电磁连铸半连续铸造和轧制AZ41M镁合金的组织号性能

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AZ31镁合金组织性能的影响分析

AZ31镁合金组织性能的影响分析

摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。

挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。

随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。

轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。

AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。

关键词:AZ31变形镁合金;强化机制;组织;性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。

大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。

但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。

目前,AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。

第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。

动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区,分别对应着不同的组织。

图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。

由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达,具有典型的铸造组织特征。

晶粒尺寸为112~400μm。

图1-1b为变形区近稳态区组织。

图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一,显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。

az41m镁合金成分

az41m镁合金成分

az41m镁合金成分
AZ41M镁合金是一种镁合金材料,其成分主要包括镁、铝和锌。

其中,AZ41M合金的镁含量约为94%,铝含量约为4%,锌含量约为1%左右。

此外,还可能含有少量的锰和硅等元素。

这种合金具有较高
的强度和耐腐蚀性能,适用于制造航空航天器件、汽车零部件和其
他需要轻量化和高强度材料的领域。

镁合金的成分设计旨在提供理
想的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能,以满足特定工程应用的要求。

总的来说,AZ41M镁合金的成分设计旨在在保持较高强度和硬
度的同时,提供良好的耐腐蚀性能和加工性能。

轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能

轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能

轧制AZ31镁合金板材的显微组织和力学性能苗青【摘要】以初始晶粒尺寸为250~300 μm、20 mm厚的铸态AZ31镁合金板坯为原材料,对比研究4种轧制方案对轧后板材显微组织和力学性能的影响.结果表明,4种方案终轧板材的平均晶粒尺寸依次为5 μm、18 μm、6.5 μm和4.5 μm,抗拉强度均大于250 MPa,屈服强度均大于140 MPa,延伸率均大于20%.其中最佳方案制得了高塑性镁合金板材,抗拉强度为265 MPa,屈服强度为186 MPa,延伸率达29%,同时,板材沿横向、轧向和45°方向的性能相差较小,各向异性不显著.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2013(016)005【总页数】6页(P240-245)【关键词】AZ31镁合金板材;轧制;显微组织;力学性能【作者】苗青【作者单位】上海电机学院机械学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG113镁合金具有高比强度、高比刚度、减振性好等一系列优点,被誉为“21世纪最具潜力的绿色工程材料”。

变形镁合金板材、带材适用于“陆、海、空、天”等交通运载装备的制造[1-2]。

镁合金具有密排六方(HCP)的晶体结构,室温变形条件下塑性较差、加工成形困难,但变形镁合金较之铸造镁合金具有更优良的力学性能和尺寸稳定性。

轧制技术是通过塑性成形工艺生产板、带材最经济有效的方法之一,具有在大规模工业化生产中快速应用、全面推广的价值和空间[3-4]。

因此,研究与开发高性能镁合金板材的轧制工艺具有重要意义。

据文献[5-6]报道,传统的AZ31镁合金热轧工艺,一般均从120mm左右厚的铸锭开始轧制,始轧温度为420~450℃,终轧温度为300~260℃,单道次变形量15%~25%,一般轧制到2~4mm厚的板材需要加热3~5次,总轧制道次为28~30次。

热轧后板材的性能为:抗拉强度≥250MPa,屈服强度≥145MPa,延伸率在12%~21%,轧制后板材的方向性较明显。

电磁搅拌铸造及其在镁合金上的应用

电磁搅拌铸造及其在镁合金上的应用
1. 3 电磁搅拌过程中金属熔体的电磁场分布和受
式中 : η 电磁场通过铸型后剩余的百分率 ; f —
n— 线圈的匝数 ; J— 线圈中电流的有效值 ; ω— 角频率 ; t— 时间 ; B0 — 铸锭表面的磁感应强度 。
可见磁感应强度在金属熔体中随渗透深度的增 加而呈负指数衰减 , 磁感应强度随着频率的减小而 显著增大 。 1. 3. 2 金属熔体受力分析 金属熔液处于交变磁场中 , 受到感生电流与磁 [4 ] 场相互作用产生电磁力 , 见图 2 。电磁力是体积 力 ,作用在金属熔液每个体积单元上 ,从而驱动金属 熔液运动 。可以通过三相调压器改变定子绕组中电 流大小从而改变搅拌力大小 。根据电磁感应定律 ,
80 年代逐步地应用到生产实践中
[4 ]
对晶粒细化所起的某种作用就和成长着的树枝晶的 机械破碎作用相同 。加大搅拌强度可以提高等轴晶 率 ,例如当输入电流 I = 200 A 时 , 等轴晶率可达到 30 %~40 % 。若继续增加电流 , 等轴晶率则不再增 加 。搅拌强度过高 , 卷入的气泡 、 夹杂也相应增加 ,

