5％Al合金化对Mg-6Zn镁合金非枝晶组织演变的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金(质量分数)的铸态组织和等温热处理后非枝晶组织的演变规律。结果表明:Mg-6Zn合金的铸态组织主要由α-Mg和MgZn_2相组成;Mg-6Zn-5Al合金铸态组织主要由α-Mg、Mg_2Zn_3、Mg_(17)Al_(12)和Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相组成,其共晶组织形貌演变成粗大连续,且晶内颗粒状的第二相粒子数量增加。Mg-6Zn-5Al合金经600℃保温30 min后获得了细小圆整、均匀分布的近球状颗粒,其平均尺寸和圆整度分别为75μm和1.09。非枝晶组织演变的主要机制包括共晶组织熔化,溶质原子扩散,枝晶组织的粗化、分离、球化和颗粒的合并与长大。5%Al合金化促进了Mg-6Zn合金的非枝晶组织演变,主要归于合金化使铸态组织中析出了亚晶界,其为溶质原子的扩散提供便捷通道和润湿驱动力,同时降低了体系的总自由能和异质形核功,使合金在成分起伏和能量起伏作用下加快了枝晶组织的熔断、分离和球化。     

热处理工艺对Mg-6Zn-3Al镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金属型铸造制备新型Mg-6Zn-3Al(ZA63,质量分数,%)镁合金,并利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试研究ZA63合金在铸态、固溶和时效处理后显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金铸态组织主要由基体α-Mg、晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+Mg_2Zn_3+Mg_7Zn_3+Mg_(32)(Al,Zn)_(49))共晶和晶内孤立的颗粒相组成。合金在350℃固溶12～36 h时,随着时间延长,固溶效果逐渐增强,且在28 h时获得了较好的组织和241 MPa的抗拉强度及11.12%的伸长率。随后在180℃时效6～72 h后,合金的抗拉强度进一步提高,力学性能随保温时间延长呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时同时出现抗拉强度、伸长率和硬度的峰值298 MPa、9.78%和96.3 HV,比铸态的214 MPa、8.54%、62.2 HV分别提高39.25%、14.52%和54.82%。180℃时效24 h后,析出相的主要形态有板条状和短棒状。     

固溶处理对(Mg_(96.5)Zn_(1.5)Er_2)_(99.82)Zr_(0.18)合金组织和硬度的影响

采用光学金相显微镜、SEM、EBSD、DTA分析以及硬度等试验手段,研究了固溶处理对(Mg_(96.5)Zn_(1.5)Er_2)_(99.82)Zr_(0.18)合金组织和力学性能的影响。结果表明,合金铸态及热处理态的微观组织均由α-Mg、X相和(Mg,Zn)_xEr相组成,对铸态的(Mg_(96.5)Zn_(1.5)Er_2)_(99.82)Zr_(0.18)合金进行固溶处理后,(Mg,Zn)_xEr相转变成弥散分布的X相。晶粒尺寸随着固溶时间和温度的增加而变大。与铸态相比,合金热处理后的硬度没有发生太大变化。     

超声处理对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

在Mg_(93)Zn_6Y合金凝固过程中施加超声处理,主要研究超声功率对合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,超声处理对Mg_(93)Zn_6Y合金铸态组织中的初生α-Mg和准晶相均具有显著的细化效果。随着超声功率增加,其细化效果逐渐加强,初生α-Mg相的形貌由粗大树枝晶状转变为细小花瓣状,准晶相由粗大的连续网络状转变为细小的孤岛状和颗粒状。当超声功率为600W时,合金的抗拉强度和伸长率分别达到215MPa和3.1%。相比未处理的合金,分别提升了51%和182%,表现出较好的综合力学性能。     

中间合金及均匀化处理对航空用镁合金组织和性能的影响

研究了AlTiC中间合金及均匀化处理对镁合金组织和性能的影响。结果表明,铸态镁合金的物相主要为α-Mg和Mg_3Zn_6Y。随着AlTiC含量的增加,镁合金中第二相Mg_3Zn_6Y衍射峰增强,α-Mg基体由粗大树枝晶向等轴晶变化,Mg_3Zn_6Y相含量增加。随着AlTiC含量的增加,铸态镁合金抗拉强度和伸长率显著变化,AlTiC含量在0.15%时,镁合金抗拉强度达到最大值195.3 MPa。铸态镁合金经均匀化处理后,抗拉强度明显提高。中间合金添加0.15%时,镁合金抗拉强度达到213.5 MPa。     

