鎂合金擠壓棒退火組織和織構(gòu)的演變

利用顯微組織觀察、浸泡腐蝕和電化學(xué)等測(cè)試技術(shù),研究了mg-hg-ga合金陽極板材退火溫度、時(shí)間對(duì)mg-海水電池陽極材料顯微組織的第二相分布、晶粒大小及其對(duì)鎂合金陽極板材在3.5%nacl介質(zhì)中的腐蝕速率、電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著退火溫度的升高和退火時(shí)間的延長(zhǎng),mg合金陽極板材組織越均勻,第二相也更加細(xì)小、彌散,鎂合金陽極板材自腐蝕速率降低,但陽極極化增強(qiáng),電極的穩(wěn)定電位向正方向移動(dòng)。

對(duì)鎂合金熱軋板材在不同溫度進(jìn)行退火處理,采用恒電流掃描法、動(dòng)電位極化掃描法和浸泡法研究不同退火溫度對(duì)其在3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))nacl中的電化學(xué)性能和自腐蝕性能的影響;采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡和x射線衍射儀對(duì)其顯微組織和腐蝕形貌進(jìn)行觀察。結(jié)果表明:鎂合金陽極板材在退火過程中發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶,經(jīng)250℃、300℃退火1h,合金板材發(fā)生完全再結(jié)晶;經(jīng)300℃退火1h后,鎂合金陽極板材的電化學(xué)活性最好,放電穩(wěn)定電位達(dá)1.654v(vssce),但其耐蝕性能最差,腐蝕電流密度為180.38μa/cm2。

采用x-ray衍射和光學(xué)顯微鏡對(duì)aa3104鋁合金熱粗軋板沿厚向的織構(gòu)和組織進(jìn)行研究。結(jié)果表明:熱粗軋板中存在明顯的組織和織構(gòu)梯度現(xiàn)象;在表層及次表層,剪切織構(gòu)占主導(dǎo)地位,表現(xiàn)為較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)r-cube{001}和{112}織構(gòu),顯微組織以再結(jié)晶組織為主;在中心層及過渡層,則以典型的形變織構(gòu)(即cu{112}、s{123}和bs{011})及熱變形流線組織為主;這種沿厚度方向的組織和織構(gòu)梯度對(duì)熱變形后再結(jié)晶織構(gòu)也有很大影響,熱粗軋板中原始的剪切織構(gòu)有助于退火后立方織構(gòu)的形成,而原始中心層的形變織構(gòu)會(huì)促使熱變形退火后產(chǎn)生{111}剪切織構(gòu)和p織構(gòu)。

采用電子背散射衍射技術(shù)分析了冷拔高碳鋼絲在600℃退火過程(0～4h)中的織構(gòu)變化,并采用掃描電鏡和顯微硬度計(jì)研究了此過程中鋼絲的顯微組織和顯微硬度的變化。結(jié)果表明:該鋼絲在600℃退火過程中,隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng),顯微組織由纖維狀轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶,硬度顯著下降;不同時(shí)間退火后的織構(gòu)與拉拔態(tài)的織構(gòu)類型相同,以〈110〉絲織構(gòu)為主、還有{111}〈110〉和{001}〈110〉環(huán)狀絲織構(gòu);但隨著退火時(shí)間延長(zhǎng),〈110〉絲織構(gòu)強(qiáng)度下降。

1 鋁鎂合金、鈦鎂合金、硅鎂合金性能及 成分分析 一、鎂合金性能分析及化學(xué)成分 鎂合金常用的合金化元素是鋁和鋅。鋁的合金化能提高 合金強(qiáng)度及鑄造性能。鋅也能提高合金的鑄造性能。鑄造性 能壓鑄鎂合金的鋁含量須＞3%，鋅含量＜2%，否則容易產(chǎn)生 裂紋。mg-an-mn系的合金az91（含鋅）和am60b（不含鋅） 是室溫使用的主要壓鑄鎂合金。目前az及am這兩種系列合 金占鎂汽車結(jié)構(gòu)件的90%，但它們?cè)?50℃以上時(shí)其強(qiáng)度顯 著下降。為改善合金在150℃以上的抗蠕變能力，現(xiàn)已開發(fā) 了as41a合金（4.3%al,1%硅，0.35%錳），該合金的蠕變強(qiáng) 度在170℃范圍內(nèi)，同時(shí)具有較好的伸長(zhǎng)率，屈服強(qiáng)度和極 限抗拉強(qiáng)度，由于含鋁量較低，as41a要求較高的鑄造溫度。 利用稀土元素對(duì)mg-al基合金強(qiáng)度及蠕變抗力的有利影響而 開發(fā)了mg-al-稀土合金。

