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镁合金变形强韧化研究进展

镁合金作为一种新兴的金属结构材料,设法提高其性能是促进镁合金广泛应用的重要措施之一.从镁合金晶粒细化对其强韧性的贡献出发,主要对目前通过变形提高镁合金强韧性的途径及机理进行了论述,同时展望了该领域的发展趋势和应用开发前景.

为优化工艺参数,提高镁合金的耐蚀性,利用正交试验法在无铬、无磷的环保型化学氧化液中对镁合金AZ31的化学氧化工艺进行了优化,得出最佳工艺参数:0.03 mol/L KMnO4、0.1mol/L Na2B4O710H20、氧化温度40℃、氧化时间5min.同时利用扫描电镜、x射线衍射和动电位极化等方法分析了优化参数下生成的氧化膜的表面形貌、厚度、组成和耐蚀性能.结果表明:镁合金AZ31在环保型化学氧化液中形成了一层厚约2～3μm、含有一定量MgAl2O4的保护性氧化膜,该氧化膜可以使镁合金AZ31在3%NaCl溶液中的腐蚀速度仅为镁合金的1/15,对镁合金起到了有效的保护作用.

关键词: 化学氧化 , 镁合金 , 环保型氧化液 , 正交试验:耐蚀性

塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响

张宝红 , 张星 , 王强 , 张治民 , 李保成

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.05.012

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了等温压缩实验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能.结果表明:铸态AZ31合金通过塑性变形可以显著细化晶粒;随变形温度的升高,变形所得试样抗拉强度下降;在同一温度下变形所得试样抗拉强度随变形程度的增加而升高,变形程度达到一定值后,抗拉强度不再升高并有下降的趋势;铸态AZ31合金低温变形(210～240℃)后,可大幅度提高其抗拉强度.

关键词: 铸态镁合金 , 塑性变形 , 组织 , 力学性能

变壁厚筒形构件辊挤成形过程数值模拟

赵熹 , 张治民 , 张宝红

兵器材料科学与工程

为解决变壁厚筒体构件制造过程材料利用率低、机加工时长等问题，提出一种辊挤成形工艺。该工艺通过3个被动旋转辊轮的辊压作用实现坯料的塑性变形。借助Deform-3D软件建立变壁厚筒形构件辊挤成形热力耦合刚黏塑性有限元模型，对辊挤过程进行数值模拟，获得了辊挤过程中载荷-行程曲线、等效应力与应变场以及温度场的分布规律。研究了工艺参数对成形构件变形均匀性的影响。结果表明：工件变形的不均匀性随着辊挤速度和摩擦因数的增大而增大，随变形温度的升高而减小。

关键词: 变壁厚筒体 , 辊挤 , 有限元

20CrMnTi钢两相区变形力学行为及微观组织研究

张宝红 , 张星 , 张治民

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.02.009

为了研究20CrMnTi钢温变形机理,利用等温压缩实验对该材料在两相区变形时温度与变形抗力之间的关系进行了研究,并用冶金学的方法对其进行了分析.结果表明:在Ac1温度以下变形时,铁素体的动态回复和珠光体中Fe3C相的球化导致流变应力在较小应变时出现"峰值",而后流变应力连续下降;在Ac1温度以上变形,770℃时因形变诱导铁素体相变,使流变应力下降,800℃时两相内的铁素体动态回复、奥氏体动态再结晶,使应变达到一定值后软化和硬化处于动态平衡,流变应力趋于稳定,且诱导相变和动态再结晶使晶粒超细化.

关键词: 20CrMnTi , 两相区 , 变形 , 力学行为 , 微观组织

花键冷挤压用组合凹模内径收缩量的计算

张治民 , 张宝红 , 马映峰

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.010

为研究花键组合凹模压入预应力圈时内径的变化规律,实验研究了轴向压合量对凹模内径变化的影响规律.在理论分析的基础上,推导了组合凹模压合后凹模内径的计算公式,并通过实验进行了验证.研究表明:花键挤压用组合凹模压合时,大径比等直径的圆凹模内径收缩得慢,而小径则比等直径的圆凹模内径收缩得快.

关键词: 花键 , 凹模内径变化 , 轴向压合量 , 组合凹模 , 冷挤压

35CrMnSi钢温成形力学行为研究

张宝红 , 张星 , 张治民

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2003.02.021

为了合理制定35CrMnSi钢温成形工艺参数,利用热模拟实验对该材料在温成形条件下的变形抗力进行了研究,考察了变形温度、应变速率及变形程度与变形抗力之间的关系,并利用冶金学的方法对其进行了分析.结果表明:35CrMnSi钢在740～860℃变形时,具有较强的应变速率敏感性,变形抗力随应变速率的增加而上升;随应变速率的增大,温度对变形抗力的影响减弱;在较低温度成形时(740、780℃),变形抗力较低,并有明显的软化趋势;随着成形温度的升高,材料在发生相变后变形抗力上升,且表现出加工硬化的趋势.

关键词: 35CrMnSi , 温成形 , 变形抗力

温成形杯形件组织性能研究

张宝红 , 张治民 , 李大旭

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.01.030

为研究杯形件温成形后的组织性能,对某杯形件进行了温挤压-引伸实验,并对所得杯形件毛坯和原材料的金属流线、晶粒度、硬度和拉伸性能进行了测定和分析.结果表明:温成形可使杯形件晶粒细化和均匀化;采用温挤压-引伸工艺成形的杯形件毛坯金属流线完整,硬度和抗拉强度比原材料有大幅度提高,塑性略有降低;采用同样热处理工艺对温成形杯形件与原材料进行处理,杯形件的抗拉强度和塑性都比原材料略有提高.

关键词: 温成形 , 杯形件 , 组织 , 硬度 , 抗拉强度 , 塑性