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镁合金挤压板的抗弹性及对耐蚀性研究

镁合金挤压板的抗弹性及对耐蚀性研究

作者：马庆武东北大学

学位级别：硕士

镁合金凭借其高比强度、优异的抗冲击性、良好的吸能特性和阻尼减震性,在军事装备领域有着良好的应用前景。本文研究了 AZ31、ZWK610、ZCK650和ZCK450四种镁合金挤压板材的抗弹性,并通过子弹侵彻前后四种镁合金靶板的组织与性能的变化... 详细信息

镁合金凭借其高比强度、优异的抗冲击性、良好的吸能特性和阻尼减震性,在军事装备领域有着良好的应用前景。本文研究了 AZ31、ZWK610、ZCK650和ZCK450四种镁合金挤压板材的抗弹性,并通过子弹侵彻前后四种镁合金靶板的组织与性能的变化分析了抗弹机理,同时考察了以上四种镁合金挤压板的腐蚀行为与机理。研究取得如下主要成果:（1）对挤压态合金观察表明,AZ31镁合金主要由α-Mg和少量短杆状β（Mg17Al12）相组成,呈完全再结晶组织,ZWK610镁合金由α-Mg和不规则块状W（Mg3Y2Zn3）相组成,组织由完全动态再结晶的细小等轴晶晶粒、不完全再结晶晶粒和反常晶粒构成,ZCK450和ZCK650镁合金均由α-Mg、MgZnCu和Mg2Cu相组成,呈明显的挤压纤维状组织;硬度和拉伸试验表明,AZ31镁合金硬度和抗拉强度均最低,ZWK610、ZCK650和ZCK450镁合金的强度性能依次升高,而硬度则呈现有所降低的趋势;（2）靶试表明,抗弹性主要与其强度性能直接相关,与硬度关系不大。AZ31、ZWK610、ZCK650和ZCK450挤压态镁合金的抗弹性依次增强,AZ31镁合金因强度低导致弹孔周围侵彻变形量大,出现大量孪晶组织,吸能集中在有限范围内,抗弹性最差;ZWK610、ZCK650和ZCK450镁合金因有较高的强度性能,弹孔周围侵彻变形量小,变形区组织与基体组织无明显差异,表明子弹冲击能在板面上扩散能力强,吸能范围较大,抗弹性最好;（3）AZ31、ZWK610、ZCK650和ZCK450镁合金的主要腐蚀产物均为团簇花瓣状Mg（OH）2,其中AZ31和ZWK610镁合金腐蚀类型均为局部腐蚀,ZCK650和ZCK450镁合金腐蚀类型均为均匀腐蚀;（4）极化曲线和电化学阻抗检测均表明,四种挤压态镁合金的耐蚀性高低排序依次为:AZ31＞ZWK610＞ZCK650＞ZCK450。其中,AZ31镁合金的自腐蚀电流密度最低,容抗弧直径最大,耐蚀性最好,ZCK450镁合金的自腐蚀电流密度最高,容抗弧直径最小,耐蚀性最差。

关键词：镁合金挤压板抗弹性耐蚀性

镁合金挤压板微观组织和力学性能的不均匀性及抗弹性研究

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镁合金挤压板微观组织和力学性能的不均匀性及抗弹性研究

作者：廖启宇东北大学

学位级别：硕士

镁合金凭借其密度轻、比强度高、抗冲击性优异以及良好的吸能性和阻尼减震性等优点,在航空航天、汽车、武器装备等领域有着广泛的应用。挤压变形是镁合金塑性加工的主要方式之一。在工业生产尺度下采用圆铸锭挤压镁合金中厚板不可避免... 详细信息

