ZK60镁合金

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ZK60镁合金

镁合金材料简介随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻合金材料的研发逐渐受到各国的高度重视。

在许多领域，传统钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的新型材料所替代。

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、强度高、阻尼性、切削加工性和铸造性能好的优点。

一、镁合金的分类一般来说，镁合金按以下三种方式进行分类：合金化学成分、合金是否含锆和成形工艺。

按镁合金的合金化学成分分为：二元系镁合金 Mg-A1、Mg-Zn、Mg-Mn、Mg —RE、Mg-Zr和Mg-Li等，三元系及多组元系镁合金Mg-A1-Zn、Mg-A1-Mn、Mg-Mn-Ce、Mg-RE—Zr、Mg-Zn—Zr。

根据加工工艺的不同可分为两大类，即铸造镁合金和变形镁合金。

两者在成分、组织和性能上存在的差异，使其在应用上也有明显区别。

大量镁合金产品采用铸造工艺进行生产，其产品主要应用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等。

铸造工艺最常用的是压铸工艺，其主要特点是生产效率高、铸件质量好、组织优良、可生产薄壁及形状复杂的构件等。

最常见的压铸镁合金是Mg-A1系合金。

通过控制杂质含量，可通过压铸工艺生产出力学、耐腐蚀等综合性能优良的镁合金铸件，如最常见、使用量最大的AZ31合金。

但压铸成形的镁合金件难免内部会存在显微气孔等缺陷而且力学性能较差。

变形镁合金一般是指可用挤压、锻造等塑性成形方法加工成形的镁合金。

与铸造镁合金相比，镁合金热变形后微观组织结构得到细化，消除了铸造产生的缺陷，产品具有更高的强度、更好的延展性，其大大提高的综合性能能够满足更多样的结构件的需求。

变形镁合金由于具有这些优点，这些年得到广泛的关注并取得了长足的发展，形成了一些系列(如变形镁合金可以根据是否能进行热处理强化，分成可热处理强化变形镁合金和不可热处理强化变形镁合金)。

二、镁合金的特点与其他金属相比，镁合金具有以下特点：(1)镁合金的比重小，是目前最轻的结构材料，密度在1.75—1.85g／cm3之间，是钢密度的23％，铝密度的67％，塑料密度的170％。

ZK60镁合金波纹件SPFDB成形数值模拟与实验研究的开题报告

ZK60镁合金波纹件SPFDB成形数值模拟与实验研
究的开题报告
一、研究背景与意义
ZK60镁合金具有质轻、高强度、耐腐蚀等优异特性，已广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

而波纹件是一类具有多重环形褶皱的薄
壁结构件，也广泛应用于压力传感器、振动器等领域。

将ZK60镁合金与波纹件相结合，可以制备出具有轻质、高强度、高精度的结构件，具有
重要的应用前景和研究价值。

针对ZK60镁合金波纹件的制备，SPFDB（双平面自动翻转压力成形）工艺可实现高效、精准、一次成形的制备，同时也存在着一系列问题，
如成形中的材料失稳、应力集中等。

因此，研究ZK60镁合金波纹件在SPFDB成形中的数值模拟和实验研究，有助于优化工艺参数、提高成形
质量，为进一步推广应用提供理论基础和技术支持。

二、研究内容和方案
1. 研究ZK60镁合金波纹件的SPFDB成形工艺和机理，确定最佳成
形参数；
2. 基于ABAQUS有限元分析软件，建立ZK60镁合金波纹件SPFDB
成形数值模型，对成形过程进行数值模拟，研究其成形机理；
3. 制备ZK60镁合金波纹件试件，采用SPFDB工艺成形，并进行微
观结构分析，实现模拟与实验相结合；
4. 分析试验结果，验证数值模拟的准确性，并优化成形参数。

三、研究意义
本研究通过数值模拟和实验相结合，深入探究了ZK60镁合金波纹件的SPFDB成形机理和成形质量控制方法，为推广应用和进一步研究提供
了理论基础和技术支持。

同时，对于开发其他类似波纹件结构的功能材料具有借鉴意义。

ZK60镁合金热挤压变形组织及力学性能的研究.

ZK60镁合金热挤压变形组织及力学性能的研究与铝合金相比,镁合金的研究和发展还很不充分,目前镁合金的产量只有铝合金的1%。

镁属于密排六方结构金属,塑性变形能力差,很难加工成板、带、棒、型材等,因此镁合金主要采用铸件作为结构材料使用。

随着航空、汽车、国防、电子工业的开发和进展,现有镁合金已难以满足某些特殊的要求,迫切需要开发各种新型的高性能镁合金。

因此,积极探索改善镁合金的力学性能和成形性能的途径,对于推动镁合金材料的应用并发挥其性能优势具有重要意义。

为了推动我国的镁工业,必须大力开发变形镁合金及其生产工艺。

本研究以镁合金ZK60为研究对象,ZK60镁合金作为目前商用变形镁合金中强度最高者,提高塑性对扩大其应用至关重要。

选择热挤压做为处理ZK60镁合金的技术方法。

设计出适用的热正挤压模具,根据模具准备好ZK60镁合金毛坯。

选择不同的挤压温度和不同的挤压比对ZK60镁合金进行热挤压,研究热挤压出的ZK60镁合金在挤压温度和挤压比两个条件的同时作用下显微组织和力学性能上的变化,并分析显微组织和力学性能之间的关系。

