铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

摘 要:采用重力铸造法制备Mg-4A1-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能.结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6％;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-4Al-2Si(s42)镁合金的铸态组织和高温力学性能.结果表明,铸态合金主要由a-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成.其中,离异共晶β-Mg17Al12相呈网状分布于晶界上,初生Mg2Si相呈多边形块状随机分布于基体组织中,共晶Mg2Si相呈粗大的汉字状沿晶界或穿晶分布;150℃高温短时拉伸,合金的抗拉强度为97MPa,屈服强度为58MPa,伸长率为18%,拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si(AS42)合金组织和性能的影响.结果表明,铸态与热处理态合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相3部分组成.固溶处理使合金中的β-Mg17Al12相发生部分溶解,汉字状Mg2Si相颗粒出现球状化,合金的力学性能有较大幅度的提高.铸态与热处理态合金的断裂形式均为准解理脆性断裂.     

Mg-12Al-12Zn-xSi合金的显微组织与力学性能

研究了Si含量对铸态Mg-12Al-12Zn-x Si(x=1,2,4;wt%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入Si元素后,合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相、Mg2Si相和Mg2Zn11相组成;随Si含量从1%增加到4%,合金中的Mg2Si颗粒从少量的多边形块状、花瓣状转变为大量的多边形块状、条棒状,最后转变为多边形块状和粗大的骨骼状;且Si含量为2%时,Mg2Si相颗粒呈相对弥散分布;此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率达到最大值。合金的室温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Sb变质Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金的组织和性能

研究了Sb变质Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金的凝固行为、铸态组织及力学性能。研究结果表明:Mg-6Al-1Zn-0.7Si合金的铸态组织主要由初生!-Mg、M17Al12和Mg2Si相组成,其中Mg2Si相的汉字状形态非常明显,且比较粗大。而添加0.4%Sb变质后,合金组织中的Mg2Si相变得相对细小,从而使合金的拉伸性能以及抗蠕变性能得到提高。此外,添加0.4%Sb对Mg-6Al-1Zn-0.7Si合金凝固过程中的相变类型没有影响,并且对合金的相变峰值温度、开始转变温度和凝固温度范围的影响也不大。     

Mg-2Al-xSi合金显微组织与性能的试验研究

采用重力铸造法制备Mg-2Al-xSi(x=0.50、0.75、1.0和1.25)镁合金,研究其铸态合金的显微组织和性能。结果表明,铸态Mg-2Al-xSi合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。当w(Si)<1.0%时,随着Si含量增加,汉字状Mg2Si相的平均尺寸逐渐减小,从Mg-2A1-0.50Si合金的65μm减至Mg-2A1-1.00Si合金的38μm。块状Mg2Si相的平均尺寸随着Si含量的增加而逐渐增加,从Mg-2A1-0.75Si合金的14μm增至Mg-2Al-1.25Si合金的36μm。合金的显微硬度随着Si含量的增加而逐渐升高,由Mg-2A1-0.50Si合金的HV48.6增至Mg-2Al-1.25Si合金的HV59.1。Mg-2A1-0.75Si合金具有较好的常温和高温性能:常温时的抗拉强度和伸长率分别是145 N/mm2和7.0%,高温(423 K)时的抗拉强度和伸长率分别是130 N/mm2和10.0%,断裂特征为准解理断裂。     

Mg-6Al-1Zn-xSi合金的显微组织与高温力学性能

采用重力铸造法制备了不同Si含量的Mg-6Al-1Zn-x Si合金,分析了合金的显微组织,测试了合金在150℃下的拉伸力学性能。结果表明,合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Si含量的增加,α-Mg基体晶粒的平均尺寸逐渐减小,Mg2Si颗粒的平均尺寸逐渐增大;β-Mg17Al12由分布于晶界及晶内的点状转变为网状分布于晶界上;合金的高温抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。此外,高温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg_2Si相组成。固溶处理过程中,β-Mg17Al12相溶于基体而形成α-Mg过饱和固溶体,粗大的汉字状Mg_2Si相颗粒逐渐溶解、溶断而转变为相对细小的球状。随固溶处理时间延长,合金的硬度逐渐降低;室温与150℃下的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。合金的拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Mg-9Al-1Si蠕变前后的组织变化及性能

利用光学显微镜及扫描电镜系统研究了1%Si加入Mg-9Al后显微组织的变化并测试了抗蠕变性能.结果表明,基体合金的铸态组织均由α-Mg和沿枝晶界分布的第二相组成,1% Si的加入则形成了晶界汉字状Mg2Si, 有效地阻滞了位错沿晶界的攀移和滑移, 提高了镁合金的高温抗蠕变性能.蠕变以后,Mg2Si不仅分布在晶界,而且向α-Mg基体中扩展.     

热处理对Mg-45Zn-1.5Nd合金组织及性能的影响

采用常规铸造法制备了Mg-45Zn-1.5Nd三元合金,利用SEM、EDS、XRD、硬度及拉伸实验等方法,研究了热处理对Mg-45Zn-1.5Nd合金组织及性能的影响规律。结果表明:铸态组织由Mg7Zn3基体、α-Mg枝晶、α-Mg+MgZn共晶组织以及极少量的球状准晶相组成;退火后α-Mg枝晶和共晶组织溶入基体中,析出了球状准晶相,组织均匀化程度显著提高;热处理使Mg-45Zn-1.5Nd合金的性能大幅度提高,硬度和抗拉强度最高分别达到141.9 HB和168 MPa,比铸态合金提高了14.3%和48.7%,最佳热处理工艺为330℃×6 h;热处理后拉伸断口中尽管出现少量韧窝,但仍是以解理为主的脆性断裂。     

