AZ91D镁合金半固态成型
AZ91D铸造镁合金的固溶处理与半固态等温处理后组织与性能变化的比较分析
AZ91D铸造镁合金的固溶处理与半固态等温处理后组织与性能变化的比较分析作者：马睿来源：《科技经济市场》2013年第09期摘要：会引起镁合金的过烧和变形，甚至晶界上析出的第二相因过烧变得很疏松使镁合金的显微硬度很低。
关键词：镁合金；固溶处理；半固态等温处理；组织演变；性能0 引言镁合金经过铸造加工后不进行固溶处理，而是直接进行人工时效，从而获得比较高的时效强化效果，另外为了消除铸件的残余应力及变形镁合金的冷作硬化也可进行退火处理，而且通过晶粒细化可以显著提高镁合金的强度和塑性。
在改良铸造镁合金性能的过程中，如何取舍固溶处理和人工时效是一个值得研究的问题。
[1][4][6]传统的压铸是镁合金液以高速的紊流和弥散状态填充压铸型腔，使型腔内的空气在高压下可能会溶解在压铸合金毛培件内，或者形成许多弥散分布在压铸件内的高压微气孔。
这些高压下溶解的气体和微气孔在高温下会析出和膨胀，从而导致铸件变形和表面鼓泡。
为了消除这种缺陷，须采用半固态金属成形技术提高压铸件的内在质量。
半固态成形技术充型平稳、无金属喷溅、节能安全、铸件孔隙率很低，其工艺过程简单，成本低廉。
[3]本文主要研究了半固态等温热处理过程中，等温热处理温度和保温时间等工艺对AZ91D 镁合金半固态组织演变和性能的影响，以和固溶处理与半固态等温处理对AZ91D铸造镁合金组织形态和性能的影响，以及二者之间比较分析和联系。
1 实验方法1.1 固溶处理工艺1.2 半固态等温处理工艺本文采用半固态等温热处理法对铸造镁合金中应用最广泛的AZ91D进行了处理，探讨半固态等温处理中组织演变的过程和机理；为后续镁合金半固态成形提供理想的非枝晶组织。
[11]所以，制定的半固态等温处理工艺为：（1）在520℃分别保温10min、40min、60min、90min；（2）在550℃分别保温10min、40min、60min、90min。
为防止镁合金在加热过程中产生氧化腐蚀，在加热容器中放适量的硫磺，使硫磺燃烧释放SO2，从而起到保护效果。
AZ91D镁合金的处理方式文献
AZ91D镁合金镁合金具有密度小，良好的切削加工性、尺寸稳定性、铸造成型性及表面装饰性等诸多优点而受到广泛关注。
但镁合金变形困难，耐热和耐蚀性差，再加上系统研究镁合金的历史还比较短，因此基础研究明显滞后于应用。
AZ91D镁合金是开发最早、应用最为广泛的镁合金之一。
为不断扩大该合金的产业化应用，国内外从多个方面开展了大量工作．但总体来说缺乏系统性。
国内外有关AZ91D镁合金组织与合金相、力学性能、表面处理技术和加工工艺方面的最新研究进展，以期抛砖引玉，推动AZ91D镁合金的深入发展。
1、组织与合金相1.1 铸态组织及合金相一般认为铸态AZ91D镁合金主要由α-Mg、离异β-Mg17Al12相和共晶组织（α-Mg+β-Mg17Al12）组成，共晶组织（α+β）主要分布在晶界，呈薄片状或层状。
而离异β相则主要分布在晶体内部。
有研究表明，在Mg-AI合金中Al存在明显的偏析。
从晶粒内部至晶界逐渐增加．但未见详细分析。
晶界区域的富铝区实际为共晶组织（α+β）中的仅相。
其铝含量略低于β相的铝含量而不足以进一步形成β相，最终以共晶相形式长大。
可以推断其铝含量必然高于初生仅的铝含量。
已有研究者在AM50镁合金中观察到了类似的组织。
离异β相的形成与非平衡凝固有关，在晶体内部的某些区域。
在快速凝固过程中铝元素来不及扩散至晶界附近。
首先形成了β相，而此时的共晶仅相与初生仅相混合在一起，呈现出离异共晶的形态。
可以推测。
如果冷却速度进一步加快。
共晶组织和离异组织都会被抑制。
徐春杰等通过对比常规凝固和快速凝固薄带AZ91D镁合金的差热分析曲线证实了这一推断。
研究发现，前者在450℃左右有明显的DTA峰（β相的熔化峰），而后者组织为单相过饱和a固溶体．无明显的DTA峰。
Mn在AZ91合金中主要以固溶和形成金属间化合物两种形态存在。
据报道Mg-Al系镁合金中的Al-Mn金属间化合物主要有Al6Mn、Al4Mn、AlMn及Al8Mn5四种，形状主要有针状、十字状、花朵状及颗粒状；大小为0.1-30um。
AZ91D半固态流变压铸成形的研究