研究有以下结论:(1)在300℃～400℃温度之间进行热挤压,ZK60镁合金主要发生的是动态再结晶,动态再结晶形成机制以连续动态再结晶为主,变形机制以位错运动、晶界滑移和扩散蠕变为主。

(2)选取310℃、340℃、360℃下进行挤压,晶粒相对于铸态下有效细化,晶粒尺寸最小约在10μm左右;340℃是理想的热挤压温度,组织均匀细小,综合性能优良。

选取6.25、4、2.25三种挤压比,随挤压比的增大,晶粒细化效果逐渐增强。

(3)对热挤压出的ZK60镁合金做力学实验,包括拉伸实验和硬度测试,测试机械性能。

可以看出,晶粒细化、组织均匀越明显,力学性能上效果越好,在340℃、6.25挤压比下,硬度、抗拉强度和延伸率分别为75.5HB、378MPa和24.07%。

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热处理对挤压镁合金ZK60拉伸变形与断裂行为的影响

热处理对挤压镁合金ZK60拉伸变形与断裂行为的影响摘要：本文研究了热处理对挤压镁合金ZK60拉伸变形与断裂行为的影响。

采用不同的热处理工艺，得到了不同的组织结构，并通过拉伸实验和断口分析，研究了其机械性能和断裂行为。

结果表明，在一定热处理条件下，挤压镁合金ZK60的拉伸强度和塑性都能得到明显提高，同时断口形貌也有所改善。

因此，研究表明热处理能够有效改善挤压镁合金ZK60的力学性能和断裂行为。

关键词：挤压镁合金ZK60；热处理；拉伸变形；断裂行为正文：1.引言随着工业化进程不断推进，金属材料的需求量也不断增加。

在金属材料中，镁合金由于其重量轻、强度高、刚性好等特点，近年来得到广泛的应用。

而挤压成型是制备镁合金件的重要方法之一，可以生产出各种复杂形状、高强度的零件。

但是，挤压成型会对材料的微观组织结构产生影响，从而影响其机械性能和断裂行为。

因此，热处理成为了改善材料性能的有效方法之一。

2.实验材料和方法本文所研究的材料是挤压镁合金ZK60，采用了两种不同的热处理方法：固溶处理和时效处理。

将热处理后的样品进行拉伸试验，并通过扫描电镜对断口形貌进行分析。

同时，对未经热处理的ZK60进行了对比实验。

3.结果和讨论固溶处理和时效处理对挤压镁合金ZK60的拉伸性能和断裂行为均有影响。

通过对比实验结果发现，经过固溶处理和时效处理后的ZK60的拉伸强度均有所提高，分别提高了21.2%和19.1%。

此外，固溶处理后的ZK60的塑性也得到了提高，提高了3.4%，而时效处理后的ZK60的塑性略有下降。

从断口形貌上来看，经过固溶处理和时效处理后的ZK60的断口形貌都发生了变化，呈现混合断裂的特点。

而未经热处理的ZK60的断口形貌则呈现出典型的脆性断裂表现。

4.结论本文研究了热处理对挤压镁合金ZK60拉伸变形与断裂行为的影响。

研究表明，经过固溶处理和时效处理后的ZK60的拉伸强度和塑性均能得到提高。

同时，断口形貌也发生了变化，呈现出混合断裂的特点。

大尺寸ZK60镁合金圆棒和型材的组织与力学性能

收稿日期：２０１３ — ０８ — １２
＊基金项目：广东省教育部科技部产学研结合项目（２Ｏ１ＯＡＯ９Ｏ２ＯＯ０７８，２０１２Ｂ０９０６０００５１）作者简介：王顺成（１９７６一），男，湖南宜章人，高级工程师，博士．
工字型材，并对ＺＫ６０镁合金圆棒和型材的组织与力学性能进行了研究．结果表明：ＺＫ６０镁合金圆棒的
成分分布均匀，显微组织为等轴晶，晶粒平均粒径为４０．１ｍ；ＺＫ６０镁合金型材在挤压过程中，产生了剧烈的塑性变形和再结晶，晶粒进一步细化，晶粒平均粒径为２１．５ｔ￣ｍ；ＺＫ６０镁合金型材的拉伸力学性能存在各向异性，其中间横梁的拉伸力学性能好于侧边，纵向的拉伸力学性能好于横向；挤压态ＺＫ６０
镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度高、阻尼减震能力优良及电磁屏蔽性能好等优点［，在汽车［、轨道交通Ｅ引、电子信息『４］、纺织机械Ｅ、休闲运动器材［、医用植人器件［、航空航天［及武器装备［。等领域中都有巨大的应用潜力．目前，镁合金的应用以压铸件为主［１，而型材的应用量相对较小，这主要是由于镁
元素
ＺｎＺｒＭｎＡ１
Ｓｉ

铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能

ＡｓｅｔｕｅｎｐｄＳｌｉｅＫ６ａｎｓｕＡｌｙ — ｘｒｄｄａｄＲａｉｏｉｆｄＺＭｇｅｉｍｌｄｉ０ｏ
王敬丰。魏怡芸吴，，
夏潘复生汤爱涛丁培道，，，
（１重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心，重庆４０４；００４
２燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，北秦皇岛０６０）河６０４
ＷＡＮＧｉｇｆｎ，Ｅ — ｕＷＵａＰＡＮ —ｈｎＪｎ —ｅｇＷＩＹｉｙｎ，Ｘｉ，Ｆｕｓｅｇ，
ＴＡＮＧｉｔｏＤＩＧｉｄａＡ — ａ，ＮＰｅ— ｏ
３２
材料工程／２１年８期０１
铸态、压态和快速凝固态Ｚ０挤Ｋ６镁合金微观组织及压缩性能
ＭｉｒｓｒｃｕｒｎｍｐｅｓｏｏｅｔｅｆＡｓｃｓ，ｃｏｔｕｔｅａｄＣｏｒｓｉｎＰｒｐｒｉｓｏ — ａｔ
ＵｎｖｒｉｙＱｉｈａｇａ６０４，ｂｉＣｈｎ）ｉｅｓｔ，ｎｕｎｄｏ０６０Ｈｅｅ，ｉａ
摘要：用铜模喷铸的方法制备得到快速凝固态Ｚ０镁合金，通过ｘ射线衍射仪，描显微镜和能谱分析仪对铸采Ｋ６并扫
ｓｒｃｕｒｆｒｐｄｓｌｄｉｉｄＺＫ６ａｅｉｔｕｔｅｏａｉｏｉｆｅｍｇｎｓｕｍｌｏｒｅｉｅｎｄＭｇｈａｅｎｄｓｒｅｒｉｌｓ０ａｌｙｓａｅｒｆｎｄａＺｎｐｓｓｉｉｐｅｓｄｐａｔｃｅａｅｕｆｒｌｉｔｉｔｄｉｈｅｍａｒｘ．ＩｄｔｏｔｕｅｔｃｍｉｒｓｒｔｅｗｉｈｈｉｈＺｒｃｎｔｎｔｒｎｉｏｍｙｄｓｒｂｕｅｎｔｔｉｎａｄｉｉｎ，ｈｅｅｔｃｉｃｏｔｕｃｕｒｔｇｏｅｃｎｂｏｄｉｈｅｍａｒｘＴｈｅｃｍｐｅｓｏｔｅｇｔｆｒｐｄｓｉｆｅａｅｆｕｎｎｔｔｉ．ｏｒｓｉｎｓｒｎｈｏａｉｏｌｉｄＺＫ６ａｅｉｄｉ０ｍｇｎｓｕｍｌｏｒａｌｙｓｗｅｅｈｇｒｔｎｔｏｓｆａ — ａｔａｓｅｒｄｅｏｄｉｉｎｓ，．ｉｈｅｈａｈｅｏｓｃｓｎｄａ — ｘｔｕｄｃｎｔｏｅｇ．ａｌｉｔｔｅｇｔ４ＭＰａｉａｄｎｕｔｍａｅｓｒｎｈｏｆ４４ｎｒｐｉ

ZK60镁合金等温挤压成形及组织性能变化规律研究的开题报告

ZK60镁合金等温挤压成形及组织性能变化规律研究的开题报告一、选题背景与意义镁合金作为一种轻质高强材料，应用广泛。

其中ZK60镁合金具有高强度、优异的综合性能和良好的变形加工性能，在航空、航天、汽车、铁路、船舶等领域得到广泛应用。

但是，镁合金在加工过程中易发生变形失稳，导致成形性能不佳。

因此，在镁合金成形加工工艺研究方面，有必要针对镁合金的特性和缺陷，探究其成形加工特性以及材料组织性能变化规律。

二、研究目的和内容本研究旨在通过等温挤压成形和组织性能变化规律的研究，探究ZK60镁合金的成形加工特性及其组织性能变化机理。

具体研究内容包括：1. 采用等温挤压成形工艺，研究ZK60镁合金在不同温度下的成形加工特性变化规律。

2. 通过金相显微镜、扫描电镜等手段，分析ZK60镁合金在加工过程中组织性能的变化规律。

3. 针对不同工艺参数和加工温度下的ZK60镁合金材料组织性能，进行力学性能测试和分析。

三、研究方法和技术路线1. 初步确定ZK60镁合金的组织结构和成分。

2. 设计和优化等温挤压工艺方案，其主要步骤为：（1）选择不同温度、应变速率下的等温挤压试验方案，确定最佳成形工艺参数；（2）对加工过程进行现场观测和数据采集，分析加工过程中的特点及其对材料组织性能的影响；（3）通过金相显微镜、扫描电镜等手段，分析ZK60镁合金在等温挤压加工过程中的组织性能变化规律。

3. 对不同工艺参数和加工温度下的ZK60镁合金进行力学性能测试，并分析其力学性能变化规律。

四、预期成果通过研究ZK60镁合金的等温挤压成形和组织性能变化规律，可以获得以下预期成果：1. 建立ZK60镁合金等温挤压成形的数学模型，通过仿真计算，预测其成形加工特性等参数。

