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高强韧镁合金大规格型材挤压成形的数值模拟及实验研究

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稀有金属材料与工程 2020年第5期49卷 1665-1673页

作者：王敬丰彭星王奎胡豪高诗情王金星潘复生重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044 重庆大学重庆400044

本研究利用HyperXtrude软件对大规格高强韧Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金轨道交通用支撑梁型材进行了型材结构优化前后的数值模拟,在保证大规格高强韧镁合金支撑梁型材能成功挤压成形的前提下,确定出了优选工艺,即挤压温度470℃,挤压速度0.3 ... 详细信息

本研究利用HyperXtrude软件对大规格高强韧Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金轨道交通用支撑梁型材进行了型材结构优化前后的数值模拟,在保证大规格高强韧镁合金支撑梁型材能成功挤压成形的前提下,确定出了优选工艺,即挤压温度470℃,挤压速度0.3 mm/s,该工艺下所需最大挤压力为34606 kN。成功制备出了表面质量良好、成分均匀、组织均质的轨道交通用大规格高强韧镁合金支撑梁型材。型材各区域的抗拉强度在370 MPa以上,延伸率在10%以上,最高强度达到391 MPa;时效态的强度提高明显,达到460 MPa以上,延伸率略微下降,超过8%,最高强度达到475 MPa。

关键词：高强韧镁合金挤压成形数值模拟力学性能

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溶质元素及其偏聚对六方系金属层错能的影响

稀有金属材料与工程 2012年第10期41卷 1765-1769页

作者：冯中学张喜燕潘复生重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400030

利用层错能的热力学模型对AZ31,AZ61,AZ91等六方系合金的层错能进行了计算,推导出溶质元素含量及偏聚对层错能影响的理论表达式。计算结果表明:该热力学模型适用于六方系合金层错能的计算,计算的结果与实验相符。其中AZ31,AZ61,AZ91合... 详细信息

利用层错能的热力学模型对AZ31,AZ61,AZ91等六方系合金的层错能进行了计算,推导出溶质元素含量及偏聚对层错能影响的理论表达式。计算结果表明:该热力学模型适用于六方系合金层错能的计算,计算的结果与实验相符。其中AZ31,AZ61,AZ91合金的基面层错能在373K时都为45mJ/m2。镁合金层错能随着温度的升高逐渐降低,化学自由能对层错能的影响占主导地位。Al元素有降低镁合金层错能的作用,随着固溶于镁基体中Al含量的增加,合金的层错能降低。合金元素在层错区域内的偏聚对层错能造成的影响也不容忽视,溶质元素Al的偏聚增加了镁合金的层错能。

关键词：镁合金层错能温度元素偏聚

稀土Er对铸态合金Mg-5Sn组织及晶格常数的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第12期42卷 2481-2485页

作者：张丁非马春华张红菊柴森森重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

本实验借助于XRF、OM、XRD、SEM等测试方法对铸态合金Mg-5Sn-xEr(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,4,6,8,10)进行了研究,结果发现稀土Er对合金的晶粒有明显的细化,还可以抑制圆盘状Mg2Sn相的形成,促进不规则形状稀土相的形成,因此稀土Er对铸态Mg-5S... 详细信息

本实验借助于XRF、OM、XRD、SEM等测试方法对铸态合金Mg-5Sn-xEr(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,4,6,8,10)进行了研究,结果发现稀土Er对合金的晶粒有明显的细化,还可以抑制圆盘状Mg2Sn相的形成,促进不规则形状稀土相的形成,因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金的显微组织及物相有显著影响。本工作通过对合金的衍射谱线进行了全谱拟合,计算了不同合金中的α-Mg固溶体的晶格常数,并在此基础上用Vegard’Law分别计算出Er在α-Mg基体中a,c轴方向的的固溶度大小,结果表明在a轴方向的计算结果更为合理。

关键词： Mg-5Sn Mg2Sm晶格常数 Vegard’s Law

Zn/Cu质量比对挤压态Mg-Zn-Cu-Ce合金组织和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2017年第6期46卷 1668-1673页

作者：胡耀波姚青山朱灿杨生伟潘复生重庆大学重庆400044 国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