!"#$%半固态流变压铸成形的研究肖泽辉&’(’罗吉荣&’吴树森&’李东南&’毛有武&’宋象军&)&*华中科技大学材料学院’湖北武汉+,--.+/(*湘潭大学机械工程学院’湖南湘潭+&&&-01摘要2采用双螺杆机械搅拌方式制备半固态浆料/研究了345&6镁合金半固态浆料的流变压铸成形工艺7结果表明2压射压力在+-80-9:;’压射充型速度在&-8&0<=>内’固相率在&-?8@-?的浆料都能流变压铸成薄壁圆形铸件/半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度A伸长率分别提高,.?A++?’并可施以热处理’进一步提高性能’易于实现B净近成形C7关键词2半固态/镁合金/流变压铸中图分类号2D E&+@//D E(+5*(/D E(5(文献标识码23文章编号2&--&F,G&+)(--+1-(F--+&F-,H I J K L M NH O P Q R S M T Q KU V O M W M X P Q N Y%Q O Z[S I Q N YW M X!"5&%!T T M L\]^_‘a F b c d&’(’e f_g d F h i j k&’lfm b c F n a j&’e]o i j k F j p j&’q^_r i c F s c&’m_t u\d p j k F v c a j&)&*w x y z z{z|}~!"#$~{%’&’~(y z)*+)$,"#%$!-z|w x$")x"~)./"x y)z{z*-’0’y~)+,--.+’1y$)~/(*2)%!$!’!"z|}"x y*34)**’5$~)*!~)+)$,"#%$!-’5$~)*!~)+&&&-0’1y$)~1 !6S I X[7I289:;:<=F>>?@<>:9??9A B<@:;=C’?;@=D=?<9A B69@>;>:9A B=D345&6>@<9F>=E9C>E F??G<;>9A H@>:9B;:@C* D;@?@>F E:>9A C9>;:@C:;;::;@9A I@>:9=AJ?@>>F?@9A+-80-9:;’:;@B;:@H@E=>9:G9A&-8&0<=>’:;@>=E9CH=E F<@D?;>F :9=A=D:;@>E F??G9A&-?8@-?’:;@:;9A F<;E E C9>>>;>:9A B>;AK@?;@=D=?<@C K G C9@>;>:9A B/D;@:@A>9E@>:?@A B:;;A C@F E=A B;:9=A=D;E E=G K G?;@=D=?<9A B C9@>;>:9A B<@?@,.?;A C++?;9B;@??@>J@>:9H@E G:;;A:;;:K G E9L F9C C9@>;>:9A B*M F?F :;@?<=?@’:;@>;>:9A BD=?<@CK G>@<9F>=E9C?;@=D=?<9A BC9@>;>:9A B>;AK@>;??9@C;@;::?@;:<@A:’<9:;N A@:F>;;J@N J?=C F>:9H@*O O L P M X K S2>@<9F>=E9CJ?=>@>>/<;B A@>9F<;E E=G/?;@=D=?<9A BC9@>;>:9A B自(-世纪.-年代以来’半固态的研究一直成为人们感兴趣的热点R&S7虽然’材料的常规液态成形要经历液固共存的糊状态’但其液相中的固相呈树枝状形态’约存在(-?左右的固相时’树枝状的固相相互搭接’产生很大的阻力’失去成形性/而半固态中的固相呈非枝晶颗粒形状’即使液相中存在将近5-?的固相’仍具有一定的成形流动性能R(S7半固态成形的方法有流变成形和触变成形两大类R,S7流变成形与触变成形相比’具有低的能耗A工艺环节少A设备简单等优点’但流变成形在浆料的定量输送A转运方面有一定的难度7目前’国外研究的重点已从触变成形转向流变成形’而国内研究仍侧重在触变成形方面R+S7镁合金作为结构材料’具有一些独特的性能R0S’其应用涵盖航空A电子A通讯A计算机以及汽车等工业领域7我国是镁原料大国’而镁合金结构件的生产应用相对薄弱7本文应用双螺杆搅拌制备半固态浆料’研究345&6镁合金的流变压铸成形工艺7&试验条件试验用345&6合金)其液相线温度为050T’固相线温度为+.-T R@S1的化学成分)质量分数’?1如表&7合金采用电阻坩埚炉熔炼’U(V W M@混合气体保护’熔化温度控制在@(-8@0-T/熔化后的合金液经置于坩埚中的气压定量泵泵入双螺杆搅拌制浆机内搅拌制浆)此时双螺杆对镁合金液实施搅拌A剪切A挤压A搓碾及输送等综合作用R.S1/制好的镁合金半固态浆料采用带有气体保护的定量装置从搅拌机间歇地输送至压射室’实现流变压铸成形7表$!"#$%镁合金的化学成分3E4A9A X@W9Y F M@U95*-,-*.,-*(-0-*--&--*--&G,-*--&--*--&(-*---,压铸采用6Y Y(G-型卧式冷室压铸机7压铸模温度的控制用自行研制的模温控制器7该模温控制器采用的是将导热油通过高温油管向压铸模流道循环输送的方式’具有加热和冷却散热的功效7性能测试采用Z0-<<的试棒从中破开加工成两根Z@*+<<的标准试样7试验的压铸件为薄壁圆盘类’其最大尺寸Z&&-<<’主体壁厚为&*&<<7压铸模的镶块材料采用[&,’内浇口尺寸为.