浇注温度对AZ31镁合金连续流变挤压成形组织的影响

研究了不同浇注温度、辊靴型腔中不同位置的AZ31镁合金组织.结果表明,浇注温度高于750℃时,半固态区减小,工作辊对半固态区枝晶的剪切时间变短,枝晶破碎不充分,得不到优质的半固态金属浆料;浇注温度低于730℃时,固相区变大,半固态区部分枝晶未得到充分剪切就进入了固相区,固相区的枝晶更是难以断裂,因此得不到理想的半固态组织;随着固相区的增加,合金变形更加困难,设备工作压力增加,使用寿命降低;AZ31镁合金连续流变挤压最佳浇注温度为730～750℃.     

连续流变成形过程中热流耦合场对合金组织的影响

为优化连续流变成形制备AZ31镁合金材料的工艺条件,利用有限元法模拟出了其在不同浇注温度条件下的速度场和温度场,并通过实验验证了模拟结果,分析了热流耦合场对合金组织的影响.结果表明:连续流变成形技术制备AZ31半固态合金的过程中,合金运动速度由靴侧到轧辊侧呈线性递增,在近轧辊处出现速度最大值,合金与靴接触边界速度为零;合金温度场由浇口到辊-靴型腔出口温度逐渐降低,并且等温线向轧辊侧偏离;合金出口温度与浇注温度基本呈线性的正比例关系变化,且模拟出的最佳浇注温度范围为730～770℃.     

电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D 镁合金组织的影响

研究了电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D合金组织的影响规律。结果表明：电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的固相颗粒为蔷薇状或粒状α—Mg，随电磁搅拌功率的增大，蔷薇状形态逐渐消失，固相颗粒形态趋于粒状和圆整；在实验范围内，随电磁搅拌电源频率的增大，半固态AZ91D合金组织中固相颗粒形态越来越圆整。这主要是由于电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的形成机理是以枝晶臂熔断为主，而在高频率下的电磁搅拌过程中，在搅拌室产生的集肤效应使得表面和中心出现宏观温度差，从而加强了固相颗粒随流场运动时的温度起伏，最终加速了枝晶的熔断。     

热处理工艺对AZ61镁合金干摩擦磨损性能的影响

通过常温下的销盘式干滑动摩擦磨损试验,研究固溶及不同时间的时效处理对铸态AZ61镁合金摩擦磨损性能的影响.试验载荷为100 N,滑动速度为0.78 m/s,滑动距离为1 km.结果表明:固溶处理使铸态合金中的粗大β-Mg17Al12相溶解,导致合金的硬度降低,摩擦系数和磨损率升高;在170℃下对AZ61合金进行不同时间(0~80 h)的时效处理使尺寸细小的β相在晶内和晶界处析出,提高了合金的耐磨性,其中时效20 h后合金的摩擦系数和磨损率最低.AZ61合金在摩擦磨损的过程中共存在三种磨损机制:磨粒磨损、氧化磨损及剥层磨损.     

采用SRS技术制备A2017半固态合金与连续扩展成形

利用自制的单辊搅拌(SRS)实验机制备出的A2017半固态材料比常规铸造坯组织优良;在辊靴型腔出口安装扩展成形模,使A2017合金实现半固态扩展挤压成形·实验证明浇注温度高于750℃,A2017合金会过烧,不能成形;浇注温度低于690℃时合金在出口发生完全凝固,不能实现扩展模充模;当靴子预热温度为450℃,在最优浇注温度710～730℃条件下,生产出了组织性能良好的半固态成形材     

浇注温度对合金熔体冷却规律和半固态组织的影响

介绍了一种实验室自主研发的轻合金半固态浆料制备设备--锥桶式流变成形机(TBR),该设备利用刻有凸纹和沟槽的内、外锥桶的相对转动,使合金熔体在凝固过程中受到剧烈的剪切搅拌,从而获得合金半固态浆料.对TBR工艺的传热模型进行了推导,以A356为实验材料得出制备的A356铝合金半固态浆料温度与浇注温度的关系式,同时分析了不同浇注温度下合金熔体的冷却规律和获得的半固态组织形貌.结果表明,适当降低A356合金熔体的浇注温度可以延长初生固相受到的剪切时间和增加剪切次数,从而获得细小、均匀的半固态组织.当浇注温度为640℃时,初生固相平均晶粒尺寸为68μm,形状因子为0.82.     

