镁合金深冷处理研究

在液氮温度(-196℃)对工业用镁合金AZ31,AM60进行深冷处理,处理时间分别为2 h,4 h,8 h,24 h,48 h,72 h,并进行了力学性能测试、金相组织观察、XRD衍射测试和SEM断口扫描测试.结果发现:深冷处理可以明显提高镁合金的力学性能,改善其显微组织,同时深冷处理可以引起镁合金的晶粒转动现象.研究结果为提高镁合金性能提供了一种简单有效的方法.     

AZ31镁合金氩弧焊接接头组织与力学性能研究

钨极氩弧焊(TIG)为镁合金焊接中最常用的一种焊接方法。本文采用直流钨极氩弧焊对6.0 mm厚AZ31镁合金挤压板材进行了双面焊接实验。采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机考察分析了焊接接头显微组织与力学性能。显微组织分析表明,AZ31镁合金直流TIG焊接头由母材、热影响区、焊缝区组成,焊缝组织呈现焊丝熔化后凝固组织;在母材热影响区与焊缝区之间坡口处形成过渡区,晶粒细小,为母材与焊丝的熔合区。采用AZ31焊丝焊接接头平均抗拉强度为241.0 MPa,延伸率为13.8%,分别达到了母材的86.0%和63.6%。焊接接头的断裂均位于热影响区,断口呈现韧脆混合断裂特征。     

镁合金焊接技术研究进展

成熟可靠的焊接技术是镁合金大范围应用的重要保证。本文针对目前镁合金焊接技术的研究现状与存在问题进行了综述与分析,指出各种镁合金焊接技术都具有自身的优、劣势,对其选择应该立足于焊接技术本身的特性与焊接部件的具体要求。其中,钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊和激光焊是镁合金焊接工艺中具有巨大发展潜力与应用前景的焊接技术。     

AZ31镁合金板材自动氩弧焊接工艺研究

利用六轴焊接机器人夹持氩弧焊枪进行AZ31镁合金自动氩弧焊接工艺研究,焊后利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机等对焊接接头进行微观组织表征及力学性能测试。结果表明,在焊接电流160 A、焊接速度0.45 m/min、填丝速度0.6 m/min、钨极针与板材距离0.5 mm（前半段）和2.0 mm（后半段）以及保护气体流量16 L/min（正面）和21 L/min（背面）的条件下,能得到外观形貌良好、质量可靠的AZ31镁合金焊接接头。焊接接头的金相组织显示,焊缝区微观组织可清晰地分为母材区,热影响区和熔化区。焊接过程在热影响区和熔化区出现了大量的沉淀相,X射线衍射结果表明,该沉淀相为β Mg17Al12沉淀相。拉伸结果显示,焊接接头的抗拉强度达到了母材的81.02%,在断口观察到了大量的解离面和韧窝的存在,呈现出脆性断裂与韧性断裂相结合的混合断裂特征。     

深冷处理对高速钢高低温力学性能的影响研究

研究了深冷处理和未深冷处理的试样在室温及高温下的力学性能 .结果表明 ,深冷处理试样的力学性能明显提高 ;深冷处理和未深冷处理试样的磨损表面形貌和垂直截面形貌有显著差异 ,说明它们有不同的磨损规律 ;通过X 射线衍射还发现 ,深冷处理可使马氏体轴比和碳含量下降 ,促使新相碳化物MC析出 .     

摩擦焊接头组织与力学性能

研究了变形速率对低合金结构钢摩擦焊接头组织与力学性能的影响，结果表明，增大变形速率和延长减速改善了接头区域的硬度分布，焊缝区宽度变窄，热影响软化区不明显，焊缝晶粒细化，使焊缝的韧性得到一定程度的改善，本文对接头各个区域的显微组织进行了分析。     

焊接电流对5052铝合金TIG焊接接头组织与性能的影响

为研究焊接电流对5052铝合金非熔化极惰性气体保护焊(TIG)焊接质量的影响,对100～120 A电流下TIG焊接所得焊接接头的显微组织、力学性能和耐蚀性进行了探讨。结果表明,当焊接电流从100 A增加到120 A时,5052铝合金TIG焊接接头的强度随电流的增大而增大,塑性随电流的增大而减小;当电流为115 A时所得接头的综合力学性能最好,此时抗拉强度为212.1 MPa,达到母材抗拉强度的90.8%,断面收缩率为28.9%,比母材50.3%的断面收缩率降低约一半。随着焊接电流的增大,腐蚀的类型从点蚀为主转变到以晶间腐蚀为主,但腐蚀电流的变化规律不明显。     

论工业钛板氩弧焊接实践

通过对工业钛板的氩弧焊接的焊接实践,有针对性地探索焊接技术,提出了3mm厚牌号TA2工业钛板的焊接工艺参数,从而获得满意的焊接接头质量。     

电弧超声激励共熔池双钨极氩弧焊接方法

提出了一种附加电弧超声激励共熔池的双钨极氩弧焊接新方法.使用附加超声电弧和主电弧完成焊接过程,附加超声电弧向焊接熔池注入超声波激励,主电弧作为主要的焊接热源,以实现改善焊缝金属性能及其焊接效率的功能.同时,以304钢为例,采用所提出的焊接方法进行试验.结果表明,所提出的焊接方法可以提高焊接过程的稳定性和焊接效率,有效细化焊缝金属组织并提高焊缝金属的拉伸性能.     