-*G<<\-*G<<’模温控制在(--8(0-T7温度测量用U9Y?F U9W9热电偶’金相组织观察采用9@M,光学显微镜’自主开发的软件计算固相率7$]^热加工工艺_‘a a]年第‘期工艺技术Q收稿日期2(--,F-0F&5基金项目2湖北省重点科技计划资助项目)(---(:-,-+1作者简介2肖泽辉)&5@0F1’男’湖南湘潭人’副教授’博士7万方数据!结果及讨论"#$%&液态压铸成形时’其组织为典型的树枝晶特征(半固态流变压铸成形时’其组织消除了树枝晶结构’非枝晶状的初晶细小)圆整’平均晶粒尺寸在*+,-以下(镁合金半固态浆料中存在着一定比例的非枝晶固相’粘度高于液态镁合金’但镁合金半固态浆料具有明显的流变特性’即其表观粘度随剪切应力的增大而下降(压力铸造可以提供大的成形速度和成形压力’有利于镁合金半固态的流变成形(表!为压铸充型速度及压射压力对流变压铸成形的影响(充型速度低至*-./时’浆料的流动性差’压铸件易产生未充满及流痕)裂纹缺陷(原因是充型速度低’对浆料的剪切作用小’浆料的表观粘度降低小0同时充型速度低’浆料的流动充型时间长’流动过程中浆料的冷却大’从而其流动性差0提高压射充型速度到%!-./’充型成形性能良好(当压射充型速度大至1+-./’则充型速度过大’浆料流动紊乱’产生飞贱)氧化夹杂和气孔等缺陷(当压射压力取2!345时’在压铸件的分型面上出现飞边)毛刺’表明压射压力过大0压射压力调整为!+345时’出现孔洞’表明压射压力过小’充型补缩能力小(当压射压力取6+345’半固态浆料的成形及补缩性均良好(此外’镁合金半固态的流变压铸成形与浆料的固相率)浆料的温度密切相关(随着浆料固相含量的增加)温度的下降’其成形能力降低’流变成形的压射充型速度)压射压力应随之调大(表788压铸充型速度及压射压力对成形的影响充型速度.-/9%流变成型特性压射压力.34588流变成型特性*流痕)裂纹!+88孔洞%!无缺陷6+88无缺陷1+氧化夹杂)气孔2!飞边)8888裂纹试验条件:固相率*+;’浆料温度*6+<0压射压力*+3450试验条件:固相率6*;’浆料温度*=*<0充型速度%*-./对试验的薄壁件’压射压力在6+>*+345’压射充型速度在%+>%*-./内’固相率在%+;>=+;的浆料都能获得良好的成形(图%为成形的带浇注系统的铸件及其金相组织?*;的硝酸酒精溶液腐蚀@’其半固态浆料的固相率为6A ;(成形的铸件表面质量好’非枝晶组织细小)圆整(分别对液态压铸)半固态压铸及半固态压铸再辅加施以B =热处理三种情况的力学性能进行测试’其结果如表1示(可见’半固态压铸的抗拉强度比液态压铸提高12;’伸长率提高66;’硬度相当(同时’半固态压铸件可以通过施以热处理’进一步改善和提高其性能’克服了普通压铸不能进行热处理的缺点(对半固态压铸件和液态压铸件的致密性和收缩情况进行的测试结果表明’半固态压铸件的密度比液态压铸件的大’收缩率比液态压铸件减少’可见半固态压铸件比液态压铸件更容易实现C 近净成形D (图%半固态流变成形件及其金相组织表E 不同条件F G H I J 合金的力学性能试验?条件@K L.345M .;硬度.N O液态压铸%1*1P !=!半固态流变压铸%A *6P ==1半固态流变压铸Q B =热处理!6*2P ==*注:固相率*+;’浆料温度*6+<’充型速度%*-./’压射压力*+345(双螺杆搅拌制浆’不仅使枝晶打断)破碎’消除枝晶形态’而且使浆料产生强烈的对流’固相晶粒界面处的液相温度和成分趋于均一’减小了温度过冷和成分过冷’抑制晶粒的枝晶状生长(此外’破碎的枝晶在对流的作用下’分布于液相中作为晶核’细化非枝晶组织晶粒(压铸充型速度快’连续冷却强度大’对浆料施加较大的剪切作用’有利于保持半固态组织和流变成形(1结论?%@对薄壁圆形铸件’压射压力在6+>*+345’压射充型速度在%+>%*-./内’固相率在%+;>=+;的镁合金半固态浆料都能流变压铸成形0?!@半固态流变压铸成形比液态压铸成形的强度)伸长率都有大幅提高’并可施以热处理’进一步提高性能’易于实现C 净近成形D (参考文献:R %S T 5U V 5W X /4’Y 5V Z4[’"\]^W /X WN _’‘a b c P d e 5V W e \/f 5U ^W gL h/e -^9/X i ^Z-e \5i U V X j e //^W g R [S P 35\e V ^5i 5W Z&e /^g W’!+++’!%:1A 2PR !S k U e W j e V &O ’3e f V 5L ^5Wl ’m i e -^W g /3n P l f e X i X g ^j 5i L e f 5o ^X V X p k W q %*;4L^W\f e j V h /\5i i ^r 5\^X WV 5W g e R [S P 3e \5i i B V W 5/’%$2!’1:%$!*PR 1S 谢水生’黄声宏P 半固态金属加工技术及其应用R 3SP 北京:冶金工业出版社’%$$$PR 6S k s t V h 3P l e j e W \5Z o 5W j e /^W /e -^q /X i ^Z U V X j e //^W g R "S P 4V X j e e Z q^W g /X p \f e 2\f ^W \e V W 5\^X W 5i j X W p e V e W j e X W/e -^q /X i ^ZU V X j e //^W gX p5i i X h /5W Zj X -U X /^\e /R n S :[5U 5W’!++!P 1%P R *S 马图哈T P N P非铁合金的结构与性能R 3S P 北京:科学出版社’%$$$PR =S "k 3^W \e V W 5\^X W 5i N 5W Z L X X ]n X --^\\e e P 3e \5i /f 5W Z L X X ]?o X i !@B e W \f e Z ^\^X W R 3S P X N ^X :"k 3^W \e V W 5\^X W 5i3e \5i /45V ]’%$$+PR 2S 罗吉荣’吴树森’宋象军’等P 半固态金属浆料的制备装置R 4S P 中国专利:#u+%!%%266P !’!++!P v 7w x y z {|}~}!"#$%&$’()*+,-./*$0$+1722w 3$P 7万方数据。
AZ91D镁合金半固态加工技术研究进展
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注射成形增强半固态AZ91D镁合金的组织及性能
注射成形增强半固态AZ91D镁合金的组织及性能宇文江涛;赵雄;董璐;牛立斌;胡宇阳【期刊名称】《热加工工艺》【年(卷),期】2024(53)6【摘要】为了研究半固态注射成形技术对AZ91D镁合金显微组织、力学性能以及腐蚀行为的影响,通过对半固态注射成形镁合金进行热处理及电化学腐蚀分析,研究了镁合金成形件在注射成形中与热处理后的组织及性能变化。
结果表明,相对于压铸镁合金,半固态注射成形镁合金的组织均匀、力学性能优良、晶粒细小且平均晶粒尺寸为20~30μm,能获得质量良好的显微组织。
镁合金的热处理对晶界第二相的数量和分布有较大影响,能作用于材料性能。
经时效处理后,镁合金硬度从63.47 HV提高到74.05 HV,抗拉强度从125.56 MPa提高到150.91 MPa,抗拉强度提高了20.2%。
在质量分数为3.5%的NaCl溶液的电化学腐蚀中,合金的自腐蚀电位为-959.56 m V,经固溶+时效处理后,自腐蚀电位先升高到-927.55 m V后下降至-988.94 m V,耐腐蚀性能先增高后降低。
【总页数】6页(P122-127)【作者】宇文江涛;赵雄;董璐;牛立斌;胡宇阳【作者单位】中国船舶集团有限公司第七O五研究所;中国船舶集团有限公司第十二研究所;西安科技大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG146.2【相关文献】1.半固态AZ91D镁合金触变注射成形过程数值模拟及参数优化2.等温热处理工艺对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响3.AZ91D铸造镁合金的固溶处理与半固态等温处理后组织与性能变化的比较分析4.形变率对AZ91D镁合金半固态成形组织及流动性的影响5.多段半固态触变成形与半固态流变成形、半固态触变成形工艺对Mg-Y-Gd-Zn-Zr系合金的组织性能影响研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术研究的开题报告
半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术研究的开题报告
题目：半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术研究
一、研究背景
镁合金具有比强度高、比刚度高、比重轻、导热性能好、耐腐蚀性好等优良性能，因此在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用前景。
但是，由于其低红硫酸盐燃点及其易生成氧化物等特性，致使其加工难度较大，传统成形加工技术无法满足生产需求。
故而，流变铸轧成形技术成为目前较为有效的成形方法之一。
二、研究目的
该研究旨在通过对半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形过程中成形质量及其控制因素进行分析实验，并探究成形参数对成形质量的影响程度，从而为镁合金在工业领域的应用提供技术支持。
三、研究内容
（1）半固态AZ91D镁合金的制备及其工艺条件的控制
（2）设计流变铸轧成形实验，探究成形质量及其控制因素
（3）分析成形参数对成形质量的影响程度
（4）评估半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术的成形质量和适用性
四、研究方法和技术路线
（1）制备半固态AZ91D镁合金
（2）设计流变铸轧成形实验
（3）分析成形参数对成形质量的影响程度
（4）评估半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术的成形质量和适用性
五、预期成果
通过本研究，得到采用半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术的一定成形规律，并探究影响成形质量的主要因素，并据此制定一套较为完善的成形参数控制体系。
在此基础上，取得成形质量良好的半固态AZ91D镁合金零部件。
AZ91D镁合金半固态铸轧工艺因素对组织的影响
收稿日期:2006-04-07 基金项目:科技部科研院所技术开发专项基金(NCSTE -2002-J K ZX -071)和江西省教育厅科技攻关项目(赣教技字[2005]18号)资助。
第一作者简介:张颂阳(1975-),男,河南许昌人,在读博士生,研究方向:材料成型及数值模拟。
AZ91D 镁合金半固态铸轧工艺因素对组织的影响张颂阳1,耿茂鹏1,谢水生2,周新民3,张 莹1,王艳春1(1.南昌大学机电学院,江西南昌330029;2.北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088;3.北京有色金属技术经济研究总院,北京100814)摘要:在实验室半固态铸轧试验设备上进行了镁合金半固态铸轧试验,研究了AZ 91D 镁合金半固态铸轧组织的影响因素。
结果表明,搅拌速度、铸轧温度对半固态镁合金组织有显著的影响。
过快过慢的搅拌速度都不利于半固态组织的形成,试验表明搅拌速度300r Πmin 最佳;铸轧温度从高到低,固相率明显从小到大。
关键词:铸轧;半固态;镁合金;组织中图分类号:TG 146122;TG 24919 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2006)07-0021-04E ffect of temprature on microstructure of casting 2rollingsemi 2solid AZ 91D magnesium alloysZH ANG S ong 2yang 1,G E NGMao 2peng 1,XIE Shui 2sheng 2,ZH OU X in 2min 3,ZH ANG Y ing 1,W ANG Y an 2chun1(1.Mech anical and E lectrical School of N anch ang U niversity ,N anch ang 330029,China ;2.B eijing G eneral R esearch I nstitute for N on 2ferrous Metal ,B eijing 100088,China ;3.China N ational N onferrous Metals I ndustry T echno 2economic I nstitute ,B eijing 100814,China)Abstract :The experiment of the casting and rolling of semi 2s olid magnesium alloy was carried out on the equipment made by our 2selves in our laboratory.The paper investigated the microstructure of the semi 2s olid AZ 91D magnesium alloys by casting 