1 电 磁 搅 拌 ( Electromagnetic Stirring , EMS) 技术
1. 1 电磁搅拌技术的原理和分类
在金属熔液凝固的过程中人为地创造某种物理 扰动 ,如机械振动 、 电磁振动 、 音频或超声波振动及
各种搅拌和旋转等 , 可使金属组织在动态过程中凝 固形 成 并 细 化 。电 磁 搅 拌 的 基 本 原 理 可 以 描 述 [2 ] 为 : 在一组感应线圈内通入交流电 , 并使其终端具 有适当的电压相位差 ,由于电场的交变作用 ,使系统 内的金属感应产生一个振荡磁场 B 和电流密度场 J ,由此产生一个洛伦兹 (Lorentz) 力场 ,使金属液产生 强迫流动 。因其相位关系 , 所产生的不是一个纯振 荡 ,而是一个使金属液体产生旋转的力场 。电磁搅 拌机制是通过搅拌引起温度场和溶质场的均匀化 , 初生相的机械破碎 、 相互摩擦 、 抑制初生相的各向异 性生长 , 调节冷却速度获得对熔体激冷作用和异质 形核作用 ,获得更多的结晶核心 ,进一步细化和球化 晶粒 , 促进柱状晶向等轴晶转变 , 减少铸件内部缺 陷 ,提高表面质量 。 电磁搅拌的方法根据磁场性质可分为固定磁场

半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织与力学性能

半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织与力学性能
1 实验材料与方法 实验材料为 Al-6Zn-0.9Mg-0.2Cu 合金,采用纯铝锭(99.7%,
质 量 百 分 数,下 同 )、纯 锌 锭(99.9%)、纯 镁 锭(99.95%)和 Al10Cu 中间合金熔炼配制。实验设备包括 300 Kg 铝合金熔炼炉、 螺杆式半连续铸造机和超声波振动系统,超声波振动系统包括 超声波发生器、换能器、变幅杆和工具头,变幅杆和工具头的材 质为钛合金,工具头直径为 50 mm。超声波辅助半连续铸造装置 如图 1 所示。
S 科学技术 cience and technology
半连续铸造 Al-Zn-Mg-Cu 合金的显微组织与力学性能
李盛锋1,孙小燕1,王 蕾1,罗铭强2,陈文泗2
(1. 广东省材料与加工研究所,广东 广州 510651 ;2. 广东兴发铝业有限公司,广东 佛山 528000)
摘 要 :采用超声辅助半连续铸造工艺制备直径 310 mm 的 Al-6Zn-0.9Mg-0.2Cu 合金铸锭,利用金相显微镜、扫描电镜、电子探
图 1 半连续铸造装置示意图
1. 超声波换能器,2. 变幅杆,3. 工具头,4. 流槽,5. 铝合金液,6. 热顶帽,
7. 石墨环,8. 冷却水,9. 工作台,10. 铸锭
表 1 合金的化学成分(质量百分数,%)
Zn
Mg
Cu
Si
Fe
Ti
Al
5.96
0.88
0.22
0.04
0.15
0.01
余量
分别在铝合金铸棒横截面的二分之一半径位置处取样,试
铸锭相比,超声辅助半连续铸造铸锭的抗拉强度提高了 6%,伸长率提高了 31.3%。
关键词 :Al-Zn-Mg-Cu 合金 ;半连续铸造 ;晶粒细化 ;均匀化