AZ61镁合金热压缩流变应力的实验

采用Gleeble-1500型热模拟机,对AZ61镁合金进行高温压缩实验,分析该合金在不同变形温度与应变速率条件下的压缩流变应力.研究AZ61镁合金在热变形时,流变应力与变形温度、应变速率之间的关系,并建立相应的流变应力模型.结果表明,AZ61镁合金在高温压缩变形时,当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大;而当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而降低.AZ61镁合金的热变形过程均表现出较明显的动态再结晶特征,其流变应力的变化规律主要受加工硬化和再结晶软化两者机制的共同作用.在热变形下,AZ61镁合金峰值流变应力可以用双曲正弦模型来进行较好的描述.     

挤压铸造过共晶A390合金的组织与力学性能

以过共晶A390合金为对象,系统研究了挤压铸造成形工艺下挤压压力、浇注温度、热处理工艺参数等对合金显微组织与力学性能的影响.实验结果表明,A390合金挤压铸造铸态组织初晶硅的尺寸保持在20～30μm左右.且挤压压力增大能提高铸件的致密性并细化共晶组织;而较低的浇注温度则可以获得较细小的初生α相.热处理使共晶组织进一步细化,并显著提高铸件的力学性能.经优化的T6热处理参数为490℃×8 h 180℃×8 h,铸件本体试样的平均抗拉强度和布氏硬度分别达到334 MPa和141.     

Al含量对AZ系镁合金燃点的影响

为了考察AZ系镁合金中不同Al含量对其初始熔化温度、燃点以及热解起燃时所处状态的影响,对镁合金初始熔化温度及燃点进行测试, 采用FESEM扫描电镜对实验镁合金组织及燃烧前合金表面形貌进行观察,采用XRD对合金进行物相分析.结果表明,AZ系镁合金中Al含量较低时对燃点的影响表现为,随Al含量的增加低温熔点相β-Mg₁₇Al₁₂生成并逐渐增多,引起合金初始熔化温度的下降,降低了合金的燃点.同时,纯Mg及AZ31镁合金是在固态下起燃的;AZ61和AZ80镁合金是在半固态下起燃的,但AZ80的固相率更低.此外,Al含量的增加有利于合金起燃前表面膜的连续性与完整性,减缓合金燃点降低.     

应力状态对AZ31镁合金最佳成形温度的影响

在20～250℃温度范围内,对AZ31镁合金薄板进行了单向拉伸、筒形件拉深以及胀形试验,并用金相显微镜观察了试验后试件的显微组织。分析了AZ31镁合金在不同工艺所对应的应力状态下塑性变形特点及其最佳成形温度。结果表明,变形过程中所受应力状态对AZ31镁合金最佳成形温度的影响很大,AZ31镁合金在成形过程中受单向拉应力时,其总延伸率随成形温度的升高而增加;应力状态主要为压应力时,最佳成形温度应在tr=1以下;而应力状态主要为双向拉应力时,其最佳成形温度应在tr=1以上。     

基于ABAQUS的半固态AZ61合金镦粗成形数值模拟

利用ABAQUS有限元软件对半固态AZ61合金坯料的镦粗问题进行了分析,计算了坯料内部的应力和变形,通过用触变成形实验得到的变形力与模拟计算得到的变形力相比较,两者基本吻合,为进一步研究控制半固态AZ61合金镦粗变形方案提供了理论依据。     

Influence of CO2 laser welding parameters on the microstructure, metallurgy, and mechanical properties of Mg-Al alloys