2. 探究等温挤压成形过程中ZK60镁合金组织性能的变化规律，并对其进行详细分析。

3. 系统地研究ZK60镁合金在不同工艺参数和加工温度下的力学性能变化规律。

4. 给出ZK60镁合金在等温挤压成形中最佳工艺参数，为该材料在航空、航天、汽车、铁路、船舶等领域的应用提供参考。

T型通道挤压变形ZK60镁合金的组织与力学性能

B33 T型通道挤压变形ZK60镁合金的组织与力学性能孔晶侯文婷彭勇辉康志新李元元（华南理工大学机械与汽车工程学院国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广东省广州市 510640）摘要：采用一种新型剧塑性变形工艺—T型通道挤压 (TCP) 对ZK60镁合金在673 K温度下以A和Bc两种路径进行1~4道次挤压变形，通过光学显微镜观察了变形镁合金的显微组织。

结果表明，经两种路径TCP变形后晶粒尺寸均明显细化，其中1道次变形后变形过程不均匀，变形量最大部位为试样中间部位的最底部，组织特征为大晶粒和细小晶粒的混合体，大晶粒呈拉长的流线状；随着道次的增加，由于变形过程发生动态再结晶，晶粒不断细化，经4道次变形后试样底部的组织细小均匀，A路径的平均晶粒尺寸由原始铸态的88.5 μm可最小细化至2.4 μm，Bc路径的平均晶粒尺寸则细化至4.6 μm。

对TCP变形镁合金的不同部位以应变速率4×10-3s-1的条件进行室温拉伸，结果表明变形后强度与塑性都得到提高，在相同道次TCP变形后A路径的屈服强度都优于Bc路径，但抗拉强度和塑性却弱于后者，其中以A路径4道次TCP变形后抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为305.1 MPa、223.4 MPa和16.4 %，Bc路径分别为312.3 MPa、194.6 MPa和24.8 %；此外，试样最底部的抗拉强度和屈服强度均高于顶部，以Bc路径经2道次变形后底部与顶部的抗拉强度与屈服强度分别相差31.8和39.2 MPa；随着道次增加，试样顶部与底部的变形趋于均匀，在4道次变形后抗拉强度和屈服强度分别只相差3.1和4.6 MPa。

关键词：镁合金；T型通道挤压；剧塑性变形；显微组织；力学性能Microstructure and Mechanical Properties of ZK60 MagnesiumAlloy Processed by T-shape Channel PressingKONG Jing, HOU Wenting, PENG Yonghui,KANG Zhixin, LI Yuanyuan(National Engineering Research Center of Near-Net-Shape Forming for Metallic Materials,School of Mechanical & Automotive Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510640, China)Abstract: ZK60 magnesium alloy was deformed by a new process of severe plastic deformation (SPD) —T-shape channel pressing (TCP) from 1 pass to 4 passes at 673 K using route A and route B c.Microstructure was observed through optical microscope. The experimental results show that TCPed grain size is greatly refined after two routes. Deformation process is heterogeneous after 1 pass only, the biggest deformation is located at the bottom of sample, and microstructure character is combination of large and small grains which large grains are elongated with the shape of streamline. As the passes increased, the grain was refined gradually due to the dynamic recrystallization during deformation. The grains of the bottom are基金项目：广州市科技支撑计划资助项目（2009Z2-D811）作者简介：孔晶，女，在读硕士，师承康志新教授，从事高性能镁合金研究；E-mail：******************。

ZK60镁合金均匀化过程中的组织演变

快速冷却过程中，铸锭内部形成很强的内应力。在这种非平衡组织使得合金的塑性加工性能变差，产
品的强韧性降低，并增加了各向异性和腐蚀敏感性。
因此在塑性加工前，态Ｚ６铸Ｋ０合金必须经过均匀
样采用苦味酸酒精溶液腐蚀，用面扫描和线扫描采
分析晶界和晶内的化学成分分布。采用日本理学
化退火，以消除枝晶偏析，得非平衡共晶溶解，使降低内应力，而改善铸锭化学成分和组织的不均匀从性，高合金的热变形能力。提
匀化温度，匀化后的试样直接淬入到水中。在选均
取的最佳温度下分别处理４，ｈ１ｈ１ｈ以确定ｈ８，２，６，最佳均匀化处理时间。分别采用Ｐｌｅ— Ｔ金相ｏｖｒｙＭＥ显微镜和ＦＩｉｏ０Ｅｒｎ２０场发射扫描电镜观察铸锭Ｓｉ
和均匀化态合金的枝晶组织、性观测枝晶网络溶定解程度和残留相的大小、量和分布特征。金相试数
近形成非平衡共晶相，主要是一些富ｚｎ相和ｚ —ｒｎｚ相。另外基体中主要合金元素处于过饱和状态，在
镁合金是目前工业可应用的最轻的金属材料，具有高比强度、刚度、良的减震性、磁屏蔽性比优电