镁合金凭借其密度轻、比强度高、抗冲击性优异以及良好的吸能性和阻尼减震性等优点,在航空航天、汽车、武器装备等领域有着广泛的应用。挤压变形是镁合金塑性加工的主要方式之一。在工业生产尺度下采用圆铸锭挤压镁合金中厚板不可避免存在挤压板材微观组织和力学性能的不均匀性问题,最终影响其应用。针对此问题,本文以AZ80和ZK60两种高强工业镁合金为基础进行合金化改性,考察了两种改性合金挤压态的微观组织与力学性能并对其不均匀性进行了评价,在此基础上研究了 T5时效热处理制度对挤压板微观组织和力学性能不均匀性的影响规律,优化了可以获得力学性能高且性能均匀性好的热处理制度;最后通过靶试,对以上两种合金挤压板材的抗弹性进行了考察,并明确了具有较好抗弹性的复合防弹装甲组合方式。对AZ80改性合金300mm×30mm挤压板和ZK60改性合金300mm×20mm挤压板的试验结果表明,两种板材挤压态的微观组织和力学性能均存在不均匀性。AZ80改性合金板的挤压态组织基本呈现为完全再结晶组织,表层晶粒比心层粗大,在宽向上,表层边部晶粒比中部细小但不均,心层边部与中部晶粒差别较小,拉伸实验表现为拉伸强度表层低于心层,表层边部小于表层中部,而心层宽向上则差别不大。ZK60改性合金板的挤压态组织则呈现为典型的挤压流变组织,组织由剧烈变形区内完全再结晶组织和未发生再结晶的粗大晶粒组织构成,表层与心层组织差别不明显,在宽向上,表层和心层均表现为其边部比中部变形更均匀且再结晶细化更明显的特点,拉伸实验也表明细晶部位具有较高的强度性能,即表现为拉伸强度表层低于心层,表层和心层均呈现边部大于中部的特点。对比两种挤压板,其组织与性能的不均匀性却明显呈现不同的特征:AZ80改性合金挤压板在宽向上只在心层表现出较好的组织与性能的均匀性,但表层不均匀性明显,而ZK60改性合金挤压板在宽向上的表层与心层均表现出较大组织与性能的不均匀性。对AZ80改性合金挤压板进行T5处理硬度检测的结果表明,挤压板不同部位达到峰时效的时间没有区别,但时效强化程度不同,在150℃、180℃和200℃下时效时,达到峰时效时间分别为26h,20h和18h,达到最好时效强化均匀性的时间区间分别为22～24h,20h和16-18h,综合考虑强度及其均匀性以及工艺效率,最好的时效制度为200℃×16-18h。对AZ80改性合金180℃×20h热处理态的拉伸性能检测也表明,与挤压态相比,挤压板材的强度与伸长率均匀性明显提高。对ZK60改性合金挤压板进行T5处理硬度检测的结果表明,挤压板不同部位只在200℃×16h可同时达到峰时效,实现均匀时效时间为18-22h;150℃时,边部呈现持续软化,中部在24h时出现峰时效,且无法通过调整时效时间实现均匀时效;180℃时,边部与中部分别在18h和10h时达到峰时效,且在18h可达到均匀时效效果,综合考虑强度及其均匀性,最好的时效制度为180℃×18h。对180℃×18h热处理态的拉伸性能检测也表明,与挤压态相比,挤压板材的力学性能均匀性明显提高;对ZK60改性合金180℃×18h热处理态的拉伸性能检测表明,与挤压态相比,挤压板材的强度均匀性无改善,但伸长率差别减小。打靶试验结果表明,对AZ80和ZK60两种改性合金,采用厚度30mm+20mm的叠层镁合金组合板材均能够抵抗直径7.62mm普通子弹的冲击,但无法抵抗直径7.62mm穿甲弹的冲击;镁合金板材作用装甲挂件,内挂比外挂具有更好的抗弹效果,其中,厚度20mm AZ80(或ZK60)板+厚度10mm PE板组合挂件可使厚度为4.5mm的钢铁装甲抗弹性达到北约2级防弹标准,与同等抗弹性钢铁装甲相比,可实现减重16%。

关键词：镁合金挤压板时效处理不均匀性抗弹性

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宽展挤压板材同轧制板材的性能对比

铝加工 2003年第6期26卷 29-31页

作者：张培栋姜建材程仁寨山东龙口市丛林集团公司山东龙口265705

在分析了薄板宽展挤压金属流动特点的基础上 ,得出分流孔边部流出面积为中心部分的 2倍左右。由于挤压特　　点及挤压效应 ,挤压板材的强度比轧制板材提高

关键词：薄板宽展挤压挤压效应分流孔轧制板挤压板性能铝合金

Cu含量及热处理对超高强铝锂合金组织与力学性能影响

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Cu含量及热处理对超高强铝锂合金组织与力学性能影响

作者：李玉琢中南大学

学位级别：硕士

第三代铝锂合金由于低密度、高比强度和高比刚度等优异性能被广泛应用于航空航天领域。为有效提高航空航天器材的运载能力,开发出高性能、轻量化的超高强铝锂合金是主要发展趋势。本文以自主设计的不同Cu含量的超高强铝锂合金为研究对象... 详细信息

