张丁非
,
赵霞兵
,
石国梁
,
齐福刚
稀有金属材料与工程
研究了Zn含量和热处理工艺对挤雎态Mg-x%Zn-1%Mn(x=4,5,6,7,8,9,质量分数)镁合金组织和力学性能的作用规律.结果表明:Zn含量增加,挤压时动态再结晶趋于完全且小晶粒容易长大,同时第二相流线亦随之增加并阻碍其长大;再结晶晶粒在固溶过程中会长大,但Zn含量越高长大越困难,最终其晶粒更细小.通过透射电子显微镜(TEM)研究发现,时效态合金中主要存在2种亚稳相,即:长轴沿[0001]α的杆状相(β1'相)和(0001)α上的盘状相(β2'相),它们与基体之间存在共格或半共格界面,杆状β1'相对位错运动的阻碍更加强烈;根据X射线衍射(XRD)的分析结果,可知2种相都是具有Laves结构的MgZn2相.双级时效处理在低温预时效阶段从过饱和固溶体析出G.P.区,为第二级时效提供形核核心,从而细化了β1'和β2'相,增加了其弥散度.高Zn含量合金在180℃时效16 h后发生了过时效,通过消耗β1'和β2',而形成了大块的Mg-Zn化合物.在时效态组织中,Mn以杆状析出,可以作为β1'和β2'相的形核核心,使二者发生粗化.挤压态合金的力学性能对Zn含量的变化不敏感;时效态合金的强度随Zn含量的增加呈抛物线增加,当Zn含量大于6%时,强度增加缓慢,延伸率急剧降低,这与高锌合金容易过时效且存在残余流线有关.故含6%Zn合金具有最佳的力学性能.
关键词:
Mg-Zn-Mn合金
,
Zn含量
,
显微组织
,
析出相
,
力学性能
张丁非
,
张红菊
,
段作衡
,
齐福刚
,
潘复生
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.03.001
利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能力学试验机等手段,系统研究了稀土Nd的含量对Mg-6Zn-Mn镁合金的显微结构和力学性能的影响.结果表明,稀土Nd对铸态Mg-6Zn-Mn镁合金具有明显的细化枝晶作用.经过360℃挤压后,合金显微组织发生明显变化.当Nd含量较低时(低于0.4％,质量分数),合金的动态再结晶率较低,合金的室温综合力学性能最好,与初始合金相比,其屈服强度提高了17％,达到250MPa,抗拉强度超过300MPa.然而,随着Nd含量的进一步增加,合金的动态再结晶率升高,发生完全动态再结晶,在其晶界上析出粗大的T相,而导致合金综合力学性能下降.
关键词:
Mg-6Zn-Mn镁合金
,
稀土Nd
,
显微组织
,
力学性能
张丁非
,
徐杏杏
,
齐福刚
,
朱曾涛
稀有金属材料与工程
通过光学金相(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)等分析方法,研究不同Sn含量对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响,并初步探讨Sn元素在镁合金中的存在形式和作用机理.结果表明:Sn元素在ZM61合-金中主要以Mg2Sn相存在；Sn元素不仅可以改善合金的铸造性能,所形成弥散的Mg2Sn相颗粒还可以明显的细化晶粒改善组织,提高合金的力学性能,其中经440℃,2 h+90℃,24 h+180℃,8h双级时效处理的ZM61-4Sn合金具有最佳的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为358MPa、374 MPa和4.6％；Sn的加入不会改变合金的断裂机制,但是粗大的Mg2Sn粒子会成为裂纹源,从而降低合金的塑性,所以Sn含量不宜过高,不大于4％较为合适.
关键词:
ZM61合金
,
Sn
,
显微组织
,
力学性能
张丁非
,
赵霞兵
,
石国梁
,
齐福刚
中国有色金属学报
研究均匀化、挤压以及热处理对Mg-5.77％Zn-0.94％Mn(ZM61)(质量分数)镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:ZM61铸态组织呈枝晶结构,枝晶间网状的和枝晶内颗粒状的金属间化合物为Mg7Zn3;经(330℃,8 h)+(420℃,2 h)的两级均匀化处理后,化合物绝大部分溶解于基体；两级均匀化处理可大幅降低合金的挤压温度(降低幅度30℃)、减少挤压态组织中的残余流线、提高挤压态合金的伸长率、缩短固溶时间,但并未明显细化挤压态合金的晶粒;对于可时效强化的ZM61变形镁合金来说,晶粒大小对其力学性能的影响不大,起主要强化作用的是时效析出相的类型、尺寸和弥散程度；ZM61在时效过程中主要析出沿[0001 ]α-Mg的β'1杆状相和平行于(0001)α-Mg的β'2盘状相的析出相,其中β'1杆状相为起主要强化作用的析出相.