研究了Zn/Cu质量比分别为9:1、2:1、1:1、1:1.5、1:2的挤压态Mg-Zn-Cu-Ce合金的组织与性能。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对合金的显微组织与相结构进行了分析表征,测试了合金的室温、150、175、200℃... 详细信息

研究了Zn/Cu质量比分别为9:1、2:1、1:1、1:1.5、1:2的挤压态Mg-Zn-Cu-Ce合金的组织与性能。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对合金的显微组织与相结构进行了分析表征,测试了合金的室温、150、175、200℃的力学性能,研究了合金在200℃/50 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,合金主要由α-Mg、Mg Zn Cu、Mg_2Zn_3组成,随着Zn/Cu质量比的减小,合金在晶界处出现灰色Mg_2Cu相。挤压态合金的室温抗拉强度和屈服强度随着Zn/Cu质量比的减小先增大后减小,Cu的增加可以提高合金的高温力学性能。室温下挤压态Mg-8Zn-8Cu-Ce(Zn/Cu=1:1)合金的抗拉强度和屈服强度分别为320和290 MPa,在150℃下,抗拉强度仍高于220MPa。Zn/Cu质量比的减小对提高Mg-Zn-Cu-Ce镁合金的蠕变性能非常明显,但Cu超过一定含量时,蠕变性能下降。Mg-8Zn-8Cu-Ce合金蠕变性能最好,稳态蠕变速率为1.21×10^(-8) s^(-1),100 h的蠕变量仅为0.562%。

关键词：镁合金微观组织高温性能蠕变

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镁合金在碳酸饮料中的降解与人体补镁初探

稀有金属材料与工程 2014年第1期43卷 204-208页

作者：高家诚胡德宋长江乔丽英重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400045

提出了通过镁产品在饮用水中的镁离子释放作为人体补镁手段的新思路,分析了镁及其合金在碳酸饮料中的降解机理、溶液镁离子浓度和pH值变化规律,探讨了镁合金产品作为人体补镁来源的可行性。结果表明,Mg的降解速度最快,AZ31次之,AZ91最低... 详细信息

提出了通过镁产品在饮用水中的镁离子释放作为人体补镁手段的新思路,分析了镁及其合金在碳酸饮料中的降解机理、溶液镁离子浓度和pH值变化规律,探讨了镁合金产品作为人体补镁来源的可行性。结果表明,Mg的降解速度最快,AZ31次之,AZ91最低,表面均形成了抑制降解的(Ca,Mg)CO3腐蚀层;铝元素可有效降低镁的释放速度和碳酸饮料的pH值增幅;3种镁合金在容量为600 mL的碳酸饮料中浸泡2～4 h所释放的镁离子基本能满足每日人体所需补镁量,此时pH值变化较小,对碳酸饮料的品质无明显影响。

关键词：镁碳酸饮料降解补镁

压铸态镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接接头组织及性能

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稀有金属材料与工程 2019年第5期48卷 1551-1558页

作者：李佩琪游国强徐轩曦丁煜瀚文恒玉郭伟重庆大学重庆400044 国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400030

对3 mm厚压铸态AZ91D镁合金和压铸态ADC12铝合金进行了结果表明搅拌摩擦焊,釆用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、万能试验机等分析了接头的微观组织和力学性能。结果表明:铝合金置于前进侧,前进速度为40 mm/min,转速为900-1300 r/min... 详细信息

对3 mm厚压铸态AZ91D镁合金和压铸态ADC12铝合金进行了结果表明搅拌摩擦焊,釆用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、万能试验机等分析了接头的微观组织和力学性能。结果表明:铝合金置于前进侧,前进速度为40 mm/min,转速为900-1300 r/min时,可获得成形良好的焊接接头;接头焊核区域镁铝合金相互混合,发生机械互锁,组织呈现条带状特征;母材中粗大铸态枝晶明显细化,非镁/铝基体相主要有Si、Mg2Al3> Mg17Al12和MgzSi,颗粒状尺寸随转速的增加呈先降后增趋势;接头平均抗拉强度随转速增加呈现先增大后减小的趋势;断裂均发生在前进侧热机影响区和焊核的交界处。