鋁鎂合金鈦鎂合金硅鎂合金性能及成分分析

研究了再結(jié)晶退火溫度、退火時(shí)間對(duì)ti-if鋼合金化熱鍍鋅板的鋼基組織織構(gòu)及析出相的影響。研究結(jié)果表明:在生產(chǎn)中控制退火溫度>800℃,退火時(shí)間≥60s,維持機(jī)速約60m/min,可獲得具有完全再結(jié)晶鋼基組織、有利織構(gòu)和較多析出相的產(chǎn)品。此鋼板具有優(yōu)良的成型性能,能夠滿足用戶的要求。

本文對(duì)往復(fù)擠壓zk60鎂合金的組織和延伸率等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：往復(fù)擠壓對(duì)zk60鎂合金組織的細(xì)化效果更加顯著，晶粒尺寸大約為1．5μ～5μm。re—n～ex—zk60—ct鎂合金人工時(shí)效處理后，伸長(zhǎng)率高達(dá)40％。

試樣以堿性熔劑熔融,經(jīng)稀鹽酸酸化浸取、定容后,移取部分試液加酒石酸鉀鈉,三乙醇胺,銅試劑等掩蔽劑聯(lián)合掩蔽鐵、鋁、錳及重金屬等干擾元素后,用氨水調(diào)節(jié)ph10,以酸性鉻藍(lán)k—萘酚綠b為指示劑,用edta標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鎂量,取得了較好的效果。用硅鉬藍(lán)光度法測(cè)定硅,分析硅結(jié)果也令人滿意。

對(duì)三種鑄態(tài)高鋁鎂合金進(jìn)行了等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ecap),對(duì)擠壓前后的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明擠壓使合金組織顯著細(xì)化,力學(xué)性能明顯提高。由于高鋁鎂合金在高溫?cái)D壓過程中除α-mg基體相外,存在較多β-mg17al12,兩相相互制約,顯著降低各相的(動(dòng)態(tài))再結(jié)晶速率,從而容易獲得比常規(guī)mg-al系合金細(xì)小得多的組織。結(jié)合等通道擠壓加工,有望發(fā)展高鋁鎂合金為經(jīng)濟(jì)型高強(qiáng)度鎂合金。

鈦合金與鎂合金

分別采用基于薄板坯連鑄連軋(csp)工藝和傳統(tǒng)熱連軋工藝條件下的低碳鋼板作為冷軋基料,在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)工藝進(jìn)行了冷軋和退火。通過金相觀察和x射線衍射織構(gòu)分析,比較了兩種工藝下低碳鋼板的組織和織構(gòu)演變的規(guī)律。結(jié)果表明:兩種試樣冷軋后α取向線上顯著增加的織構(gòu)有較大的區(qū)別,csp工藝下是{001}〈110〉,而傳統(tǒng)工藝下是{112}〈110〉;在同樣的冷軋及退火工藝條件下,csp條件下的鋼板在退火過程中發(fā)生再結(jié)晶需要的溫度更高,時(shí)間更長(zhǎng);對(duì)于csp鋼板,退火對(duì)γ取向線的影響要大于冷軋對(duì)其的影響,而對(duì)于傳統(tǒng)熱連軋鋼板,冷軋和退火過程對(duì)γ取向線都有比較大的影響。

