断裂。

热处理对ZM6镁合金TIG焊后组织性能的影响

采用钨极氩弧焊对ZM6铸造镁合金进行焊接,并对其进行了T6热处理,利用光学显微镜及扫描电镜对焊后及热处理后的焊接接头显微组织进行观察,对试样进行显微硬度和抗拉强度测试。结果表明:经过540℃固溶处理后,晶界处的化合物已基本固溶到基体。经200℃时效16 h后,出现3种析出相,并且焊缝及母材显微硬度均达到最大值,分别为85HV和81HV。热处理后拉伸试验断裂位置在熔合区附近,抗拉强度达到260 MPa,较未热处理的160 MPa有较大提高。热处理后拉伸断口形貌呈现出两个不同的区域,分别为解理和韧窝-解理混合断裂。

ZM6镁合金焊丝热挤压-热拉拔工艺研究

采用热挤压-热拉拔的方法制备了φ3 mm的ZM6镁合金焊丝,并对组织演变进行了观察。结果表明,通过对挤压比、挤压温度、挤压速度的合理选择可以制备出φ4mm的焊丝坯料,再选用适当的拉拔道次和拉拔温度等参数能够生产出表面质量良好的φ3mm的ZM6镁合金焊丝。ZM6镁合金热挤压后晶粒明显细化,经过4个道次热拉拔后晶粒尺寸进一步减小。

基于差压铸造的机械外壳用ZM6镁合金的组织与性能

采用不同浇注温度进行了机械外壳用ZM6镁合金的差压铸造试验,并进行了显微组织及力学性能的测试分析。结果表明,采用差压铸造可获得晶粒细小、力学性能较佳的ZM6镁合金。合金的抗拉强度达到267 MPa,断后伸长率达到13.5%。合金的浇注温度不宜过低也不宜过高,优选为710℃。

挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响

利用固相再生方法在挤压比为25∶1的条件下,将ZM6镁合金屑分别在350℃、400℃、450℃和500℃温度下制备成试样,进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明:当挤压温度为400℃时,ZM6耐热镁合金没有发生再结晶,合金中金属化合物在挤压过程中被打碎,均匀分布在基体中;当挤压温度为450℃和500℃时,ZM6镁合金发生部分动态再结晶;随着挤压温度的提高,合金的抗拉强度和延伸率提高;在挤压温度为500℃,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为300.2MPa、142.9MPa和30%。合金室温拉伸断口主要表现为穿晶韧窝断裂。

预置粒子对ZM6镁合金热变形组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等分析预置粒子对ZM6镁合金热压缩过程中显微结构的影响,并在室温下进行室温力学性能测试。结果表明:预置粒子能够有效促进热变形过程中的动态再结晶行为,热压缩后合金组织细化、织构弱化,抗拉强度和伸长率都显著提升。和固溶态样品相比,预置粒子样品在510℃下再结晶体积分数由85%提升至100%,在不损害强度的前提下,伸长率提升至18.2%,提升了30%。

挤压比对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响

利用固相再生方法在挤压温度为450℃,挤压比分别为11.1:1、25:1和44.4:1的条件下,将ZM6镁合金屑制备成试样,然后进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明:ZM6耐热镁合金在挤压过程中发生部分动态再结晶,挤压比越大,动态再结晶程度越大;合金的抗拉强度和延伸率随挤压比的增大而增大,当挤压比从11.1:1提高到44.4:1时,抗拉强度从204MPa提高到248MPa,延伸率从20.7%提高到27.5%。T6态合金的抗拉强度高于挤压态合金的抗拉强度,T6态合金的延伸率低于挤压态合金的延伸率。

Ce含量对固相合成ZM6镁合金组织和性能的影响

利用固相合成的方法合成Mg-20.72%Ce中间合金和ZM6耐热镁合金混合屑。结果表明:Mg-Ce中间合金屑在ZM6镁合金中分布不均匀,处于加入时的形状。合金组织主要为拉长的变形纤维组织和亚晶组织。Ce含量越高,在ZM6镁合金中分布的Mg-Ce中间合金越多;所有固相合成含Ce的ZM6镁合金的抗拉强度和延伸率均低于不含Ce的ZM6镁合金的抗拉强度和延伸率。相比较而言,含3.5%Ce的ZM6镁合金综合性能好一些。试样的断裂方式为脆性断裂。

Na_(2)WO_(4)浓度对ZM6镁合金微弧氧化膜层性能的影响

试验采用ZM6镁合金作为实验材料,微弧氧化电源采用恒压模式,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计和电化学工作站对微弧氧化膜层进行性能表征,研究ZM6镁合金在硅酸盐体系下电解液中不同浓度Na_(2)WO_(4)添加剂对ZM6镁合金微弧氧化膜层表面形貌、物相组成及耐蚀性的影响。试验结果表明:Na_(2)WO_(4)的添加可有效改善膜层的表面形貌及性能。随着Na_(2)WO_(4)浓度的增加,耐蚀性呈先升高后降低的趋势。当Na_(2)WO_(4)浓度为1 g/L时,膜层质量和耐蚀性能达到最好;膜层物相主要由MgO,Mg2SiO4和少量WO3组成;自腐蚀电位为-1.482247 V,腐蚀电流为0.146μA。

铸造镁合金ZM6砂型铸造工艺研究

ZM6是铸造镁合金的关键的合金,在生产的时候,以砂型铸造为主,依据镁合金铸造的特征以及工艺的标准,使用开放-封闭式体系设定冒口,成功地试制生产出该类零件,同时科学地运用了镁合金砂型铸造技术。