2219铝合金焊缝组织及其对力学性能的影响

针对厚度为4 mm的2219-T87铝合金进行惰性气体钨极保护焊(Tungsten inert gas arcwelding,TIGAW)试验研究,分析焊缝的组织结构及力学性能。拉伸试验结果显示,接头试样平均屈服强度为母材的49.3%,平均抗拉强度为母材的67.8%,断后伸长率为母材的18.5%。测试了焊接试样各区域的显微硬度,测试结果表明焊缝区域硬度高于其他部位,其中熔合线和热影响区之间的显微硬度最低,同时焊接试样的整体区域硬度均比母材低。对焊接试样进行腐蚀试验,发现接头焊缝区抗腐蚀能力明显强于母材。要提高2219铝合金焊接性能,需改进焊接工艺,减少熔合区以及热影响区的粗大晶粒的形成,解决CuAl2相的偏析等问题。     

Development of liquid-nitrogen-cooling friction stir spot welding for AZ31 magnesium alloy joints

A liquid-nitrogen-cooling friction stir spot welding (C-FSSW) technology was developed for welding AZ31 magnesium alloy sheets. The liquid-nitrogen cooling degraded the deformability of the welded materials such that the width of interfacial cracks increased with increasing cooling time. The grain size of the stirred zone (SZ) and the heat-affected zone (HAZ) of the C-FSSW-welded joints decreased, whereas that of the thermomechanically affected zone (TMAZ) increased with increasing cooling time. The maximum tensile shear load of the C-FSSW-welded joints welded with a cooling time of 5 or 7 s was larger than that of the friction stir spot welding (FSSW)-welded joint, and the tensile shear load decreased with increasing cooling time. The microhardness of the C-FSSW-welded joints was greater than that of the FSSW-welded joint. Moreover, the microhardness of the SZ and the HAZ of the C-FSSW-welded joints increased, whereas that of the TMAZ decreased, with increasing cooling time.     

Characteristics of AZ31 Mg alloy joint using automatic TIG welding

The automatic tungsten-inert gas welding (ATIGW) of AZ31 Mg alloys was performed using a six-axis robot. The evolution of the microstructure and texture of the AZ31 auto-welded joints was studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and electron backscatter diffraction. The ATIGW process resulted in coarse recrystallized grains in the heat affected zone (HAZ) and epitaxial growth of columnar grains in the fusion zone (FZ). Substantial changes of texture between the base material (BM) and the FZ were detected. The {0002} basal plane in the BM was largely parallel to the sheet rolling plane, whereas the c-axis of the crystal lattice in the FZ inclined approximately 25° with respect to the welding direction. The maximum pole density increased from 9.45 in the BM to 12.9 in the FZ. The microhardness distribution, tensile properties, and fracture features of the AZ31 auto-welded joints were also investigated.     

植酸改性对AZ31镁合金表面细胞黏附性能的影响

用浸没法在AZ31镁合金表面制备植酸涂层,用携带能谱仪的扫描电子显微镜研究了表面涂层的化学组成和形貌,并用直接法和间接法分别在植酸改性前后的镁合金表面培养细胞,检测细胞存活率,考查人骨肉瘤细胞在植酸改性前后镁合金表面的黏附能力。结果表明：在镁合金表面形成均匀的植酸涂层,植酸改性前后镁合金对细胞存活率影响相近,但细胞在植酸改性前后镁合金表面的黏附能力存在显著差异,植酸改性可有效改善AZ31镁合金的细胞黏附性能。     

粉末冶金法制备AZ91镁合金的组织及热性能

采用粉末冶金方法制备了AZ91镁合金,研究了烧结温度对合金的致密度和热导率的影响规律,并对烧结样品的物相和显微组织进行了分析. 研究发现,AZ91镁合金的最佳烧结温度为610℃,致密度可以达到97.4%,实验条件下所获得的最高热导率可达到63.1W·m-1·K-1. X射线衍射和扫描电子显微镜结果分析表明,烧结合金组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg17Al12相两相组成,其中β-Mg17Al12相表现出离异共晶β相和非连续析出β相两种主要存在形态.     