This study investigated the microstructural characteristics, metallurgy, microhardness, and tensile strength of AZ31 and AZ61 magnesium alloy weldments, fabricated in a CO₂ laser welding process with the adjustment of various parameters. The results show that the AZ31 weldment contains equiaxed grains within the fusion zone (FZ). By contrast, the FZ of the AZ61 weldment contains refined cellular grains and the partially melted zone (PMZ) contains bulk grains. We infer that the difference in aluminum content between the two magnesium alloys results in different supercooling rates and solid grain structures. For both weldments, the ultimate tensile strength (UTS) decreases following the CO₂ laser welding process. However, no significant difference is noted between the UTS of the two weldments, suggesting that tensile strength is insensitive to the Al content of the magnesium alloy. The CO₂ laser welding process is shown to increase the microhardness of both magnesium alloys. Furthermore, grain refinement is responsible for the maximum hardness in the FZ of both weldments. The AZ61 weldment has a higher content of Al, resulting in a greater grain refinement.     

Effects of the types of overlap on the mechanical properties of FSSW welded AZ series magnesium alloy joints

The effects of the types of overlap on the mechanical properties of the friction stir spot welding (FSSW) welded AZ series magnesium alloy joints were investigated by microstructural observations, microhardness tests, and tensile tests. The results show that the microstructure of the stir zone adjacent to the periphery of the rotating pin is mainly composed of the upper sheet. The average distance D between the longitudinal segment of the curved interface and the keyhole periphery, the tensile shear force, and the microhardness of the stir zone of the FSSW welded AZ61 alloy joint are the highest in all samples. During FSSW of AZ31 and AZ61 dissimilar magnesium alloys, the irregular deformation of the longitudinal segment of the curved interface appears, while the microhardness of the stir zone is higher when AZ61 alloy is the upper sheet. Moreover, the microhardness of the stir zone increases initially and then decreases sharply in the longitudinal test position.     

AZ31温轧过程变形区温度模拟

AZ31镁合金薄板温轧过程中引起变形区温度波动的因素较多,因此变形区温度的精确预测是保证轧制工艺及产品质量的关键.本文利用有限元数值模拟软件针对AZ31镁合金薄板温轧过程变形区温度进行了数值模拟,给出了轧辊及轧件的物性参数及模拟的初始条件和边界条件,确定了影响变形区温度的5个关键因素为轧辊温度、轧件温度、轧件厚度、轧制速度及压下率.通过5水平的模拟正交实验方法获取模拟数据,回归了变形区温度数学模型,最后通过一组温轧模拟实验数据测试了数学模型计算精度.     

AZ31镁合金热变形过程中的流变应力

在Gleeble-1500热模拟试验机和UTM5305实验机上以不同的变形条件对AZ31镁合金进行高温热变形试验,研究该材料在高温热变形过程中的真应力应变。研究结果证明:在变形过程中的AZ31镁合金的真应力随应变速率增大、变形温度降低而升高。在压缩变形过程中的真应力峰值、真应变和动态再结晶与拉伸变形过程相比有明显差异;该镁合金热变形过程中的真应力为用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,其压缩拉伸变形激活能分别为132.38 kJ/mol和Q=255.26 kJ/mol.     

非线性组合硬化条件下镁合金板料变形回弹预测

变形回弹作为金属板料成形的主要缺陷之一,如何提高变应变路径条件下的回弹预测精度一直是研究者们面临的难题.本文针对镁合金变形特点,提出了同时考虑同向硬化、动态硬化和屈服圆畸变的本构模型.以0.8mm厚AZ31B镁合金板料为研究对象,施加不同预拉伸后进行弯曲变形试验,观察了不同预变形对回弹规律的影响.同时结合有限元分析ABAQUS-Explicit(Vumat)和ABAQUS-Implicit(Umat)对板料的变形及回弹过程进行模拟仿真,对比试验与模拟结果,验证动态硬化对于镁合金板料变形回弹的重要影响.     

国内外钛合金等温锻造进展

钛合金变形抗力大,对锻造温度、变形量、冷却速度等工艺参数的变化敏感,这就决定了钛合金不宜采用常规锻造方法。等温锻造成形过程中温度基本不变,应变速率低,可消除钛合金在常温下成形性能差的问题。本文介绍了钛合金等温锻造技术的特点,国内外钛合金等温锻造的发展及其成形温度和变形程度等工艺。