ZK60镁合金锻造拔长工艺及组织性能研究

试验材料是铸态Ｚ０镁合Ｋ６
金。试验在液压机上进行，用Ｘ采和ｙ两方向反复锻造成型的方法，
每次锻造结束后，出现表面裂纹，如立即用砂轮打磨，打磨之后放入加
热炉内重新加热，继续锻造，至试图１原始试样直
ＺＫ６合金锻造拔长工艺及组织性能研究０镁
周顺新，子玉邓
（阳理工大学材料科学与工程学院，宁沈阳１０５）沈辽１１９
摘要：究了铸态Ｚ０合金拔长工艺，研Ｋ６镁对锻造拔长过程的现象进行了分析，果表明，结通过光学
示意图
２、＼！＝写Ｎ蠕
［］ＰｉａＯＣ，ａｂｓＡ．ｃｏｔｕｔｒ，ｃａｉａ９ａｖＢｒｏａＭＭｉｒｓｒｃｕｅｍｅｈｎｃｌ
ｐｏｅｔｓｎｃｅｃｌｅｒｄｔｏｏｂａｅＡＩＩ６ｒｐｒｉａｄｈｍｉａｄｇａａｉｎｆｒｚｄｅＳ３１
锻件的主要方法，因此研究镁合金多向锻造技术是实现镁合金自由锻造和模锻的基础。多向锻造技术已在多种材料上得到研究，如钛及钛合金＿、合１铝］金［明以及镁合金【 ¨ 等。针对这情况，文对铸６１本态Ｚ０镁合金进行了多向锻造工艺研究，研究Ｋ６并
（ｃｏｌｏａｅｉｌＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ，Ｓｅｙｎｃｎｌｇｉｅｓｔ，Ｓｅｙｎ１１９ＳｈｏｆＭｔｒａｓｃｅｃｎｃｎｌｇｈｎａｇＴｅｈｏｏｙＵｎｖｒｉｙｈｎａｇ１０５，Ｃｈｎ）ｉａＡｂｔａｔＤｒｗｉｇｍｅｈｄｆｔｅａ — ａｔＺ０ｓｒｃ：ａｎｔｏｓｏｈｓｃｓＫ６ｍａｎｓｕａｌｙｗａｔｄｅｇｅｉｍｌｓｓｕｉｄ，ｔｅｐｅｏｎｎｏｏｇｎ — ｒｗｉｇｏｈｈｎｍｅｏｆｆｒｉｇｄａｎｐｏｅｓｗｅｅａａｙｅｔｔｅｓｍｅｔｒｃｓｒｎｌｚｄａｈａｉ，ｔｅｍｉｒｓｒｃｕｅｏｉｆｒｎｒｗｉｇｍｅｈｄｒｎｌｚｄｂｓｎｐｉａ — ｍｅｈｃｏｔｕｔｒｆｆｅｅｔｄａｎｔｏｓｗｅｅａａｙｅｙｕｉｇｏｔｌｄｃｍｉｃｏｃｐ．Ｉｃｕｄｂｏｃｕｅｈｔｆｌｗｉｇｔｅｆｒｉｇｒｔｎｒａｉｇ，ｔｅｇａｎｅｉｅｒｄａｌｎｈｃａｉａｒｓｏｅｔｏｌｅｃｎｌｄｄｔａｏｌｎｈｏｇｎａｉｉｃｅｓｎｏｏｈｒｉｓｒｆｄｇａｕｌｙａｄｔｅｍｅｈｎｃｌｎｐｏｅｔｅｆｆｒｉｇｎｒａｅ．ｒｐｒｉｓｏｏｇｎｓｉｃｅｓｄ

ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学

ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学何运斌;潘清林;覃银江;刘晓艳;李文斌;Yu-lung CHIU;J. J. J. CHEN【摘要】采用Gleeble-1500热模拟机对ZK60镁合金在温度为200～400℃、应变速率为0.001～10s-1、最大变形量为60%的条件下进行恒应变速率高温压缩实验,研究高温变形过程中合金的动态再结晶行为；采用EM模型描述合金的动态回复曲线,以此为基础,得出ZK60合金热压缩过程中的动态再结晶动力学Avrami方程.利用有限元模拟合金热压缩过程中的动态再结晶.结果表明ZK60合金热压缩过程中由于存在动态再结晶的软化作用,流变应力达到峰值后逐渐减小,并最终达到稳态；随着变形量的增加和变形温度的升高,动态再结晶体积分数增加,合金变形更加均匀；随着应变速率的增加,动态再结晶分数有所减小,且.变形也更不均匀.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)006【总页数】9页(P1205-1213)【关键词】ZK60镁合金;热变形;流变应力;动态再结晶;动力学【作者】何运斌;潘清林;覃银江;刘晓艳;李文斌;Yu-lung CHIU;J. J. J. CHEN【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料与工程教育部重点实验室,长沙410083;Department of Chemical and Materials Engineering, University of Auckland, Auckland 1102, New Zealand;Department of Chemical and Materials Engineering, University of Auckland, Auckland 1102, New Zealand【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金由于具有密度低、比强度高以及阻尼性能和电磁屏蔽性好等优点，在汽车行业以及电子产品中都具有广阔的应用前景。