第七章鎂合金壓鑄缺陷67 第七章鎂合金壓鑄缺陷 7.1缺陷分類 鎂合金壓鑄缺陷主要區(qū)分為三種類型。分別為表 面缺陷、形狀缺陷與內(nèi)部缺陷。各種缺陷常見的表象 如下： 1.表面缺陷：表面缺陷包括 ˙裂紋˙起泡 ˙縮陷˙變色 ˙冷接紋˙拉模 ˙流紋˙黏模 2.形狀缺陷：形狀缺陷包括 ˙毛邊 ˙充填不良 ˙變形與翹曲 ˙尺寸不良 3.內(nèi)部缺陷 ˙夾雜 ˙連續(xù)孔 ˙縮孔 ˙氣孔 7.2表面缺陷 7.2.1裂紋 7.2.1.1缺陷的外觀 裂紋是鑄件的平滑表面上產(chǎn)生了不規(guī)則線狀的縫 隙，它深入鑄件內(nèi)，有時(shí)甚至穿透整個(gè)鑄件。較常見 的裂紋有兩種，一種是受外力破壞而產(chǎn)生的破壞裂紋 ，另一種是鑄件收縮時(shí)產(chǎn)生的收縮裂紋。收縮裂紋通 常沿著晶粒界面而行，其顏色在顯微鏡下顯得有點(diǎn)黯 淡。而破壞裂紋則可能穿透晶粒破壞，其顏色在顯微 鏡下顯得光亮。 7.2.

以n-甲基吡咯烷酮、乳酸乙酯、苯甲醇混合溶劑作為主溶劑,氨基磺酸與有機(jī)羧酸醇銨鹽類緩蝕劑復(fù)配作緩蝕促進(jìn)劑,研制了一種低毒、低揮發(fā)性鎂合金專用脫漆劑。試驗(yàn)結(jié)果表明:該脫漆劑與亞甲基氯化物型脫漆劑的脫漆效率相當(dāng),在安全性方面則優(yōu)于亞甲基氯化物型脫漆劑。

通過金相觀察和織構(gòu)odf分析,系統(tǒng)地研究了鐵素體區(qū)熱軋if鋼織構(gòu)的形成機(jī)制及其在冷軋和退火過程中織構(gòu)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)和機(jī)理.結(jié)果表明:鐵素體區(qū)熱軋if鋼時(shí),在交滑移機(jī)制的作用下,主要得到纖維狀的形變組織和較強(qiáng)的α絲織構(gòu)和較弱的γ絲織構(gòu),同時(shí)有少量的再結(jié)晶晶粒存在;冷軋過程中,在位錯(cuò)滑移、晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)以及晶內(nèi)剪切帶的共同作用下,形成典型的纖維狀組織,α絲織構(gòu)和γ絲織構(gòu)都明顯得到加強(qiáng);退火時(shí),再結(jié)晶組織和織構(gòu)的形成主要受很強(qiáng)的定向形核機(jī)制和弱的選擇長(zhǎng)大機(jī)制控制.

采用基于包鋼csp熱軋工藝下2.75和4.5mm現(xiàn)場(chǎng)冷軋至1.0mm的spcc鋼板,冷軋壓下率分別為64%和78%,實(shí)驗(yàn)室模擬了罩式退火工藝,并利用xrd測(cè)得了冷軋和退火過程中織構(gòu)的演變.結(jié)果表明,兩種不同冷軋壓下率的鋼板在冷軋和退火過程中織構(gòu)演變規(guī)律相似,但是冷軋基料厚度為2.75mm的鋼板在整個(gè)過程變化幅度更大,而且成品的織構(gòu)類型更有利.

研究了含zn15%、al5%、re1.5%的高鋅鎂合金中加入不同含量的mn元素后,其顯微組織與力學(xué)性能的變化情況。結(jié)果顯示:加入mn粉后,含re的高鋅鎂合金中的針狀組織得到不同程度的球化。隨著mn粉加入量的增加,硬度逐漸增大,沖擊韌性、強(qiáng)度先增后減,出現(xiàn)峰值。當(dāng)mn含量為0.4%時(shí),沖擊韌性達(dá)到最大值5.06j/cm2,強(qiáng)度也達(dá)到最大值227.2mpa。此時(shí),其組織晶粒最細(xì)最均勻,針狀組織也得到最大程度的改善,由原來的細(xì)長(zhǎng)針狀組織變成短粗棒狀;當(dāng)mn以中間合金的形式加入到高鋅鎂合金中時(shí),re含量依次取為1.5%、1.0%、0.75%、0.5%,沖擊韌性在re含量為1.0%時(shí)達(dá)到最大值3.4j/cm2,強(qiáng)度在re含量為1.5%時(shí)達(dá)到最大值222.22mpa。但是,加中間合金的鎂合金的力學(xué)性能普遍比加mn粉的要差。

