变形镁合金的研究热点概述

铸造工艺是镁合金件制造的主流,但经过塑性加工成形的镁合金产品具有更好的力学性能,可适应更为多变的工况需求。国际镁业协会认为,镁合金的长期发展目标应放在新变形镁合金与新成形工艺的开发与研究上。该文概述了变形镁合金目前在世界上的研究热点,分析了中国研究者的变形镁合金研究特点并建议在提高镁合金板材常温下的塑性成形性能方面多做工作,以增强中国镁合金深加工的技术能力。     

镁合金开发研究的动态与发展

本文节选自《镁合金及其成形技术的国内外动态与发展》一文，该文章综述了耐热镁合金、耐蚀镁合金、高强高韧镁合金、变形镁合金等高性能镁合金材料的最新发展，镁合金压铸、半固态铸造、挤压铸造、超塑性、冲锻等成形技术的最新开发研究成果。     

镁合金塑性成形技术--AZ31B成形性能及流变应力

通过热模拟压缩试验研究了镁合金AZ31B在不同温度下的成形性能,获得了200～400°C温度下的镁合金变形特性和流动应力.试验结果发现,镁合金在低于200°C以下的温度范围内变形困难,发生断裂.在高于400°C时,由于镁合金极易氧化,不适合塑性加工.试验显示,镁合金塑性成形的最佳温度为250～400°C.由于镁合金在高温下的软化效应,流变应力随应变的增加而下降,提出了适合镁合金塑性成形的流变应力模型.试验结果表明,该模型适用于镁合金热变形过程的流变应力分析.     

间断变形工艺提高AZ31镁合金超塑性的研究

研究间断变形工艺对AZ31镁合金超塑性的影响.结果表明,当温度为400～440℃、应变速率小于5×10-4 s-1时,间断变形工艺可以显著提高AZ31镁合金的超塑性.计算了空洞体积分数与空洞数量的关系.结果表明,空洞体积分数与空洞数量呈正比.对拉伸试样断口形貌的分析表明,间断变形减少了空洞数量,因而减小了空洞体积分数,提高了超塑性伸长率.     

变形镁合金的研究及开发

综述了变形镁合金材料的力学性能和应用领域,介绍了变形镁合金材料加工技术的发展方向,较系统地介绍了镁合金塑性加工技术以及镁合金的开发应用领域和前景,认为变形镁合金将成为重要的商用轻质结构材料。     

铸造镁合金及成形技术探析

稀土合金元素在镁中可形成稳定的沉淀物,改善合金的抗蠕变性能,提高固溶线温度,对镁合金的性能改善有明显的效果。通过改善镁合金的成形方法及采用先进工艺有利于镁合金的成形。详细介绍了半固态成形技术及成形工艺。     

时效对AZ31镁合金组织与性能的影响

对挤压后的AZ31镁合金件进行时效处理。时效温度为200-300℃,时效时间为15min-3h。研究了不同时效温度、时间对AZ31镁合金微观组织、力学性能的影响。结果表明：合适的时效工艺可使挤压变形后的试样组织达到平衡状态,材料塑性有较大幅度提高,而强度并没有显著降低。对于AZ31镁合金,最佳的时效工艺为275℃保温0．5 h。     

AZ31镁合金的研究进展

综述了AZ31镁合金基本特征,讨论了主要合金元素对AZ31镁合金组织和性能的影响、AZ31镁合金的力学性能以及AZ31镁合金的晶粒细化、超塑性的研究现状,对AZ31镁合金的发展前景进行分析,指出应加强其成形技术、镁基复合材料和AZ31镁合金基础理论的研究．     

镁合金半固态成形的现状及发展前景

镁合金以其独特的性能在许多领域得到广泛的应用,但由于镁的化学活性高,成形工艺较困难,在工程应用中受到一定的限制.从非枝晶坯料的制备、坯料的二次重熔、坯料的成形工艺三方面对镁合金半固态成形研究的工艺现状进行了具体分析和研究.     