ZK60镁合金均匀化与热变形行为研究的开题报告

ZK60镁合金均匀化与热变形行为研究的开题报告
题目：ZK60镁合金均匀化与热变形行为研究
摘要：
ZK60镁合金是一种具有良好综合性能的轻质结构材料。

但是，由于其晶粒尺寸不均匀和形变不一致等因素的影响，使得材料的机械性能难以得到有效提升。

因此，本文将研究ZK60镁合金的均匀化处理以及热变形行为，以探究其对材料性能的影响。

本文首先将介绍ZK60镁合金的性质和应用，然后对现有的均匀化处理和热变形行为的研究进行综述，并指出这些研究的不足之处。

接着，本文将设计一系列的均匀化处理方案，探索其对ZK60镁合金晶粒尺寸的影响，并通过金相分析和力学性能测试等手段对其进行评估。

同时，本文还将使用热压成形实验研究ZK60镁合金在不同温度、不同应变速率下的热变形行为，分析其动力学机制和微观组织演化过程。

最后，本文将对实验结果进行分析和比较，指出不同均匀化处理方案和热变形工艺对ZK60镁合金性能的影响，并提出可能的改进方案。

通过本文的研究，相信能够为ZK60镁合金的应用和发展提供有益的参考。

关键词：ZK60镁合金；均匀化处理；热变形行为；晶粒尺寸；力学性能。

轧制方式对ZK60_镁合金组织与性能的影响

第15卷第12期精密成形工程收稿日期：2023-01-06 Received ：2023-01-06基金项目：国家自然科学基金（U20A201792）Fund ：The National Natural Science Foundation of China (U20A201792)引文格式：薄东明, 卢遥, 孙静娜, 等. 轧制方式对ZK60镁合金组织与性能的影响[J]. 精密成形工程, 2023, 15(12): 1-11. BO Dong-ming, LU Yao, SUN Jing-na, et al. Effect of Rolling Methods on Microstructure and Properties of ZK60 Magnesium Alloy[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(12): 1-11. *通信作者（Corresponding author ）薄东明1，卢遥2，孙静娜1，黄华贵1*，邓关宇3（1.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北秦皇岛 066004；2.苏州汇川技术有限公司，江苏苏州 215100；3.昆士兰大学机械及矿业工程学院，昆士兰 4072）摘要：目的通过显微组织表征和拉伸性能测试等方法，研究轧制温度、多道次累积压下率及轧制路径对ZK60镁合金组织演变和力学性能的影响。

方法通过在不同温度（300、340、380、420 ℃）与同一多道次累积压下率下进行轧制实验，明确了后续轧制实验的轧制温度。

随后在同一温度、单个道次压下率为10%、不同累积压下率下进行多道次单向轧制及交叉轧制实验，并对轧制后试样的力学性能及微观组织进行分析。

结果当轧制温度为380 ℃、累积压下率为40.1%时，材料动态再结晶程度最大，平均晶粒尺寸减小为15.48 μm ，合金抗拉强度和断后伸长率最大，分别为301.46 MPa 和20.56%。

zk60镁合金成分

ZK60 镁合金成分ZK60 镁合金是一种高强度、耐腐蚀的镁合金，其主要成分为镁、锌和锆。

本文将介绍 ZK60 镁合金的成分及其特点。

下面是本店铺为大家精心编写的4篇《ZK60 镁合金成分》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

《ZK60 镁合金成分》篇1ZK60 镁合金是一种高强度、耐腐蚀的镁合金。

其主要成分为镁、锌和锆，其中镁含量在 95% 以上，锌含量在 6% 左右，锆含量在 0.5% 左右。

ZK60 镁合金具有许多优异的性能。

首先，它具有高强度和良好的耐腐蚀性能，可以在各种恶劣环境下使用。

其次，它具有良好的加工性能和焊接性能，可以方便地进行加工和组装。

此外，它还具有低密度、高导电性和高热导率等优点，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。

ZK60 镁合金的优异性能得益于其微观结构。

ZK60 镁合金的晶粒尺寸细小，晶界密度高，这使得它在受力作用下具有优异的强度和韧性。

此外，ZK60 镁合金的表面氧化膜致密，可以有效防止腐蚀和氧化。

总之，ZK60 镁合金是一种高强度、耐腐蚀的镁合金，具有许多优异的性能。

《ZK60 镁合金成分》篇2ZK60 镁合金是一种常用的镁合金材料，通常用于制造汽车零部件、机械零件、电子设备外壳等领域。

它的主要成分是镁、铝、锌和锰等元素，其化学成分大致如下：- 镁：87.0%~90.0%- 铝：5.5%~6.5%- 锌：2.5%~3.5%- 锰：0.3%~0.8%此外，ZK60 镁合金中还可能含有少量的硅、铁、铜等元素。

其具体的化学成分和机械性能可以根据不同的生产工艺和用途进行调整。

需要注意的是，ZK60 镁合金具有良好的耐腐蚀性能、电磁屏蔽性能和防辐射性能，同时也具有较高的强度和韧性，可以进行高精度机械加工。

《ZK60 镁合金成分》篇3ZK60 镁合金是一种常用的镁合金材料，通常用于制造压铸件。

它的主要成分是镁，通常含 98% 以上的镁，同时还含有少量的其他元素，如硅、铁、铝、锌等。

ZK60镁合金铸坯均匀化退火研究

ZK 60镁合金铸坯均匀化退火研究Hom ogen izing R esearch on ZK 60M agnesium A lloy Ingo t彭　建,张丁非,杨椿楣,丁培道(重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044)PEN G J ian ,ZHAN G D ing 2fei ,YAN G Chun 2m ei ,D I N G Pei 2dao(Co llege of M aterials Science and Engineering ,Chongqing U n iversity ,Chongqing 400044,Ch ina )摘要:通过金相组织分析和显微硬度测试,研究了不同退火温度和时间条件下ZK 60镁合金铸坯的显微组织和显微硬度,分析了退火温度和时间对铸坯组织转变和成分均匀化的影响。