电磁能对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸锭组织的影响

电磁能对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸锭组织的影响

电磁能对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸锭组织的影响
郭有军;闫春雷;鲍鑫宇;麻永林
【期刊名称】《轻合金加工技术》
【年(卷),期】2022(50)1
【摘要】应用新型脉冲电磁场晶粒细化技术对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金熔铸中进行脉冲电磁场处理,探究电磁能对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸态微观组织的影响。

利用光学显微镜(OM)与场发射扫描电镜(FESEM)对Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金铸锭进行微观组织观察。

结果表明,施加脉冲电磁场情况下,铸锭组织中初生相α-Al平均尺寸及一次、二次枝晶臂间距减小。

耐热相尺寸减小且形态及分布状态均发生改变。

脉冲电磁场频率为20 Hz时,铸锭心部位置的初生相α-Al平均尺寸减小到24μm,铸锭边部的α-Al平均尺寸为17μm,心部组织中一次枝晶臂间距、二次枝晶臂间距分别减小20.5%、10.53%,边部的分别减小31.2%、13.9%。

进行脉冲电磁场细化机制分析,脉冲电磁场携带能量,在电磁能作用下,熔体结构发生改变。

【总页数】6页(P8-13)
【作者】郭有军;闫春雷;鲍鑫宇;麻永林
【作者单位】包头铝业有限公司;内蒙古科技大学材料与冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG292
【相关文献】
1.电磁场频率对4045合金CREM铸锭微观组织的影响
2.电磁场对2524铝合金扁铸锭微观组织和宏观偏析的影响
3.铸造工艺参数对超高强铝合金低频电磁半连续铸锭微观组织的影响
4.电磁场对2524铝合金扁铸锭微观组织和宏观偏析的影响
5.电磁能对ZL102铝合金凝固组织的影响
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AZ31镁合金挤压-轧制薄板组织及性能的研究的开题报告

AZ31镁合金挤压-轧制薄板组织及性能的研究的开题报告
一、研究背景
AZ31镁合金是一种常用的轻质高强度材料,其具有良好的耐腐蚀性、导热性和
抗磨损性等特点,在航空、汽车、电子等领域都有广泛应用。

其中,AZ31镁合金挤压-轧制薄板的制备工艺备受关注,因其制备过程简单,能够在保证高强度的同时获得较为良好的塑性,因此具有广泛的应用前景。

二、研究目的
本研究旨在通过对AZ31镁合金挤压-轧制薄板的组织和性能进行分析,探究挤压-轧制工艺对AZ31镁合金薄板的影响规律,为该类薄板的制备提供可靠的理论依据和
实验数据支持。

三、研究内容
1. 采用挤压和轧制工艺制备AZ31镁合金薄板;
2. 通过扫描电镜、X射线衍射和硬度测试等手段,对挤压-轧制薄板的显微组织
和力学性能进行分析;
3. 探究挤压-轧制工艺对AZ31镁合金薄板组织和力学性能的影响规律。

四、研究方法
1.采用挤压和轧制工艺制备薄板;
2.利用扫描电镜观察薄板显微组织;
3.利用X射线衍射分析AZ31镁合金的晶体结构;
4.利用硬度测试分析挤压-轧制薄板的力学性能。

五、研究意义
通过对AZ31镁合金挤压-轧制薄板的组织和性能研究,可以更深入地理解挤压-
轧制工艺对AZ31镁合金组织和力学性能的影响。

为该类薄板的制备提供实验数据支持,为进一步完善AZ31镁合金材料设计提供理论依据。

镁合金压铸材料化学成份和力学性能


抗拉强度<B> MPa 283
230 220
220
220 185
225 215 320 262
屈服强度(拉 MPa 212
伸)<B><E>
屈服强度(压
MPa
---
缩)<H>
160 150
130
120 105
165 ---
130
--- ---
140 140 160 185 --- 140 --- 186
凝固范围
0C 470-595 540-615 540-595 555-615 --- --- ---
腐蚀失重
Mg/cm/d 0.02
0.05
0.1
(3 天 5% NaCl)
--- --- --- 0.5
三、镁合金机械性能及物理性能
镁合金机械性能
机械性能 单位 AG40A AZ91D AZ81 AM60B AM50A AM20 AE42 AS41B A380 A356(T6)
比热
KJ/Kg℃
0.8 1.05 1.0 1.02 1.0
1.0 1.01
热膨胀系数 Μm/m℃ 27.4 25.0 25.0 25.6 26.0 26.0 26.1 16.1 22
热传导系数 W/m℃ 113 72<C> 51<B> 62<B> 62<B> 60<B> 68<B> 68<B> 96
159 0.33 0.28 14
膨胀系数 μm/m0k 26
25.6
22
21.5 34.5 76.5 12
减振性能 %@35MPa 29

