ZM61镁合金的热变形行为

采用圆柱试样在Gleeble-1500材料热模拟试验机上对ZM61镁合金进行等温压缩变形试验,研究了该合金在变形温度为300～390℃、应变速率为0.001～0.1 s-1条件下的流变行为。结果表明:ZM61镁合金热压缩时流变应力随流变速率的降低和变形温度的升高而减小,其热压缩变形过程分为加工硬化、过渡、软化和稳态流变四个阶段;ZM61镁合金的热流变行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其热变形本构方程为:ε=1.1915×1015[sinh(0.020756σ)]4.3159 exp(-201.86×103/RT),该本构关系的计算结果与实验结果之间的相对误差小于12.9%,可为制定ZM61镁合金的热加工工艺提供理论依据。

等通道转角挤压对ZM61镁合金组织与性能的影响

以ZM61镁合金为研究对象,在350℃下,采用Bc路径对ZM61镁合金进行了4道次的等通道转角挤压(ECAP),研究了挤压道次对ZM61镁合金的第二相、微观结构及力学性能的影响.结果表明:4道次ECAP处理后,晶界上连续网状Mg-Zn相被剪切成颗粒状弥散分布在基体组织中,合金的平均晶粒尺寸由200μm减小到20μm,晶粒尺寸较为均匀,主要原因是形变诱导引发的晶粒破碎和挤压过程中发生的动态再结晶现象;挤压过程中,晶粒取向发生改变,织构由原来基面的随机织构转变成ECAP变形后的剪切织构;同时,ECAP可显著提高ZM61镁合金的力学性能,细晶强化是其中主要的强化机制,挤压4道次后合金的极限抗拉强度、伸长率较原始状态分别提高了110%和486%;ECAP处理后合金的拉伸断裂方式由脆性断裂转变为混合断裂.

快速水冷下激光熔凝ZM61镁合金的微观组织和性能

在快速水冷的条件下采用CO2连续激光器对ZM61镁合金表面进行了激光熔凝处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分析熔凝层的微观组织及其物相成分信息，采用显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站分别测试了熔凝层的显微硬度、耐磨性能和耐蚀性能。研究结果表明：在水冷条件下，经激光快速扫描得到的熔凝层组织主要呈规则分布的柱状树枝晶，有明显的细晶强化效果；基材的物相主要由α-Mg和枝晶间网状的及枝晶内颗粒状的金属间化合物Mg7Zn3二元相组成，激光熔凝处理后，Mg7Zn3发生部分分解生成Mg7Zn3；熔凝层的显微硬度相对于基材有了明显的提高，硬度峰值达120．4HV，接近于基材的两倍；激光熔凝试样的磨损量是基材的59．8％，耐磨性得到改善；熔凝层的腐蚀电位（-1．4455V）低于基材的腐蚀电位（-1．4262v），耐蚀性能略有降低。

热处理对Mg-Zn-Mn镁合金组织和性能的影响

通过光学金相、扫描电镜以及能谱分析、显微硬度和室温力学性能测试、X射线衍射分析,研究了不同热处理工艺对Mg-6%Zn-1%Mn(ZM61)镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,ZM61在420℃下挤压成型后,合金完成动态再结晶并形成了细小的再结晶晶粒;与挤压态相比,挤压后直接时效(T5)处理可以提高合金的强度,但"固溶+时效"处理(T6,T4+双级时效)能更大幅度地强化ZM61镁合金,其抗拉强度最高可达362 MPa,说明人工时效前的固溶处理是必要的,且最佳的固溶处理工艺是420℃×2 h;挤压后直接时效的ZM61合金的失效形式为混合断裂,而经"固溶+时效"处理后为解理断裂。

Mg-6Zn-1Mn镁合金中MgZn相析出的热力学计算

以Miedema生成热模型和Toop模型为基础,参考三元合金溶体中金属间化合物析出行为的热力学模型,计算Mg-6Zn-1Mn(质量分数,下同)三元合金体系中Mg和Zn的活度,进而求出重要强化相MgZn析出反应的Gibbs自由能变化与温度的关系,并得出其析出温度为580K。MgZn析出温度的计算结果与该合金所取均匀化处理温度相符,并得到了热分析实验的进一步验证。

Mg-6wt%Zn-1wt%Mn镁合金均匀化处理研究

利用差热分析仪(DSC)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和显微硬度测试仪,对不同的均匀化热处理工艺下铸态ZM61镁合金组织转变和成分均匀化效果进行了表征。并采用求显微硬度方差大小的方法对均匀化过程中的两个重要参数——温度和时间进行了深入探讨。结果表明:铸态ZM61镁合金显微组织中存在严重的枝晶偏析,枝晶间有粗大的呈网状分布的Mg-Zn相,枝晶内部和枝晶臂间也存在大块状化合物;温度是均匀化过程中的主导因素,过度延长保温时间对均匀化作用不大;ZM61镁合金较优的均匀化工艺:330℃×16h+420℃×2h。

Mg-6wt%Zn-1wt%Mn合金中的析出相演变(英文)

通过透射电子显微技术（TEM）研究了Mg-6wt％Zn．1wt％Mn（ZM61）合金在单级和双级时效过程中过渡相β1’和β2’的演变规律以及β1’杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的原因。ZM61合金在不同温度的硬化曲线（130、160、180、200、230℃）均表明：与单级时效相比，双级时效的硬化效果更好同时硬化速率更快。由于β1’杆状相的表面能和形核能垒均小于β2’盘状相，因此，峰时效之前主要发生β1’杆状相的快速形核和伸长；β1’杆状相体积分数的增加在带来硬度增加的同时也提升了体系的应变能，β2’盘状相取代β1’杆状相可以释放这一累积的应变能，因而过时效阶段主要发生β2’盘状相对β1’杆状相的逐步取代。ZM61合金在预时效后（90℃／24h），组织中存在高弥散度的GP．区（-10nm），它们可以作为第二级时效过程中β1·杆状相的形核核心，从而大幅提升了杆状相的弥散度。由于β1’杆状相在α-Mn颗粒上异质形核可以形成β1’／α-Mn共格界面，取代之前的非共格的α-Mn版-Mg界面，从而有效降低了体系的界面能，因此时效态组织中普遍存在β1’杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的现象。