MB26镁合金显微组织及其对力学性能的影响

本文报道了对MB26镁合金显微组织的研究结果及其对力学性能的影响。研究结果表明,在Mg-Zn-Zr合金中添加钇混合稀土可使铸态镁合金晶界变窄,并细化晶内析出物。随着钇稀土含量的增加,合金金相组织从等轴晶粒向亚共晶组织转变。钇稀土含量的增加,不会导致钇稀土元素向晶界大量富集,使晶界宽化。在含Z相的MB26合金中经挤压后,大致发生以下反应:Mg_6Y(Re)Zn_6(?)Mg_3Y(Re)_2Zn_3+MgZn_2,MgZn_2是镁合金的强化相。在挤压后的MB26镁合金中,沿压缩的原始晶界,有颗粒的Y(Re)-Zn相生成,这对合金力学性能有不良影响,在晶内有弥散细小的Mg-Y(Re)相生成,这是合金的强化相。在挤压状态下,钇稀土含量较小的MB26合金则产生亚晶界,并伴有细小析出相沿亚晶分布而强化合金;在钇稀土含量较大(2.65％wt)则没有亚晶形成,但晶内析出大量细小弥散强化质点,使合金得到强化。含钇稀土在(0.79～2.65％wt)范围内均能得到约370MPa的抗拉强度,比不添加钇稀土的Mg-Zn-Zr合金高出30MPa左右。     

Microstructure and mechanical properties of cryorolled AZ31 magnesium alloy sheets with different initial textures

AZ31 magnesium alloy sheets with different strong textures were cryorolled at the liquid-nitrogen temperature to the strain of 4% and 8%. The microstructure and texture of the rolled sheets were investigated via scanning electron microscopy (SEM), electron backscatter diffraction (EBSD), and X-ray diffraction (XRD). The mechanical properties of the sheets were tested through in-plane uniaxial tensile tests at ambient temperature. The tensile stress was exerted in the rolling direction (RD) and transverse directions (TD). The microstructural and textural evolutions of the alloy during cryorolling were investigated. Due to active twining during rolling, the initial texture significantly influenced the microstructural and textural evolutions of the rolled sheets. A {1012} extension twin was found as the dominated twin-type in the cryorolled samples. After cryogenic rolling, the ductility of the samples decreased while the strength increased. Twinning also played an important role in explaining the mechanical differences between the rolled samples with different initial textures. The samples were significantly strengthened by the high stored energy accumulated from cryorolling.     

深冷处理对5A06铝合金FSW接头组织和力学性能的影响

为了避免铝合金焊接接头软化,提升接头力学性能,采用FSW对5A06铝合金进行对接试验,在转速为1 200 r/min、焊速为150 mm/min的条件下,将焊接接头加工成一定尺寸的金相试样和拉伸试样,研究深冷处理时间对5A06铝合金搅拌摩擦焊接头组织和力学性能的影响规律,采用显微组织观察试验、显微硬度试验和拉伸试验等方法,对接头组织和力学性能进行表征与分析。结果表明：深冷处理具有细化晶粒、促进析出相析出的作用,提高了接头力学性能;经过12 h深冷处理后,接头的抗拉强度和伸长率分别达到385.3 MPa和17.2%,与未经深冷处理的接头相比,分别提高了7.4%和23.7%。因此,深冷处理可以有效提升铝合金焊接接头的力学性能,为其更广泛的应用提供了理论基础和技术参考。     

异步轧制AZ31镁合金板材组织

对不同总变形量、道次压下量、轧制温度以及轧制路径等工艺条件下所制备的AZ31镁合金板材的组织进行研究。研究结果表明：异步轧制有利于板材的晶粒细化,其晶粒粒度约为8．9μm,明显小于常规轧制板材的13．2μm;当总变形量由40％增大到80％时,晶粒粒度从40μm左右减小到30μm左右,出现了较多的孪晶;当道次压下量由5％增加到20％时,晶粒粒度从40μm左右减小到10～20μm,孪晶数量也随之减少;当温度由350℃升高到400℃时,晶粒粒度由20μm左右下降到10μm,且大部分晶粒为等轴晶;轧制路径的改变,使板材中的显微组织和孪晶数量产生改变,C路径中的晶粒细小,粒度约为10μm,D路径中的孪晶数量最少。     

AZ31镁合金在模拟体液中的腐蚀行为研究

采用析氢实验和电化学测试技术,并结合三维显微技术研究H2PO-4、HCO-3以及pH值对AZ31镁合金在模拟体液中腐蚀行为的影响。结果表明,H2PO-4和HCO-3对AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀具有一定的缓蚀效果,在NaCl+KH2PO4和NaCl+NaHCO3溶液中浸泡54h后,AZ31镁合金表面起伏幅度由在NaCl溶液中的150μm分别降至55μm和80μm左右,但表面均出现不同程度的局部腐蚀倾向;随着pH值上升,AZ31镁合金在Hank’s液中的腐蚀速率下降,但pH值越高,AZ31镁合金在受到阳极极化时的局部腐蚀倾向也越大。