AZ41镁棒生产、加工要求、编号规则

镁合金AZ41Ф120mm 棒材生产、加工要求
一、成品尺寸要求
二、交货日期:2020年6月24日
三、棒坯生产要求
从每根铸棒头部去掉150-200mm 、尾部去掉100-150mm (具体情况可根据铸棒外观情况确定头部和尾部的切除长度)。

四、棒坯取样要求
铸造车间:取检测合格后小样,每炉1-2个;
机工车间:第1根铸棒、第5-8根,9-12根铸棒内各随机抽取一根,尾各取3片,共计9片。

五、产品标识
批号:年份+月份+日期+顺序号+结晶器号(A-D )+本结晶器生产第几根(1-4)+本根锯切根号(1-24)
例: 200613114A1-1
200613: 代表2020年6月13日
114: 代表第114炉
A : 代表铸造机第一个结晶器口生产的铸棒,本次生产有4个结晶器生产,分别为A 、
B 、
C 、D
1: 代表本炉次,本结晶器口生产的第一个棒坯(如A1就是第一个结晶器口生产的第一支铸棒)
-1: 代表一根棒锯切的第一段
坯料 状态 公称直径 (mm ) 定尺长度 (mm ) 重量 (kg ) 直径公差 (mm ) 长度公差 (mm ) 端面 切斜度 直线度 (mm/m ) 粗糙度 (Ra )
半连续 120 295 3000
-1.6,0 0/+5 ≤0.5° ≤1 ≤3.2
120 235 6000
切 切 头 尾 Ф120×295mm (19根) Ф120×326mm (24根)
5950--6100mm。

轧制AZ31镁合金板材(4mm)动态压缩性能与失效行为

轧制AZ31镁合金板材(4mm)动态压缩性能与失效行为刘正;董阳;毛萍莉;于金程【摘要】为了研究轧制AZ31镁合金板材(4mm)在高应变速率下的动态力学性能和失效行为,采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)在室温下应变速率为500~2600s-1范围内对其进行了动态压缩实验,并利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SM)对冲击后的试样进行了显微分析.探讨了轧制AZ31镁合金板材沿轧制方向(RD)、横向(TD)和法向(ND)的动态压缩性能和失效行为.结果表明:轧制AZ31镁合金4mm板材动态压缩性能存在各向异性.沿RD和TD方向压缩的动态性能相同,沿ND方向压缩的动态断裂强度最大.AZ31镁合金4mm板材的动态压缩断裂机制为解理断裂.变形机制为沿RD和TD方向高速压缩时,{101-2}<112-0>拉伸孪晶参与变形;沿ND方向高速压缩时,{101-1}<112-0>压缩孪晶参与变形.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2015(043)002【总页数】6页(P61-66)【关键词】AZ31镁合金;SHPB;高应变速率;动态力学性能;失效行为【作者】刘正;董阳;毛萍莉;于金程【作者单位】沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2镁合金是目前实际应用中密度最低的金属结构材料,具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削加工性好等优点,因而被广泛应用于汽车领域[1,2]。

其中AZ31镁合金的强度较高,延展性良好,可用来制造不同厚度的板材及形状复杂的锻件、模锻件及挤压件,是目前应用最广泛的变形镁合金[3]。

目前,国内外学者对AZ31镁合金成形技术进行了大量的研究,主要集中在AZ31板材制备[4]、超塑性[5,6]、热变形规律[7-9]、动态再结晶和静态再结晶[10-12]、温热冲压成形技术[13-17]和数值模拟[18]等方面。

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电磁连铸半连续铸造和轧制 A Z 4 1 M镁合金 的组织号 陛能
易更 ’ , 洪利 国 , 成建 国 ’ , 贺勇 , 李胜 杰 ’ , 朱 宇瑾 ’
( 1 . 中国兵器科学 研究院 宁波分 院 , 浙江 宁波 3 1 5 1 0 3 ; 2 . 宁波市江北洪 塘金 属压 延厂 , 浙江 宁波 3 1 5 0 3 3 )
每道次压下量为 5 %。 关键词 A Z 4 1 M镁合金 ; 半连续铸造 ; 轧制 ; 板材 ; 退火 中图分类号 T G1 4 6 . 2 2 文献标 志码 A 文章 编号 1 0 0 4 — 2 4 4 X( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 0 6 1 — 0 4
Mi c os r t mc t u r e a n d p r o p e r t i e s o f ma g n e s i u m a l l o y AT _ A1 M ma d e b y s e mi - c o n i t n u o u s c a s i t n g a s i s t e d b y e l e c t r o ma g n e i t c c o n  ̄ n u o u s c st a i n g nd a ol r l i n g
第3 6 卷 第6 期
2 0 1 3 定 1 1 B
兵 器 材 料 科 学 与 工 程
0 RDNANC E MA TE RI AL S C I E NC E AND E NGI NE E RI NG
Vo l _ 3 6 No . 6
NO V 。 , 2 0 1 3
网络 出版时 间: 2 0 1 3 / 1 1 / 7 1 5 : 4 9 : 5 4 网 络 出版 地 址 : h t t p : / / www. c n k i . n e t / k e ms / d e t a i l / 3 3 . 1 3 3 1 . T J . 2 0 1 3 1 1 0 7 . 1 5 4 9 . 0 0 5 . h t ml
Y I G e n g , HO N G L i g u o 2 , C HE N பைடு நூலகம் J i a n g u d, H E Y o n g , L I S h e n g j i e , Z HU Y u j i n 。
( 1 . N i n g b o B r a n c h o f C h i n e s e A c a d e m y o f O r d n a n c e S c i e n c e , N i n g b 0 3 1 5 1 0 3 , C h i n a ; 2 . N i n g b o J i a n g b e i H o n  ̄ o n g Me t a l R o l l i n gP l a n t , N i n g b o 3 1 5 0 3 3 , C h i n a )
摘 要 采 用电磁连铸半连续铸 造和轧制工艺方法 , 利用 x 线荧光光谱仪 、 金相显微镜对 A Z 4 1 M镁合金化学成分 、 铸态微
观组织及板材轧制态 、 退火态微观组织进行 分析 以调整工艺参数 。结果表 明 : 基本工艺制度为 浇注温度 7 0 0 — 7 1 0℃、 磁场 频率 2 . 5 k H z 、 磁 场功率 0  ̄ 1 0 k W、 冷却水量 1 . 2 T / h 、 均匀 化退火处理 4 0 0 ̄ C x l 6 h , 空冷 、 换 向轧制 ; 每道次 后均改变轧 向 ,
A b s t r a c t I n o r d e r t o o p t i mi z e t h e p r o c e s s p a r a me t e r s o f e l e c t r o m a g n e t i c c o n t i n u o u s c a s t i n g o f s e m i - c o n t i n u o u s c a s t i n g a n d r o l l i n g
p r o c e s s ,X r a y l f u o r e s c e n c e s p e c t r o me t e r a n d me t a l l u r g i c l a mi c r o s c o p e w e r e u s e d t o a n a l y z e c h e mi c l a c o mp o s i t i o n ,t h e mi c os r t r u c t u r e s o f a s— c a s t ,a s— r o l l e d a n d a s・ a n n e le a d ma g n e s i u m a l l o y AZ 41 M.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e b a s i c p r o c e s s p a r a me t e r s i f r e a s f o l l o ws :p o u r i n g t e mp e r a t u r e 7 0 0 t o 71 0 ℃ ,ma g n e t i c i f e l d f r e q u e n c y 2 . 5 k Hz ,ma g n e t i c p o w e r 0 t o 1 0 k W,
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