铸造SiC_p/Al-Si复合材料中的“界面Si”行为

采用ＴＥＭ 研究了ＳｉＣ／ＡｌＳｉ 复合材料, 提出了“界面Ｓｉ”的概念。由于与增强体ＳｉＣ 不润湿, 初生α（Ａｌ） 相不在ＳｉＣ 颗粒上形核并对其发生排斥。（Ａｌ＋ Ｓｉ） 共晶体中的共晶领先相Ｓｉ 优先在ＳｉＣ表面上形核、长大, 形成界面Ｓｉ, 并形成大量ＳｉＣ／Ｓｉ 界面。ＳｉＣ／Ｓｉ 界面“干净”、平直, 结合紧密, 其中未发现任何界面相。在个别ＳｉＣ／Ａｌ 界面上析出了二次Ｓｉ。     

Si对镁合金组织和性能影响的研究现状

综述了含Si镁合金的研究现状,详细介绍了Si对镁合金组织、室温和高温力学性能、铸造性能、阻尼性能和耐腐蚀性能等的影响,最后指出目前的问题,展望今后的发展。     

Si对低碳贝氏体钢组织与性能的影响

对4种不同Si含量的贝氏体钢回火处理后的组织与性能进行了研究.结果表明,随着Si含量的提高,回火脆性出现的温度逐步提高,韧性谷值下降,M/A岛细化.当Si含量为0.7%～1.4%时,经580℃回火后,钢的强韧性配合良好.但Si含量过高时（1.7%）,高温回火后钢的韧性得不到显著提高.     

低Si对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织和性能的影响

研究了低Si合金化对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织和性能的影响.试验表明Si能明显提高合金的流动性和耐磨性,并能细化合金晶粒.当Si量(质量分数)小于0.41%时,合金的显微硬度、刚度、强度和塑性都得到了明显的提高.而当Si量(质量分数)达0.69%时,由于汉字状Mg2Si的出现,导致合金的显微硬度、刚度和塑性呈现下降趋势.同时由于剩余液相中Zn、Al摩尔浓度的降低使得τ相的析出受到抑制,而φ相的析出得到促进.     

Si对ZA84镁合金凝固过程中三元化合物相选择的影响

借助X射线衍射仪、扫描电镜和差示扫描量热仪等分析手段研究了Si对金属型铸造ZA84（Mg-8Zn-4Al-0.3Mn）镁合金中τ（Mg32（Al,Zn）49）和φ（Al2Mg5Zn2）两相之间的相选择影响。结果表明,随着ZA84合金中Si加入量的增加,合金的液相线温度下降,并且凝固区间减小。ZA84合金中的三元金属间化合物主要是τ相,φ相只占少量。当在ZA84合金中加入一定量的元素Si时,三元金属间化合物的优先析出次序发生改变,φ相优先析出而τ相被抑制。对相选择现象进行凝固动力学分析表明,在过冷熔体中存在临界过冷度,τ相与φ相析出时若熔体的过冷度大于此临界值,则τ相优先析出而φ相受到抑制,否则,φ相优先析出而τ相被抑制。     

Si及变质处理对Mg2Si/Mg复合材料的影响

分析了Mg-Si二元合金直接原位形成Mg2Si/Mg复合材料的过程,研究了Si含量以及变质处理对复合材料组织和性能的影响。试验结果表明,随着合金中Si含量的增加,合金的流动性降低,复合材料中原位Mg2Si的数量增多,树枝晶形态更为发达;对优化的Mg-8Si合金,进行混合稀土(MM)和Sb变质处理,可明显改善Mg2Si的形态和分布,但Sb变质的效果要好于MM。合金经质量分数为1.2%的Sb变质处理后,Mg2Si以颗粒状均匀分布在Mg基体中,从而使复合材料具有较好的耐磨性。     

元素合金化对Nb基高温合金组织和力学性能的影响

综述了近年来国内外在合金化改善Nb基高温合金组织形貌、提高力学性能方面所取得的进展,分析了Ti,Cr,Hf和Mo等合金化元素对合金中Laves相,亚稳相Nb3Si和γ-Nb5Si3的影响,总结了合金元素对材料力学性能的影响规律.     

热处理对离心铸造自生梯度功能复合材料Al-20Si-5Mg合金的组织性能影响

通过对离心铸造Al-20Si-5Mg合金筒状铸件在不同热处理状态下的硬度和耐磨性能的测定以及显微组织的观察,分析了热处理工艺对合金硬度及耐磨性能的影响.结果表明:铸件内层的硬度在510℃×6h固溶处理后达到最大值HRB90,510℃×6h固溶处理后210℃×12h时效,铸件内层具有最好的耐磨性能.     

以微细Si粉为原料制备Mg-2Si合金的研究

研究了以微细Si粉作为原料制备的Mg-2Si合金的组织及力学性能.结果表明,当Si以微细粉末(≤48 μm)的形式在700 ℃加入到熔体中并保温3 min后浇注,可以获得较为细小的合金组织,其中初生Mg2Si相呈细小的多面体(≤10 μm),共晶Mg2Si杆长度在100 μm以下.当Si以微细粉末的方式加入时,合金熔体中出现大量的富Si区域和贫Si区域,从而在凝固过程中析出细小而数量较多的初生α-Mg相和初生Mg2Si相.二者构成细密的骨架,分割剩余熔体,抑制共晶组织的生长,从而明显提高合金的力学性能.     

Semi-solid characteristics and thixoforming of hypereutectic Al-Si alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡｌＳｉａｌｌｏｙｉｓａｄｅｓｉｒａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｐｉｓｔｏｎｓｉｎｅｎｇｉｎｅｗｉｔｈｌｏｗｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ.Ｈｏｗｅｖｅｒｉｔｓｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙａｒｅｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｙｔｗｏｉｓｓｕｅｓ:1)ｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａ…