C颗粒对Cp /AZ91D复合材料铸态显微组织的影响

通过复合铸造工艺制备了C_p/AZ91D复合材料,研究了C颗粒含量和保温时间等参数对该复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,与保温时间相比,C_p的晶粒细化作用更为显著。当添加C_p质量分数为1.5%,保温时间15 min时,C_p/AZ91D复合材料铸锭平均晶粒尺寸由176 μm降低至32 μm,组织整体细化均匀,增强相C颗粒在复合材料基体中均匀分布,并且硬度值最高,达到89.07 HV。     

C颗粒对Cp/AZ91D复合材料铸态显微组织的影响

通过复合铸造工艺制备了C_p/AZ91D复合材料,研究了C颗粒含量和保温时间等参数对该复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,与保温时间相比,C_p的晶粒细化作用更为显著。当添加C_p质量分数为1.5%,保温时间15 min时,C_p/AZ91D复合材料铸锭平均晶粒尺寸由176 μm降低至32 μm,组织整体细化均匀,增强相C颗粒在复合材料基体中均匀分布,并且硬度值最高,达到89.07 HV。     

热挤压AZ91D镁合金的组织与力学性能

对直径φ50mm铸态AZ91D合金棒材在603K下进行单次热挤压，获得了直径φ14mm的棒材。用OM、SEM和TEM分析热挤压前后组织的变化，研究热挤压对其组织与性能的影响规律。结果表明，热挤压变形可以细化其微观组织，显著提高AZ91D合金的抗拉强度（σb、σ0.2）、伸长率（δ）及硬度（HB）。在此过程中合金α-Mg相有足够的独立滑移系可以启动，棱面滑移和基面滑移共同作用发生局部大变形，α-Mg沿挤压方向呈细条带状，β—Mg12，Al12相分布于α-Mg条带间。然而，经单次挤压不可能得到均匀的变形组织，从边缘到中心，组织渐变，边缘组织细小，心部组织粗大。     

Ce/Ca对AZ91D镁合金组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜和XRD分析了分别加入0．7wt％Ce和0．7wt％Ca后AZ91D镁合金的显微组织和相成分，测试了合金的室温拉伸力学性能和硬度。结果表明，加入0．7wt％Ce后，合金组织中生成杆状化合物Al4Ce相，而加入0．7wt％Ca后，合金组织中无新相生成，Ca主要固溶于β相中；合金组织中的Al4Ce相是在晶间共晶反应时形成的，而Ca原子容易偏聚在生长枝晶前沿，阻碍枝晶的自由生长，从而细化合金铸态组织；0．7wt％Ce和0．7wt％Ca的加入均能提高合金的室温综合力学性能，且Ce的提高程度要高于Ca的提高程度。     

AZ91D镁合金流变压铸成形组织特征

以AZ91D镁合金建筑刮板为例,将自行开发的锥桶式流变成形机(TBR)与TOYO BD-900V4-T冷室压铸机相结合实现了流变压铸成形工艺过程. 研究了不同流变成形工艺下压铸件的组织特征,分析了成形过程中浆料的组织形成机理及凝固行为. 结果表明:该流变成形工艺可以获得内部组织细小、初生α-Mg晶粒呈近球形或球形且分布均匀的成形件. 当内锥桶转速为700r·min-1时,压铸件内部组织较圆整、均匀,平均晶粒尺寸约45μm,形状因子约0.81. 流变压铸过程中合金熔体的凝固主要经历了一次凝固和二次凝固两个阶段.     

Sb变质对原位Mg_2Si/AZ91复合材料组织的影响

Mg_2Si颗粒增强镁基复合材料中Mg_2Si是粗大的长条状,严重降低其力学性能。加入微量Sb元素可细化Mg_2Si增强相,但是Sb在Mg_2Si/AZ91复合材料中的细化机理尚不明确。为此,采用原位铸造的方法研究了不同Sb含量对Mg_2Si/AZ91复合材料微观组织的影响。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪观测了不同Sb含量的Mg_2Si/AZ91复合材料中Mg_2Si的尺寸和形貌,并探究Sb元素细化Mg_2Si的机理。采用Image-Pro Plus软件统计了Mg_2Si颗粒的平均尺寸以及形状因子的变化。实验结果表明:添加Sb后基体中汉字状的共晶Mg_2Si消失,且初生Mg_2Si的平均尺寸不断降低,当Sb的质量分数为2%时,初生Mg_2Si颗粒尺寸细化至13.8μm(降低80.1%),分布更均匀;随着Sb含量增加,Mg_2Si形状因子越来越趋向于1,形貌由粗大的树突状、长条状转变成细小的多边形;在凝固过程中,Sb富集在Mg_2Si固液生长界面前沿,降低了初生Mg_2Si的实际析出温度和Mg_2Si与熔体的界面张力,提高了过冷度,增大了Mg_2Si的形核率。同时,富集在Mg_2Si表面的Sb毒化了Mg_2Si的生长步骤,Mg_2Si各向同性生长,形貌得到改善。     

半固态等温热处理对AZ91D镁合金组织的影响

研究了 AZ91 D镁合金在半固态等温热处理过程中 ,等温时间、等温温度对其组织形态和初生相尺寸的影响 .研究发现 :在升温过程中 ,晶界处的共晶组织 (δ+γ)中的 γ相先发生溶解 ,之后 ,随着温度进一步升高 ,δ相又发生熔化分离 ,并在等温处理过程中逐渐变为球状 .当等温时间过长时 ,球状颗粒有长大的趋势 ,结果表明 :在 570℃时保温 60 min,可得到初生相尺寸在 50～ 80 μm的球状组织 .     