2rolling.It was found that the speed of stir and the temperature of casting and rolling have a remarkable effect on the microstructure of semi 2s ol 2id magnesium alloy.Both too high and too low speed of stir are not propitious to form the semi 2s olid state.It was proved a optimum speed is 300r Πmin.The higher the temperature of casting and rolling ,the lower the s olid ratio in microstructure.K ey w ords :casting 2rolling ;semi 2s olid ;magnesium alloys ;microstructure 镁合金具有一系列优异的性能,在航空、汽车、计算机、通讯等产业有广阔的应用前景1-4。
AZ91D镁合金半固态压铸工艺研究的开题报告
AZ91D镁合金半固态压铸工艺研究的开题报告
一、研究背景与目的：
AZ91D镁合金作为一种轻量化金属材料，其在航空、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景。
半固态压铸是一种新型的金属成形技术，具有高效、低污染、低能耗、高精度等优点，主要适用于高性能铝合金和镁合金的成形加工。
因此，研究AZ91D镁合金半固态压铸工艺对于提高制造工艺的精度和效率，推动轻量化产业的发展具有重要意义。
本文旨在研究AZ91D镁合金半固态压铸工艺，探究半固态压铸工艺对于材料性能和成形质量的影响，以及制造工艺的优化和改进方法。
二、研究内容与方案：
1.半固态压铸工艺参数的确定：通过实验和模拟计算，确定合适的半固态压铸工艺参数，包括半固态成分比例、温度、压力等。
2.半固态压铸成形质量的评价：通过金相分析、机械性能测试等手段，对半固态压铸工艺成形质量进行评价，探究半固态压铸工艺对于材料性能的影响。
3.制造工艺的优化：在半固态压铸工艺的基础上，探究制造工艺的优化和改进方法，提高生产效率和制造精度。
四、研究意义：
1.推动轻量化产业的发展，提高铝合金和镁合金材料的应用水平。
2.优化半固态压铸工艺，提高成形质量和制造效率，减少能耗和污染。
3.为相关行业提供技术支持和指导，促进产业升级和技术创新。
三、预期结果：
1.确定合适的半固态压铸工艺参数。
2.研究半固态压铸工艺对于材料性能的影响，探究工艺优化的方法。
3.提高镁合金半固态压铸的成形精度和效率。
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AZ91D镁合金半固态成型 专题报告
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一、AZ91D镁合金
二、半固态成形技术
三、镁合金半固态理论
四、镁合金半固态研究现状及分析
一、AZ91D镁合金
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A
Al
Z
Zn
9
9%
( Al )
1
1%
( Zn )
D
辨识代码
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Mg-Al-Zn合金 均衡的力学性能和良好的铸造性能等优点 AZ91D镁合金 工程应用中最轻的金属结构材料之一，高 的比强度、比刚度，良好的减震性、电磁屏 蔽和抗辐射能力
枝晶臂发生熔断示意图
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3、枝晶臂弯曲机制。 此机制认为，位错的产生并积累导致塑性变形。 在两相区，位错间发生攀移并结成晶界，当相邻晶 粒的倾角超过20°时，界面能超过固液界面能的两 倍，液相将侵入晶界并迅速渗入，从而使枝晶臂从 主干分离。
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镁合金半固态流变行为：
等温稳态流变行为： 流体组织随剪切历程、时间变化 较小时的流变规律即为半固态合 金的稳态流变性能。 动态流变行为：冷却速率、固相分数和剪切速率
旋转永磁体法 两种类型： 在感应线圈内通交变电流