关键词：搅拌摩擦焊微观组织力学性能压铸镁合金压铸铝合金

热处理对ZK60镁合金力学和阻尼性能的影响

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稀有金属材料与工程 2009年第6期38卷 1029-1032页

作者：王敬丰高珊潘复生汤爱涛丁培道重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

采用显微组织观察、拉伸试验、阻尼测试等方法研究了时效处理(T5)、固溶处理(T4)及固溶后时效处理(T6)3种不同热处理工艺对挤压态ZK60镁合金显微组织、力学性能及阻尼性能的影响。研究发现:这3种不同的热处理工艺对ZK60镁合金的抗拉强... 详细信息

采用显微组织观察、拉伸试验、阻尼测试等方法研究了时效处理(T5)、固溶处理(T4)及固溶后时效处理(T6)3种不同热处理工艺对挤压态ZK60镁合金显微组织、力学性能及阻尼性能的影响。研究发现:这3种不同的热处理工艺对ZK60镁合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率有一定的影响,但均可使ZK60镁合金的阻尼性能得到不同程度的提高,3种不同热处理工艺对ZK60镁合金阻尼性能的影响规律可通过G-L理论很好解释。

关键词：镁合金力学性能阻尼性能位错

铸态和挤压变形态Mg-Zn-Al-Re镁合金的室温和高温力学性能

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稀有金属材料与工程 2013年第3期42卷 593-597页

作者：张静袁付庆黄浩重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、拉伸力学性能测试等手段比较分析了铸态和挤压变形态Mg-7Zn-3Al-0～0.7Re(质量分数,%)镁合金的室温和高温力学性能,探讨了稀土和变形加工对合金强度和塑性的影响规律。结果表明,适量稀... 详细信息

采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、拉伸力学性能测试等手段比较分析了铸态和挤压变形态Mg-7Zn-3Al-0～0.7Re(质量分数,%)镁合金的室温和高温力学性能,探讨了稀土和变形加工对合金强度和塑性的影响规律。结果表明,适量稀土Er可以显著提高铸态Mg-Zn-Al合金的高温塑性,而稀土含量对合金室温力学性能和高温屈服强度影响不明显;挤压变形过程中动态弥散析出纳米级的球形析出相,显著提高Mg-Zn-Al-Er合金的高温力学性能,其200℃下的屈服强度和延伸率分别较铸态提高了105%和120%,断口显示其断裂方式呈明显的韧性断裂特征。

关键词：镁合金 Mg-Zn-Al-Re镁合金力学性能挤压

不同状态的Mg-5Sr-10Y中间合金对AZ31组织细化作用(英文)

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稀有金属材料与工程 2013年第12期42卷 2421-2426页

作者：彭晓东李俊辰谢苏云魏国斌杨艳重庆大学重庆400044 国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

通过OM金相显微镜,SEM扫描电镜和XRD等手段研究了不同状态(铸态,挤压态,固溶态)Mg-5Sr-10Y中间合金的组织及其对AZ31组织细化效果。研究结果表明:所有的Mg-5Sr-10Y中间合金均由α-Mg,Mg_(17)Sr_2和Mg_(24)Y_5相组成,但是α相的形貌以及... 详细信息

通过OM金相显微镜,SEM扫描电镜和XRD等手段研究了不同状态(铸态,挤压态,固溶态)Mg-5Sr-10Y中间合金的组织及其对AZ31组织细化效果。研究结果表明:所有的Mg-5Sr-10Y中间合金均由α-Mg,Mg_(17)Sr_2和Mg_(24)Y_5相组成,但是α相的形貌以及第二相的尺寸,数量和形态却各不相同,并最终导致对AZ31晶粒细化效果的不同;各种不同状态的中间合金均能有效细化AZ31镁合金,但细化效果却不同,挤压态中间合金对AZ31细化效果最好,其次是铸态,最后是固溶态;不同的细化效果主要与非均质形核和成分过冷有关,而与遗传效应无关。

关键词：中间合金 AZ31镁合金非均质形核成份过冷