组织细化对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响

镁合金在含电解质水溶液中较差的耐腐蚀性能极大地限制了其工程应用。该文以开发一种有效改进镁合金耐蚀性能的加工工艺为目的,采用搅拌摩擦加工（friction stir processing,FSP）对铸态AZ91镁合金的耐蚀性进行改性处理,并分析了微观组织细化对镁合金耐蚀性的影响规律。通过电化学实验分析发现,加工处理后镁合金在质量分数3.5%的NaCl水溶液中的极化阻抗R_p提高了约1倍。微观组织分析结果表明是因为镁合金中的第二相β-Mg₁₇Al₁₂的形态和分布的改变影响了镁合金的腐蚀过程。一方面,细化的阴极相β-Mg₁₇Al₁₂增大了阳极与阴极的面积比,弱化了镁合金中严重的电偶腐蚀倾向。另一方面,大量细小的第二相β-Mg₁₇Al₁₂在腐蚀过程中再沉积在镁合金的表面形成保护层,显著抑制了α-Mg基体的腐蚀扩展。     

TBR工艺对AZ91D镁合金压铸件组织性能的影响

采用自主研发的锥桶式流变成型技术,实现AZ91D镁合金从制浆到流变压铸的一体化工艺过程.研究TBR工艺下AZ91D镁合金流变压铸件的显微组织、力学性能及拉伸断口,探讨TBR工艺参数对流变压铸件微观组织与力学性能的影响规律.结果表明,流变压铸 AZ91D镁合金合适的TBR工艺参数是内锥桶转速为500～600 r/min、外锥桶桶体温度为570～590 ℃;与液态压铸相比,TBR工艺下流变压铸件抗拉强度提高了5%～15%、伸长率提高40%以上,拉伸断裂方式由沿晶断裂占主导转变为以准解理断裂占主导.     

高压处理对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

使用六面顶压机对AZ91D镁合金进行高压处理,研究了处理前后合金的压缩力学性能和组织结构变化,并观察了其压缩断口形貌。结果表明:5GPa高压处理可明显提高铸态AZ91D镁合金的力学性能。压缩强度最高可达287 MPa,压缩率最高可达21%,分别比高压处理前提高22.6%和43.8%。随处理温度的升高铸态AZ91D镁合金中的强化相Mg17Al12逐渐溶解到α-Mg基体中,但经200~800℃高压处理的合金一直保持较高的强度。     

Simulation of Magnesium Alloy AZ91D Microstructure Using Modified Cellular Automaton Method

A two-dimensional modified cellular automaton model was developed to simulate the solidification process of magnesium alloy. The stochastic nucleation, solute redistribution, and growth anisotropy effects were taken into account in the present model. The model was used to simulate the grain size of magnesium alloy AZ91D for various cooling rates during the solidification process. To quantitatively validate the current model, metallographic experiments were carried out on specimens obtained from sand mold AZ...     

压缩形变大体积镁合金坯料半固态等温组织演变

研究了大体积AZ91D镁合金在SIMA法制备半固态浆料过程中组织的演变规律，并对半固态组织球状化演变的影响因素进行了分析．结果表明：合金在550℃等温处理时，α相在升温阶段就开始由树枝晶向团块状转变，随等温时间的延长再由团块状逐渐演变为多边形状，最后演变为球状晶；若等温时间过长，晶粒会发生合并长大；随着等温温度的升高，组织的球状化速度加快，相同等温时问下晶粒的平均尺寸减小；随着保温时间延长，晶粒圆整度明显改善；增加预形变量将促进半固态等温时枝晶形貌的转变，形变量越大的试样转变为球状晶的速度越快，所需时间越短。     

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。     

钙和碳变质对AZ91D显微组织与性能的影响

镁合金的晶粒细化对于材质的金相组织和力学性能起着决定性作用.本课题通过在AZ91D中加入Ca和C2Cl6晶粒细化剂,分别研究了Ca,C对AZ91D组织以及力学性能的影响.利用熔剂保护法,制备了AZ91D标准拉伸试样,经过T4,T6处理后,采用金相显微镜(Olympus)、扫面电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX)对制备的试样进行了显微组织、断口形貌及成分进行了观察与分析,并测试了抗拉强度和布氏硬度.试验结果表明:经过显微组织和断口形貌观察,加入细化剂后形成Al4C3,有效的抑制了晶粒的长大,使晶粒得到细化,当Ca和C2Cl6复合应用时,使得AZ91D的晶粒细化更加明显,力学性能得到提高,抗拉强度最高达到216N/mm2,布氏硬度值达到60HB.     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

AZ91D半固态坯料的等温压缩变形研究

采用自行设计的波浪型倾斜板装置制备了AZ91D半固态坯料.利用Gleeblel500热模拟实验机和光学显微镜对AZ91D半固态坯料等温压缩变形力学行为和组织演变进行了研究.结果表明:在变形温度相同的情况下,随应变速率的增加,真应力增大;随变形速率的降低,真应力减小;在应变速率相同的情况下,随变形温度的增加,真应力减小....     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P镀层的研究

在化学沉积速度为20μm/h的条件下,AZ91D镁合金表面获得显微硬度为576 VHN的耐蚀的Ni-P镀层,采用扫描电镜和X-射线晶体分析仪对镀层的微观形貌和物相结构进行了研究,同时测定了镀层的极化曲线和镀层与基体的结合力。结果表明,镀层致密,具有良好的结合力与耐蚀性。