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（3）应变诱发熔化激活法（SIMA） 将常规铸锭经过挤压、辊压、轧制等变形工艺 制成具有强烈拉伸形变结构显微组织棒料，然后加 热到固液两相区等温一定时间，被拉长的晶粒熔化 变成了细小的粒状颗粒，随后快速冷却获得非枝晶 组织坯料。 （4）其他方法 半固态等温热处理法、浇注温度控制法等
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我国是当今世界上最大的镁生产国, 但大 部分镁作为原材料出口, 本国的需求量并不是 很大,这主要是由于我国在镁合金成形技术的 研究和应用方面,尤其是半固态成形技术与发 达国家还有很大差距。因此加强半固态成形 这种新技术研究, 具有广阔的应用前景。
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目前，AZ91D镁合金半固态加工技术的研 究工作主要集中在非枝晶组织合金的制备 方法、半固态等温过程中的组织演变。半 固态成形工艺及力学性能等方面。在今后 的研究工作中，半固态加工的基础理论及 工业应用成形技术仍有待加强。
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感谢观赏
镁合金半固态成形工艺路线及示意图
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（枝晶）
（固相）
半固态合金中形成的常规枝晶
经搅拌法得到的半固态合金触变结构
三、镁合金半固态理论
半固态金属组织形成机制
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1、枝晶臂根部断裂机制。因剪切力的作用使枝晶臂 在根部断裂
（a）
（b）
（c）
（d）
枝晶断裂机制示意图
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2、枝晶臂根部熔断机制： 晶体长大过程中，表面积逐渐减小，由于受到 流体的快速扩散、温度涨落引起的热振动及在根部 产生的应力的作用，有利于枝晶臂熔断，同时由于 固相中根部溶质含量较高，这也降低了熔点，促进 了该机制的作用。
有两个带齿的同心圆筒组成，其中内筒保持静止， 浆料放置内外筒之间，搅拌通过外筒旋转进行。 直接将搅拌棒插入熔 融的金属中进行搅拌 连续搅拌 非连续搅拌
（1）
（2）
（3）
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（2）电磁搅动法 在半固态金属液中利用旋转电磁场产生感应电 流，从而在洛伦磁力的作用下金属液产生运动，金 属液被搅拌，这种方法称为电磁搅拌法。
二、半固态成形技术
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半固态（semi-solid）成形技术： 金属在凝固过程中，对其进行剧烈搅拌， 或控制固-液态的温度区间，得到一种母液中 均匀地悬浮着一定固相成分的固-液混合浆料， 这种半固态金属浆料具有流变特性，即具有 很好的流动性，易于通过普通加工方法制成 产品。
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半固态浆料（semi-solid Slurry）的制备技术： （1）机械搅拌法
镁合金半固态触变行为：是指表观粘度与剪切时 间的依赖关系，表征了半固态浆液的依时行为。
四、镁合金半固态研究现状及分析
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目前, 世界各国都有许多大学与公司在从事半固态 金属加工技术的研究工作, 并取得了很多成果。随 着汽车与电子工业 的发展, 对产品的轻量化要求 越来越高, 镁合金半固态成形与传统的压铸相比具 有许多优点。特别是注射成形技术的应用, 为镁合 金半固态成形的应用开辟了途径, 但由于发达国家 对其设备和技术垄断, 造成推广应用受阻。
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半固态成形工艺
流变成形：原料
（rheo-forming）
剧烈搅拌等 剧烈搅拌等 预定固相分数的 保温
半固态金属浆料 送往设备
锻造或 铸造成型
触变成形： 原料
（thixo-forming）
球状晶的 半固态金属浆料
凝固
锭坯 或坯料
锻造或铸造
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