第三代铝锂合金由于低密度、高比强度和高比刚度等优异性能被广泛应用于航空航天领域。为有效提高航空航天器材的运载能力,开发出高性能、轻量化的超高强铝锂合金是主要发展趋势。本文以自主设计的不同Cu含量的超高强铝锂合金为研究对象,通过室温拉伸试验、金相组织观察、场发射扫描电镜、透射电镜和X射线分析仪等微观组织表征手段,系统的研究了经固溶处理、T6时效和T8时效后Cu含量对合金挤压板材和冷轧板材力学性能的影响以及探究微观组织与力学性能之间的联系,主要研究内容如下:(1)经固溶处理后,冷轧板合金和挤压板合金固溶强化贡献随着Cu含量的增加而增加,导致两种板材均为4.6 Cu合金(5.00 wt.%Cu)强度最高。然而,经T6-24 h时效后,随着Cu含量的增加,冷轧板和挤压板强度变化顺序不同。T6态4.6 Cu合金挤压板中T相的数密度显著增加,导致其强度最高,屈服强度和抗拉强度分别可以达到651.9 MPa和668.9 MPa。然而,T6态4.6 Cu合金冷轧板倾向于析出δ′/GP/δ′和θ’相,从而抑制了T相的形核,导致强度降低,3.8 Cu合金(3.76 wt.%Cu)冷轧板的强度最高。(2)冷轧板合金与挤压板合金表现出不同的晶粒组织。在挤压过程中发生了明显的回复和动态再结晶,晶粒取向一致性强,界面能较低,再结晶驱动力不足,导致固溶后晶粒形态保持具有较大长宽比的纤维状晶粒,同时内部包含大量的亚晶界;冷轧变形后合金基体储存大量变形能,提高了固溶过程中静态再结晶驱动力,导致固溶后内部几乎发生完全再结晶。(3)与T6-24 h冷轧板合金相比,挤压板合金变形储能小,亚晶界和位错密度大,产生晶界(亚晶界)强化,亚晶界为T相提供了形核位置,大量细小的T相分布在亚晶界处,显著提高了挤压板合金的力学性能,导致挤压板合金强度增长远高于相同时效处理的冷轧板合金。(4)T8时效后,由于较高的预变形引入了更多的位错,促进了3.8 Cu合金中T相的析出,使得4.5%预变形比3%预变形后的强度提升,其中,冷轧板合金和挤压板合金的屈服强度分别增加35.9 MPa和33.2 MPa;与T6-24 h相比,T8时效后合金T相尺寸减小,数密度增加,导致4.5%预变形后的冷轧板合金和挤压板合金的屈服强度分别增加93.1 MPa和35.8 MPa。图54幅,表11个,参考文献115篇

关键词：铝锂合金挤压板冷轧板 Cu含量微观组织力学性能 T1相

可视化虚拟设计在大型生活垃圾转运设备开发设计中的应用

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机械设计 2002年第6期19卷 22-25页

作者：郑淑贤李尚平蒲明辉黄世伟黄俊明广西大学机械工程学院广西南宁530004

从产品的生命周期着手 ,阐明了虚拟设计的概念。利用集成工程设计分析软件I—DEAS ,对挤压板进行虚拟设计 ,并进行有限元分析 ,得出了挤压板的变形、应力分布图 ,为厂方提供了详实、可靠的设计数据。

关键词：可视化虚拟设计开发设计有限元分析挤压板应力大型生活垃圾转运设备

Mg-Gd-Zr系镁合金挤压—轧制板材各向异性研究

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Mg-Gd-Zr系镁合金挤压—轧制板材各向异性研究

作者：戴雄雁重庆大学

学位级别：硕士

镁合金是最轻的商业金属材料,具有高的比强度、比刚度,在航空航天、汽车以及电子通讯等领域有着广泛的应用前景。然而镁合金室温塑性较差,所以传统轧制过程一般在高温下进行,生产工序长、生产成本高。本实验中采用挤压-轧制方法来制备V... 详细信息

镁合金是最轻的商业金属材料,具有高的比强度、比刚度,在航空航天、汽车以及电子通讯等领域有着广泛的应用前景。然而镁合金室温塑性较差,所以传统轧制过程一般在高温下进行,生产工序长、生产成本高。本实验中采用挤压-轧制方法来制备VK系合金薄板材,通过实验确定了合适的VK系镁合金板材挤压和轧制的工艺条件,并通过光学显微分析、X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析、力学性能测试等手段分析合金挤压、轧制及热处理过程中微观组织、织构和力学性能的演变规律。主要研究内容和结果如下:①VK2a和VK4a合金在420℃下以123的挤压比挤压后,均发生了动态再结晶,晶粒得到了细化,板材边部和中部组织不均匀。随着合金元素含量增加,挤压组织的晶粒尺寸变小:VK2a合金挤压板材边部平均晶粒尺寸为20μm,中部平均晶粒尺寸为25μm;VK4a边部和中部晶粒尺寸相应分别为8.3μm和11.5μm。VK2a和VK4a合金挤压态和热处理态板材均表现出较强的基面织构,其中挤压态织构强度最大值分别为9.2和11.0。VK2a屈服强度、抗拉强度和延伸率的IPA值分别为15.8%、2.8%和12.6%,VK4a板材对应的数值分别为37.0%、6.9%和26.9%,因此VK2a合金各向异性小于VK4a合金。②在440℃下以32的挤压比对VK2b进行挤压,挤压板材平均晶粒尺寸为10.4μm,较挤压比为123时的晶粒尺寸小,并且挤压纵截面中存在着明显的挤压流线。挤压比为32时,挤压态合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率的IPA分别为9.3%、14.0%和14.6%。③采用单向轧制、交叉轧制I和交叉轧制II三种不同工艺处理挤压VK2b合金,获得的轧制态板材均为典型的基面织构形式。三种轧制方式均能在一定程度上减弱挤压板材基面织构强度,织构强度最大值由原始态的12.8分别变为10.5、5.0和5.3。对单向降温轧制的板材在350℃下退火,随着退火时间的延长,板材织构类型基本不变,但基面织构强度变大。

关键词： VK系镁合金挤压板轧制织构