结果表明退火温度对均匀化起主要作用。

提出了ZK 60镁合金铸锭的优化退火工艺为470℃×14h 。

关键词:镁合金;ZK 60;均匀化;显微组织中图分类号:T G 146 文献标识码:A 文章编号:100124381(2004)0820032204Abstract :B y m ean s of m etallograp hy analysis and m icro 2hardness m easu rem en t ,the m icro structu res and m icro 2hardness values of ZK 60m agnesium alloy ,annealed at differen t tem p eratu res fo r differen t ti m es ,w ere com p ared 1T he effect of annealing tem p eratu re and ti m e on structu re tran sfo rm ati on and com po siti on hom ogen izati on w as analyed 1T he resu lts show n that the annealing tem p eratu re p layed a m ain ro le in hom ogen izing of ZK 60alloy 1T he op ti m ized annealing p rocess of ZK 60m agnesium al 2loy ,that is 470℃×14h ,w as suggested 1Key words :m agnesium alloy ;ZK 60;hom ogen izing ;m icro structu re ZK 60变形镁合金挤压型材目前多采用半连续铸造生产的铸棒坯,在铸造过程中,由于非平衡结晶所带来的各种偏析和存在于晶界及枝晶网络上的金属间化合物,使得铸坯的化学成分和组织很不均匀,造成热塑性的降低和加工性能的削弱。

ZK60镁合金细晶板材轧制工艺研究

ZK60镁合金细晶板材轧制工艺研究镁合金板材广泛应用于电子、交通和航空航天等领域。

通过强化轧制变形过程中的动态再结晶行为来细化晶粒和调控纳米析出相的析出,是改善镁合金板材强度和塑性的有效手段。

本文以ZK60镁合金为研究目标,采用单道次大变形量(80%)轧制,研究轧制温度(275℃～350℃),应变速率(5 s-1～25 s-1)对板材显微组织和力学性能的影响规律;探讨轧制过程中应变速率对动态析出行为的影响,以及析出相与各变形机制之间的交互作用。

得到了以下主要结论:(1)提高轧制温度和增大应变速率,均能提高ZK60合金的再结晶程度,在温度为350℃,应变速率为25 s-1轧制时,板材的再结晶体积分数最高,达到了 96.7%。

当温度低于300℃时,随着应变速率的增加,再结晶晶粒尺寸先减小后增大,在温度为300℃,应变速率为10 s-1时晶粒尺寸最小,为1.2μm。

当温度高于300℃时,再结晶晶粒尺寸随应变速率的增加先增大后减小,而后又增大。

(2)在低应变速率(5 s-1)下轧制时,再结晶程度低,未再结晶区域内含有大量的位错,板材强度高,但塑性差;提高应变速率到10s-1～20s-1,能获得细小均匀的再结晶组织,使得板材具有较好的强度和塑性;应变速率达到25 s-1时,晶粒发生粗化,降低了板材的强度。

在300℃下以10 s-1的应变速率轧制板材的综合力学性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为358MPa、291MPa和21.5%。

(3)在300℃下轧制时,提高应变速率能显著弱化ZK60板材的基面织构,这使得板材在室温拉伸变形时,有利于基面滑移系的启动,从而提高板材的塑性。

(4)在轧制过程中,第二相主要在位错上形核析出。

应变速率对析出相的尺寸和分布有明显的影响,在应变速率为5 s-1时,析出相的尺寸最大,密度最高;随着应变速率的提高,其尺寸和密度逐渐减小。

(5)动态析出相通过钉扎位错和晶界,从而阻碍再结晶的进行。

快速凝固_粉末冶金法制备ZK60高强镁合金

快速凝固／粉末冶金法制备ＺＫ６０高强镁合金
ＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈＺＫ６０ＭａｇｎｅｓｉｕｍＡｌｌｏｙＰｒｏｄｕｃｅｄｂｙＲａｐｉｄＳｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ／ＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＰｒ闵光辉（山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室，济南２５００６１）ＺＨＡＮＧＺｈｅｎ－ｙａ，ＹＵＨｕａ—ｓｈｕｎ，ＷＡＮＧＳｈａｏ—ｑｉｎｇ，ＷＡＮＧＨａｉ—ｔａｏ，ＭＩＮＧｕａｎｇ－ｈｕｉ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＬｉｑｕｉｄ－ＳｏｌｉｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｖｏｌｕｔｉｏｎ＆ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ．
图３为ＺＫ６０合金粉末挤压态试样的ＴＥＭ形貌，箭头所指为挤压方向（下同）。由于挤压过程中变形分布的不均匀性［Ｉ引，在局部变形量较大区域内ａ－Ｍｇ晶粒全部碎化，其他区域少量晶粒沿挤压方向被拉长，合金组织由大量亚晶粒、位错胞和少量口一Ｍｇ条带状亚晶构成。如图３（ａ）所示，少量ａ－Ｍｇ晶粒沿剪切应力方向形成条带状亚晶粒，其晶界较平直，宽度约为０．４／．ｔｍ，且基体内含有高密度位错。图３（ｂ）为大量晶粒碎化后的形貌，挤压合金中除细小亚晶（尺寸３００６００ｎｍ）外，还存在大量位错缠结的位错胞，晶界不明
挤压及后续热处理的ＺＫ６０合金按ＧＢ／Ｔ１６８６５— １９９７加工成圆形拉伸试样，在ＣＳＳ－１１２０拉伸试验机上测定室温力学性能。采用ＫＨ－２２００型高倍视频显微
镜、ＮａｎｏＳＥＭ４００型场发射扫描电镜（ＳＥＭ）及ＪＥ－ＯＬ－２０００ＥＸ型透射电镜（ＴＥＭ）分析试样的显微组织及断口。ＳＥＭ用试样经机械抛光后，在Ａｃ－２电解液中进行电解抛光；透射电镜样品沿平行于挤压方向切片，经４％高氯酸酒精溶液在一２５℃条件下双喷减薄制得，观察前采用离子减薄去除表面的氧化层。