关键词:
Mg-5.77％Zn-0.94％Mn(ZM61)合金
,
均匀化
,
挤压
,
固溶处理
,
时效
,
析出相
张丁非
,
戴庆伟
,
胡耀波
,
齐福刚
,
李鹏程
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.01.020
本文介绍了塑性损伤的机制和建立塑性损伤模型的一般方法;系统地分析比较了基于连续介质力学、细观力学、连续损伤力学等多种损伤理论,推导了它们之间的内在联系;综述了三轴度、应变路径、组织等对塑性损伤的影响,重点阐述了损伤-塑性流变的耦合分析;还介绍了电阻测量、统计与定量表征、有限元等塑性损伤的分析方法;并且分析了目前塑性损伤研究中存在的问题,同时指明了发展方向.
关键词:
塑性损伤
,
损伤模型
,
塑性流变
,
连续损伤力学
张丁非
,
徐杏杏
,
兰伟
,
戴庆伟
,
齐福刚
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.11.015
对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究.实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50％；每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25％；AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹.裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域.
关键词:
AZ31镁合金
,
轧制
,
再结晶
张丁非
,
朱曾涛
,
吴颖
,
赵霞兵
,
齐福刚
,
潘复生
材料热处理学报
通过光学金相、扫描电镜以及能谱分析、显微硬度和室温力学性能测试、X射线衍射分析,研究了不同热处理工艺对Mg-6％ Zn-1％ Mn(ZM61)镁合金组织和力学性能的影响.结果表明,ZM61在420℃下挤压成型后,合金完成动态再结晶并形成了细小的再结晶晶粒；与挤压态相比,挤压后直接时效(T5)处理可以提高合金的强度,但“固溶+时效”处理(T6,T4+双级时效)能更大幅度地强化ZM61镁合金,其抗拉强度最高可达362 MPa,说明人工时效前的固溶处理是必要的,且最佳的固溶处理工艺是420℃×2h；挤压后直接时效的ZM61合金的失效形式为混合断裂,而经“固溶+时效”处理后为解理断裂.
关键词:
ZM61镁合金
,
挤压
,
固溶
,
时效处理
,
力学性能
张丁非
,
石国梁
,
赵霞兵
,
齐福刚
材料导报
利用透射电子显微镜(TEM)研究了Mg-6％(质量分数,下同)Zn-1％ Mn(ZM61)镁合金中Mn在不同状态下的存在形式和作用.结果表明,铸态组织中大多数Mn固溶于基体中；均匀化处理以后,组织中析出少量细小的α-Mn颗粒；挤压和固溶时大部分Mn以形状规则的α-Mn颗粒的形式析出,主要有3种形态,即规则多边形(以六边形为主)、球状和棒状.通过高分辨透射电子显微分析发现,α-Mn颗粒与α-Mg基体之间存在共格界面关系((1010)α-Mg//(301)α-Mn,[1216]α-Mg//[123]α-Mn).研究还发现α-Mn颗粒可以作为时效过程中MgZn2相的异质形核核心,但依附α-Mn颗粒形核的MgZn2相都较粗大.根据二维晶格错配度“Bramifit模型”计算得出,当α-Mn颗粒与MgZn2之间存在位向关系((200)α-Mn//(1010)MgZn2,[012]α-Mg//[1213]MgZn2)时,二者之间的晶格错配度仅为2.14％,且高分辨显微分析也发现α-Mn颗粒(200)面与MgZn2的(1010)呈共格关系.
关键词:
Mg-6％Zn-1％Mn
,
α-Mn颗粒
,
界面关系
,
晶格错配度
,
异质形核
张丁非
,
戴庆伟
,
方霖
,
齐福刚
,
胡耀波
材料导报
概述了基于有限元技术的板带轧制研究进展,重点介绍了有限元技术在预测轧制过程力能参数和摩擦,以及板带温度、组织、缺陷方面的应用.讨论了模型、网格、本构类型等因素对轧制模拟准确性的影响,介绍了提高计算效率的途径,分析了现在存在的问题,指明了发展方向.
关键词:
板带轧制
,
有限元
,
模拟
张丁非
,
齐福刚
,
石国梁
,
戴庆伟
稀有金属材料与工程
通过对3种不同Mn含量的Mg-6Zn-XMn变形镁合金的微观组织的观察及力学性能的测定,研究了Mn含量对Mg-Zn-Mn镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:Mn元素以单质形式弥散地分布于Mg-Zn-Mn合金中,起到阻碍晶粒长大的作用,即随着Mn含量的增加,晶粒尺寸减小;Mn含量的变化对合金的屈服强度有一定的影响,即随着Mn含量的增加,屈服强度增加,其中挤压态增幅最大,双级时效次之,增幅分别是14%和5%;而Mn含量的变化对T6、T4+双级时效后合金的抗拉强度和延伸率的影响规律不明显,其中含0.68%Mn(质量分数,下同)的合金整体性能较优,经双级时效后具有最高抗拉强度,达到360 MPa,伸长率为5.2%.
关键词:
Mn
,
Mg-Zn-Mn合金
,
显微组织
,
力学性能
