AZ91铸造镁合金屈服行为实验研究

摘要：在室温下,本文通过压剪试件（SCS）法对AZ91铸造镁合金进行不同加载速率下（4.8/48/480mm/min）的复合压剪实验,对AZ91铸造镁合金复杂应力状态下的力学行为进行研究。再结合单轴拉伸实验、单轴压缩实验和“帽型”试件剪切实验的结果,得到AZ91铸造镁合金的实验初始屈服面。通过实验,以及实验屈服面、Ellipse准则理论屈服面和极限应变能强度理论（LESET）屈服面的比较,可以发现：在本文研究的应变速率范围内（0.01～1s-1）,AZ91铸造镁合金弹性阶段具有明显的应变率负敏感性,初始屈服强度随着应变速率的增大而减小;Ellipse准则对AZ91镁合金屈服的判定优于LESET,可以比较准确的描述AZ91铸造镁合金在复合压剪应力状态下的屈服行为;由实验屈服面和Ellipse准则理论屈服面可以初步判断,正应力对AZ91铸造镁合金的屈服具有促进作用,而静水压力对其有抑制作用。     

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。     

镁合金AZ91D性能探究

随着现代工业的飞速发展,镁合金显得越来越重要。从汽车、航空工业到个人计算机、手机其制成品日益走进我们的生活。本文通过对镁合金特征趋势,重量轻、硬度高、防电磁波干扰、防震性等优良机械性能的介绍,从而对镁合金广阔的应用前景有一个很好的认识。     

波浪形振动倾斜板半连续铸造半固态AZ91D镁合金

将自制的波浪形倾斜板振动装置与半连续铸造机结合,制备了AZ91D镁合金铸锭.分析了不同工艺条件对合金组织的影响.结果表明,在一定范围内,随着倾斜板长度增加,合金受到冷却剪切作用的时间增长,组织得到细化;振动作用可以提高形核率,细化合金组织;较低的铸造速度使合金在结晶器内的二次结晶率提高,使组织细化.当浇注温度为680℃,倾斜板长度为400 mm,铸造速度为100 mm/min时,制备了组织优良的AZ91D镁合金半固态铸锭,经二次加热后获得了优良的半固态组织.     

AZ91镁合金强化改性研究

实际应用中对AZ91镁合金性能的要求不断提高.因此,对其进行强化与改性研究具有重要意义.该文综述了AZ91镁合金强化改性的主要方法,包括稀土合金化处理、热处理、强变形高压处理、复合处理以及表面处理等.论述了各种处理工艺对AZ91镁合金组织结构及其物理化学性能的影响.     

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。     

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。     

热处理对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

结合Mg-Al二元相图,研究不同时间固溶处理对AZ91D镁合金力学性能的影响,以及固溶时效处理后镁合金组织、性能的变化.结果表明,随着固溶处理时间的延长,AZ91D镁合金中的β相逐渐分解并溶入α相中,固溶处理5 h后,β相完全分解;继续延长固溶处理时间,AZ91D镁合金中的合金元素在扩散机制的作用下趋向均匀.研究还发现,AZ91D镁合金经415℃×10 h和415℃×24 h固溶处理后力学性能最优,且经时效处理后这2组工艺仍具有最优的力学性能.     

镁合金真空低压消失模铸造充型特征

采用摄影法和电触点法对薄壁镁合金零件的充型特征进行了系统研究．实验结果表明,在低真空度条件下,镁合金呈拱形层状推进,其充型速度随充气流量的变化而变化．过小的充气流量会造成金属液充型速度较小,产生浇不足缺陷,而充气流量过大则会使金属液流动前沿不平稳,产生气孔缺陷．真空度有利于砂型紧实和热解产物的传输,但过高的真空度使金属液呈凹槽形推进,不利于热解产物的溢出,在铸件末端产生集中性气孔缺陷．因此,镁合金真空低压消失模铸造最佳的充气流量范围为3～4m^3／h,真空度低于0．02MPa．     

Bi对AZ91镁合金时效析出动力学过程的影响

实验合金中Bi的加入量为0.5％～2％,合金在SF61％/CO     

消失模镁合金铸件的腐蚀行为

对消失模镁合金铸件的表面成分与耐腐蚀能力进行了研究，发现消失模镁合金铸件比其他铸造方法获得的铸件的耐腐蚀性更好．在50g／L的NaCl盐浴中腐蚀，聚苯乙烯(EPS)消失模镁合金试样的耐腐蚀性能比普通铸造得到的镁合金试样耐腐蚀性提高了约3倍．其主要原因是以EPS为模样的镁合金消失模铸造得到的铸件表面有一层MgO-Al2O3-SiO2-无定型C粒子等组成的薄膜，该薄膜对镁合金起到了保护作用．因此，消失模铸造非常适用于镁合金的成形。     

消失模铸造充型过程的计算模型

根据消失模铸造充型过程的特点,提出了一种消失模铸造液态金属充型流场、温度场及界面推移的计算模型。用人工神经网络方法计算了充型过程中不同时刻液态金属模样界面的位置。结合界面位置及边界条件,通过求解N-S方程和能量方程计算了消失模铸造充型过程的流场及温度场。界面推移过程的实验表明,模拟计算结果在充型形态及充型时间方面与实际测试结果相符。     

消失模铸造灰铸铁石墨形态的研究

在消失模铸造条件下,文章研究了冷却速度、碳当量、硫质量分数及孕育方法对亚共晶灰铸铁石墨形态的影响.结果表明:当铸铁的碳当量降低时,在铸件的薄壁处极易出现过冷石墨,E型石墨数量增多;通过瞬时孕育,可显著改善石墨形核的条件,控制过冷石墨的形成;灰铸铁中,含硫量对石墨组织也具有很重要的影响,当灰铸铁的含硫量为0.08％～0....     

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.     

快速凝固工艺对AZ91HP镁合金腐蚀性能的影响

通过铜模铸造制备快速凝固的AZ91HP镁合金.利用失重法及动电位极化曲线研究了常规铸造AZ91HP和快速凝固AZ91HP镁合金样品在NaCl腐蚀介质中的耐腐蚀性能;通过金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）分析了腐蚀后合金微观组织及相结构.结果表明,快速凝固的AZ91HP镁合金具有更好的耐腐蚀性能.其主要原因是经快速凝固工艺后：①β-Mg17Al12相近似连续地分布于细小的α-Mg晶界上;②合金的元素分布更加均匀;③合金显微缩松减少.     

准晶对AZ91微观组织及摩擦磨损性能的影响

采用普通铸造法制备含高体积分数准晶相的Mg-Zn-Y(MZY)准晶中间合金。经SEM,EDS、XRD检测和摩擦磨损试验,研究MZY准晶颗粒加入量对AZ91基体合金微观组织及耐磨性能的影响。结果表明:MZY准晶颗粒可以明显细化AZ91合金的铸态组织,且骨骼状连续网状分布的β-Mg17Al12相断裂为弥散的岛状,合金的铸态组织中除α-Mg相、β-Mg17Al12相外还出现弥散分布在晶界处的高温稳定的Mg3Zn6Y准晶相;在不同载荷条件下,添加质量分数为6%的MZY准晶合金试样的摩擦因数由0.68减小至0.26,在100 N载荷下干摩擦30 min,其质量磨损量仅为基体合金质量的46.2%,磨损机理由基体的黏着摩擦转变为磨粒摩擦。     

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.