在選擇門類產(chǎn)品時(shí)，材料的選擇是一個(gè)重要的考量因素。鋁鎂合金和鈦鎂合金門都是市場(chǎng)上常見的門類材質(zhì)，它們各自具有不同的特性。這兩種材質(zhì)的門進(jìn)行比較，探討它們的差異以及其它相關(guān)特性。

通過固溶前退火溫度來調(diào)控2519a鋁合金棒材固溶時(shí)的再結(jié)晶狀態(tài),以獲得不同織構(gòu)組態(tài)。采用x射線衍射分析研究了2519a鋁合金棒材經(jīng)150、200、300和350℃退火1h后再經(jīng)535℃×2h固溶與直接經(jīng)535℃×2h固溶4種熱處理工藝對(duì)合金織構(gòu)和微觀組織的影響。結(jié)果表明:2519a鋁合金棒材直接經(jīng)535℃×2h固溶,擠壓棒材強(qiáng)的〈13〉織構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)椤?10〉再結(jié)晶織構(gòu),而經(jīng)上述4種溫度退火和535℃×2h固溶,織構(gòu)分別演變?yōu)椤?13〉,〈605〉,〈5110〉和〈7214〉織構(gòu)。退火后不固溶試樣〈111〉織構(gòu)和硬度值都保持不變。樣品固溶發(fā)生再結(jié)晶的〈110〉織構(gòu)與擠壓〈13〉織構(gòu)間可用40°〈111〉長(zhǎng)大理論解釋。

本文以鎂合金zk60和鋁合金7a04為研究對(duì)象,采用加入中間層鋅的方式對(duì)mg/al異種材料進(jìn)行了擴(kuò)散焊接試驗(yàn),試驗(yàn)焊接條件在非真空環(huán)境下,焊接設(shè)備及條件相對(duì)簡(jiǎn)單,具有很高的實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)利用價(jià)值。探索性的總結(jié)出一些影響鎂鋁擴(kuò)散焊接的因素以及有利80min～120min能得到良好的擴(kuò)散焊接頭。

采用一種新型劇塑性變形工藝—t型通道擠壓(tcp)對(duì)zk60鎂合金在673k下以a和bc兩種路徑進(jìn)行1~4道次擠壓變形,通過光學(xué)顯微鏡觀察變形鎂合金的顯微組織,并對(duì)tcp變形鎂合金的不同部位在應(yīng)變速率4×10-3s-1時(shí)進(jìn)行室溫拉伸性能測(cè)試。結(jié)果表明:塑性變形最大的部位是試樣中間部位的最底部,其組織特征為細(xì)小晶粒包圍著大晶粒,大晶粒呈拉長(zhǎng)的流線狀;4道次變形后,a路徑的平均晶粒尺寸由退火態(tài)時(shí)的88.5μm細(xì)化至2.4μm,bc路徑的平均晶粒尺寸則細(xì)化至4.6μm,但組織更均勻;同時(shí),在相同道次tcp變形后,a路徑變形合金的屈服強(qiáng)度都高于bc路徑變形合金的,但前者的抗拉強(qiáng)度和塑性卻低于后者的;此外,試樣最底部的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均高于試樣頂部的,經(jīng)bc路徑2道次變形后試樣底部與頂部的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別相差39.5和43.1mpa,而經(jīng)4道次變形后試樣兩個(gè)部位的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別只相差21.2和11.7mpa。

針對(duì)鎂合金電動(dòng)螺絲刀刀把零件,設(shè)計(jì)了等溫?cái)D壓成形工藝和等溫?cái)D壓試驗(yàn)?zāi)＞?利用deform-3d對(duì)成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬,預(yù)測(cè)了電動(dòng)螺絲刀刀把零件成形力為250kn。采用yaw-500kn微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行擠壓試驗(yàn),試驗(yàn)證明所設(shè)計(jì)的成形方案合理可行,同時(shí)也驗(yàn)證了數(shù)值模擬分析的正確性。