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镁合金材料简介
随着航空航天、交通运输、信息产业的发展，新型轻合金材料的研发逐渐受到各国的高度重视。

在许多领域，传统钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的新型材料所替代。

一、镁合金的分类
一般来说，镁合金按以下三种方式进行分类：合金化学成分、合金是否含锆和成形工艺。

根据加工工艺的不同可分为两大类，即铸造镁合金和变形镁合金。

两者在成分、组织和性能上存在的差异，使其在应用上也有明显区别。

大量镁合金产品采用铸造工艺进行生产，其产品主要应用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等。

铸造工艺最常用的是压铸工艺，其主要特点是生产效率高、铸件质量好、组织优良、可生产薄壁及形状复杂的构件等。

最常见的压铸镁合金是Mg-A1系合金。

通过控制杂质含量，可通过压铸工艺生产出力学、耐腐蚀等综合性能优良的镁合金铸件，如最常见、使用量最大的AZ31合金。

但压铸成形的镁合金件难免内部会存在显微气孔等缺陷而且力学性能较差。

变形镁合金一般是指可用挤压、锻造等塑性成形方法加工成形的镁合金。

二、镁合金的特点
与其他金属相比，镁合金具有以下特点：
(1)镁合金的比重小，是目前最轻的结构材料，密度在1.75—1.85g／cm3之间，是钢密度的23％，铝密度的67％，塑料密度的170％。

镁合金比强度明显高于铝合金和钢，仅略低于比强度最高的纤维增强材料；比刚度与铝合金和钢相当但远高于纤维增强材料，具有很好的优越性。

(2)镁合金阻尼性能好，与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷，适合于制备抗震零部件。

(3)镁合金导热性、热稳定性、抗电磁干扰性和屏蔽性能良好。

(4)镁合金的铸造性良好，镁与铁反应性很低，熔炼时可用铁坩埚，镁在单位容量下的热焓低，其压铸速度可比铝高，且镁铸件的铸造和加工精度高，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，而铝合金为1.2-1.5mm，镁合金可以进行高速机械加工，生产效率高，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50％，最高可达两倍，适用于汽车工业的大批量生产。

(5)镁合金的尺寸稳定性较好，收缩率稳定，铸件和加工成品的尺寸精度高，除了镁-铝-锌合金外，多数镁合金在热处理过程及长期使用中由于相变而引起的尺寸变化基本为零。

(6)切削加工性能优良，其切削速度大大高于其他金属。

切削镁合金时对刀具的消耗低，切削功率小，镁合金、铝合金、铸铁、低合金钢切削同样零件消耗的功率比值为l：1.8:3.5:6.3。

镁合金在切削后不需要磨削、抛光，不用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。

此外，镁合金在受冲击或摩擦时，表面不产生火花，利于生产安全。

(7)与塑料类材料相比，镁合金可回收利用，回收成本低，回收利用率高，这对降低制品成本、节约资源、改善环境相当有益。

(8)液态镁容易剧烈氧化、燃烧，故镁合金的熔炼必须在熔剂覆盖下或者在
保护气氛中进行。

镁合金铸件需要在SO
2、C0
2
或SF
6
气体保护，或者在真空条件
下进行固溶处理，并且固溶处理和时效处理时间均较长。

三、镁合金的应用
随着镁合金成形技术的迅猛发展，越来越多的镁合金产品已用于汽车、通讯和航天工业中。

但是，作为一种新兴材料，镁的现有使用状况远没有充分发挥它
的潜在优势，镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业。

现代科技和相关产业技术的发展，使镁合金各项独特优点日臻完善，应用范围迅速扩展，特别是汽车及3C用镁合金零部件的大量应用。

镁合金凭借其优异的性能以及低迷的原镁价格，促使包括中国在内的世界各国相继设立相关研究课题，并投入大量的人力物力。

我国目前在镁工业方面拥有三项“世界冠军"，即储量、生产、出口，因此利用资源优势开展镁合金的研究显示出其诱入的前景。

镁合金的研究开发与应用己成为材料研究的一大热门，其研究成果也在各个领域得到应用，具体应用情况如表1所示。

表1 镁合金产品应用情况。