温度对镁合金铸锭压缩变形行为的影响

论述了在不同温度下对AM60B镁合金铸锭单向压缩的塑性变形试验分析.结果表明:室温下镁合金AM60B的变形能力有限,在较小的变形量下即产生裂纹;在300～400 ℃范围内,AM60B表现出良好的塑性,且温度越高,塑性越好;经过压缩变形后,试样硬度明显提高.     

挤压温度对Mg-Zn-Mn变形镁合金组织和性能的影响

对新型变形镁合金Mg-6%Zn-1%Mn铸锭在320、360、420℃等不同温度下进行挤压实验,成型后实施不同热处理,并分析不同状态下合金的微观组织和力学性能.结果表明:在320~420℃条件下,该合金能实现平稳地挤压成型并完成动态再结晶.挤压温度越低,再结晶晶粒越细小,挤压棒材性能越好.高温(420℃)挤压成型,动态再结晶越易进行,且再结晶晶粒越均匀,更有利于后期通过热处理改善合金性能.     

Effect of Mn content on the microstructure and mechanical properties of Mg–6Li–4Zn-xMn alloys

The as-cast Mg–6Li–4Zn-xMn alloys were prepared and extruded at 280 ​°C with an extrusion ratio of 25:1. The effects of Mn content on the microstructure and mechanical properties of Mg–6Li–4Zn-xMn alloys were investigated in this study. The XRD results show that Mg–6Li–4Zn–xMn alloys consisted of α-Mg (hcp) ​+ ​β-Li (bcc) duplex structured matrix, MgLi₂Zn and Mn phases. The grains of the extruded Mg–6Li–4Zn–xMn alloys were refined by dynamic recrystallization during the extrusion process. The EBSD results show that the extruded alloys had basal textures. The grain size of the extruded alloys decreased while the basal texture was strengthened with the increasing Mn addition. The TEM results show that a large amount of nanoscale Mn precipitates existed in the extruded Mg–6Li–4Zn–1.2Mn alloy, which can effectively inhibit the dynamic recrystallized (DRXed) grains growth during the hot extrusion and is beneficial to the improvement of mechanical properties. Mg–6Li–4Zn–1.2Mn alloy in this research possesses the best mechanical properties with the ultimate tensile strength and yield strength of 321 ​MPa, 250 ​MPa, respectively.     

镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

镁合金由于其密度小,比强度高等特点愈发受到社会关注,其非晶合金又由于弥补了传统晶态镁合金的部分缺点而成为当今研究热点之一。结合国内外文献及镁合金在国内外生物领域中的应用的具体情况,综述了传统镁合金在生物领域的应用现状,比较了镁基非晶合金与传统晶态镁合金的腐蚀情况,探究了镁基非晶合金因其非晶性能而得到的更优的力学性能,展望了镁基非晶合金作为生物材料的发展前景,为镁基非晶合金在生物材料领域中的应用技术研究及发展提供参考。     

长周期堆垛有序结构强化Mg-Zn-Y合金的组织与性能

为研究长周期堆垛有序( LPSO)结构对Mg-Zn-Y变形镁合金组织与性能的影响,通过铸造和热挤压工艺制备了Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及电子万能试验机等研究了2种合金在铸态、退火态以及挤压态下的显微组织和力学性能.研究结果表明,Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金的铸态组织均由α-Mg和18R型LPSO相构成,LP-SO相连接成网状分布在晶界.经500℃退火36 h后,Mg97 Zn1 Y2合金中部分块状LPSO相分解为细层片状,结构由18R转变为14H,但在Mg94Zn2Y4合金中未观察到LPSO相结构类型的转变.通过挤压变形,LPSO相沿挤压方向排列,合金强度得到大幅度提高,Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金的抗拉强度分别达到319和390 MPa.     

