镁合金成形技术研究进展

综述了近年来镁合金成形技术的研究现状,介绍了作者在半固态镁合金铸轧成形技术方面所作的工作,最后预测了镁合金成形技术的发展趋势。

半固态铸轧成形技术的最新研究

半固态加工技术具有高效、节能、近净形生产以及制成品显微组织细化均匀、机械性能好等诸多优点,是21世纪很有发展前景的一种加工方法.铸轧技术是冶金及材料领域的一项前沿技术,是将连续铸造、轧制、甚至热处理等串联为一体,铸出毫米级的薄带坯,经在线轧制后一次性形成工业产品,是短流程的先进加工技术.将高效、节能、短流程的连续铸轧技术与半固态加工技术相结合,得到半固态连续铸轧成形技术,这是一种全方位高效、节能、短流程、近终形的加工方法.文章综述了近年来半固态铸轧成形技术的研究现状,详细介绍了课题组在半固态镁合金铸轧成形技术方面所作的工作,最后预测了该技术的发展前景.

半固态金属金相图片的计算机定量分析

基于Matlab的图形图像处理功能,开发出半固态金属金相组织的计算机分析软件,用以定量地分析半固态金相组织中的非枝晶组织分数(固相率)及晶粒尺寸。并且以镁合金半固态组织为例,与相关文献和目测结果进行了对比,证明该软件具有测量准确,简单容易,方便快捷,适应广泛等特点。

半固态镁合金铸轧试验研究

自行研究开发了一套半固态铸轧试验设备,利用该设备可以获得半固态浆料,并进行半固态铸轧成形。试验研究了AZ91D镁合金半固态铸轧成形过程,观察了样品的微观组织形貌。结果表明,镁合金半固态铸轧可以改善镁合金高温铸造的安全防护和镁合金变形困难需要较大变形力的现状。

铸轧对半固态镁合金组织的影响

实验研究了镁合金半固态铸轧的组织。铸轧试验是在一台自制的铸轧试验机上进行。试验结果表明,铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前的半固态镁合金是由机械搅拌制备,组织中先结晶的固相颗粒形状不规则,有枝晶的痕迹;然而铸轧后组织中,先结晶的固相颗粒形状变得非常圆整,接近球形。基于试验结果,提出了半固态铸轧对一次相颗粒的圆整化机制。认为铸轧对半固态组织的圆整化作用是通过固液两相相对流动摩擦消除尖角而圆整化或固相颗粒翻滚破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。此外,在一定的工艺条件下,凝固的金属在进一步的轧制变形中,圆整的球形一次相颗粒被轧制变形,变成为椭球状。

铸轧半固态镁合金组织特点

在试验室半固态铸轧试验设备上,进行了镁合金半固态铸轧试验,发现铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前组织中初生固相颗粒形状不规则,有枝晶的痕迹;然而铸轧后组织中初生固相颗粒形状非常圆整,接近球形;铸轧对半固态组织具有圆整化的作用,可能是通过固液两相相对流动、摩擦消除尖角而圆整化,或者固相颗粒翻滚、破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。另外在不同的工艺条件下,半固态铸轧镁合金板带组织在表面和心部有不同的表现,厚板带显微组织会出现偏聚,即表面层是激冷微细等轴晶区,心部是半固态组织;而薄板带组织非常均匀,没有偏聚。

半固态铸轧AZ91D镁合金板带的再加工组织性能

实验研究了半固态铸轧成形技术制备的AZ91D镁合金板带的再加工组织性能及特点。半固态铸轧实验是在自制的试验机上进行的,得到半固态铸轧AZ91D镁合金板带之后,分别进行冷轧、热轧和冲杯实验,加工后取样观察显微组织。实验结果表明,半固态铸轧的AZ91D镁合金板带材具有较好的加工性,最大冷变形可达到28%,热变形可达到47%。观察组织可见,横断面、纵断面固相颗粒在轧制作用下都有所变形,纵断面的变形更为严重,说明组织沿轧制方向塑性变形较大。

AZ91D镁合金半固态铸轧工艺因素对组织的影响

在实验室半固态铸轧试验设备上进行了镁合金半固态铸轧试验,研究了AZ91D镁合金半固态铸轧组织的影响因素。结果表明,搅拌速度、铸轧温度对半固态镁合金组织有显著的影响。过快过慢的搅拌速度都不利于半固态组织的形成,试验表明搅拌速度300 r/min最佳;铸轧温度从高到低,固相率明显从小到大。