耐热镁合金的研究进展

镁合金材料在航空、航天、高端装备制造及汽车等领域得到了广泛的应用,但在其服役过程中存在着耐高温差的问题。本文综述了含铝元素与不含铝元素两大类耐热镁合金的研究进展。在含铝耐热镁合金中,混合稀土元素的添加可改善材料的综合力学性能;添加碱土元素可起到提高其阻燃及细化晶粒等作用;添加第Ⅳ/Ⅴ族元素能明显的改善镁合金的高温力学性能。在不含铝耐热镁合金中,添加稀土元素同样可得到综合性能优异的镁合金材料;Mg Th、Mg Ag系镁合金具有很好的抗高温蠕变性能。随着耐热镁合金合金化和微合金化的深入研究,将对该系列新型镁合金材料的新技术开发与应用提供重要的理论依据,同时也为镁合金提供更广阔的发展前景。     

Effects of icosahedral phase formation on the microstructure and mechanical improvement of Mg alloys: A review

Icosahedral phase (I-phase) is a relatively excellent strengthening phase in Mg alloys. Depending on their volume fraction, the yield strength of Mg–Zn–Y–Zr alloys can vary from 150 to 450 MPa at room temperature. Recently, the formation of I-phase has been considered as one of the most effective methods for developing high strength lightweight Mg alloys for automotive and aerospace applications. In this review article, a series of research work about I-phase containing Mg alloys have been systematically investigated including I-phase formation mechanism and their effects on mechanical properties of Mg alloys. Particular emphases have been given to: (1) Structure of I-phase and its orientation relationship with the a-Mg matrix. (2) Influence of alloying elements and solidification conditions on I-phase formation. (3) Effects of I-phase on microstructural evolution and mechanical improvement of Mg–Zn–Y–(Zr) alloys. Moreover, the applications of I-phase for the mechanical improvement of other Mg alloys such as AZ91 and super-lightweight Mg–Li alloys are also reviewed.     

Microstructure,mechanical properties and deformation mechanisms of an Al-Mg alloy processed by the cyclical continuous expanded extrusion and drawing approach

Al-Mg alloys are an important class of non-heat treatable alloys in which Mg solute and grain size play essential role in their mechanical properties and plastic deformation behaviors.In this work,a cyclical continuous expanded extrusion and drawing(CCEED)process was proposed and implemented on an Al-3Mg alloy to introduce large plastic deformation.The results showed that the continuous expanded extrusion mainly improved the ductility,while the cold drawing enhanced the strength of the alloy.With the increased processing CCEED passes,the multi-pass cross shear deformation mechanism progressively improved the homogeneity of the hardness distributions and refined grain size.Continuous dynamic recrystallization played an important role in the grain refinement of the processed Al-3Mg alloy rods.Besides,the microstructural evolution was basically influenced by the special thermomechanical deformation conditions during the CCEED process.     

锰基阻尼合金研发及产业化国内外现状

 阻尼合金是一类阻尼（内耗）大,能使振动迅速衰减的金属功能材料,按其阻尼机理可分为复相型、铁磁型、位错型、孪晶型四类。利用其制造相关振动源构件,可以有效地解决机械制造及相关工程领域中的振动和噪声问题。目前国内外对于锰基阻尼合金的研究主要集中于对Mn-Cu、Mn-Fe 合金的掺杂改性和对新兴的Mn-Ni 合金阻尼机理研究方面,而形成产业的主要为Mn-Cu 合金,其代表产品为Sonoston、Incramute 和M2052 等。相比于传统Mn-Cu 合金,Mn-Fe 合金具有更好的经济性和力学性能,有望在未来替代Mn-Cu 合金取得实际应用。本文简要介绍阻尼合金的种类和特点,对上述合金的主要研究进展和产业化现状进行总结,为需要减振降噪场合的选材提供参考。     

Guide for Authors

<正>The journal of"Progress in Natural Science:Materials International(PROG NAT SCI-MATER)"sponsored and organized by both Chinese Materials Research Society(C-MRS)and Inter national Union of Materials Research Societies(IUMRS)started to publish