半连续铸造AZTYM66310合金铸态与热处理后的相组成与拉伸性能研究

摘 要: 研究了半连续铸造Mg-6Al-6Zn-3Sn-1Y-0.5Mn（AZTYM66310）镁合金在铸态以及固溶处理与时效处理后的微观组织结构演变和拉伸性能及失效机理。铸态AZTYM66310合金的微观组织中α-Mg初生相呈现典型的等轴枝晶形态,枝晶间分布大量的凝固过程中形成的第二相,包括Mg + Mg32(Al,Zn)49共晶、Mg2Sn离异共晶相以及Al2Y相和Al8Mn4Y相。铸态合金经过380℃×6h固溶处理后,大部分Mg32(Al,Zn)49相和部分Mg2Sn相溶入基体中,形成过饱和α-Mg固溶体,基体中Al、Zn、Sn元素含量显著提高,而Al2Y相和Al8Mn4Y相未发生明显变化。固溶处理显著提高了合金的抗拉强度,同时提升了合金的断后延伸率。经过380℃×6h+150℃×16h的时效处理后,合金组织中,尤其是晶界附近,析出大量的纳米尺度的颗粒增强相,强度提高,特别是屈服强度提高到187.4 MPa。合金在拉伸失效过程中,组织中的第二相首先破裂或者与基体分离,导致了微裂纹的产生,微裂纹沿着晶界扩展,最终导致样品发生断裂。     

Mg-7Zn-0.3Mn-xCu镁合金半固态组织演变

本文研究了Cu含量、重熔温度及等温时间对Mg-7Zn-0.3Mn镁合金半固态组织演变的影响。结果表明:Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金的铸态组织由白色α-Mg基体和黑色共晶组织(α-Mg+Mg_4Zn_7+MgZn_2+CuMnZn)组成。在等温热处理过程中,Cu有加速非枝晶颗粒分离和球化的作用,且Cu含量(质量分数)为1.0%时效果最佳;Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金通过适当提高保温温度或延长保温时间,能够得到细小且分布均匀的球状颗粒。然而当保温温度超过585℃或保温时间超过20 min时,半固态颗粒则会粗化长大。这种粗化长大现象是在合并长大机制与Ostwald熟化机制共同作用下产生的。在整个等温热处理过程中,半固态组织演变主要经历了初始粗化、组织分离、球化和最后粗化四个阶段。Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金的最佳等温热处理工艺参数为保温温度585℃和保温时间20 min,其非枝晶颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为38.85μm、1.39和53.38%。     

Zn添加对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响（英文）

研究Zn添加对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr(wt.%)合金在铸态、固溶态和峰时效态下显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,不含Zn的铸态合金由α-Mg和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,而含0.5wt.%Zn的铸态合金由α-Mg、(Mg,Zn)_3(Gd,Y)和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相组成。随着Zn含量增加到1 wt.%,Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相消失,一些针状堆垛层错沿晶界分布。此外,在含2wt.%Zn的铸态合金中观察到18R型长周期结构相。固溶处理后,Mg_(24)(Gd,Y)_5和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5共晶相完全溶解,(Mg,Zn)_3(Gd,Y)相、针状堆垛层错和18R型长周期结构相均转化为14H型长周期结构相。适当体积分数的14H型长周期结构相和细小的椭球状β′相共同赋予峰时效态下含0.5 wt.%Zn合金优良的综合力学性能,该合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为338 MPa、201 MPa和6.8%。     

合金元素对Mg-Er-Zn-Zr合金铸态组织和力学性能的影响

研究了合金元素Zn和Zr对Mg-Er-Zn-Zr合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,(Mg_(97.5)Er_2Zn_(0.5))_(99.82)Zr_(0.18)、Mg_(97)Er_2Zn_1和(Mg_(97)Er_2Zn_1)_(99.82)Zr_(0.18)合金都呈现典型的树枝晶结构。由于Zn元素的增加,(Mg_(97)Er_2Zn_1)_(99.82)Zr_(0.18)比(Mg_(97.5)Er_2Zn_(0.5))_(99.82)Zr_(0.18)的组织明显细化,二次枝晶臂的间距减小,第二相由非连续网状分布变成了片层状分布。Zr元素的添加使得合金晶粒细化,第二相呈现更加弥散分布,第二相组成没有发生变化,依然由X-Mg_(12)Er_1Zn_1相和(Mg,Zn)x Er相组成。随着Zn元素和Zr元素含量的增加,合金的力学性能明显提高。     

铸态Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金的组织和性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜以及扫描电镜对铸态Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金显微组织进行观察分析,用拉伸试验机及布氏硬度计对合金力学性能进行测试,结果表明:铸态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体、Mg_5(Gd,Y)相和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,晶粒较为粗大;在加入Zn元素后,合金由α-Mg基体、Mg_5(Gd,Y,Zn)相以及Mg_(12)Zn(Gd,Y)相组成;随着Zn元素加入量的增加,合金的晶粒先细化再粗化,抗拉强度、伸长率和布氏硬度值先升高后降低,当Zn含量为1.1%时,合金的抗拉强度、伸长率和布氏硬度达到最高值,分别为216.9 MPa、4.74%和84.37 HBW,合金的主要强化相为Mg_(12)Zn(Gd,Y)相,强化机制主要为细晶强化。     

ZA74镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法对ZA74镁合金在部分重熔过程中非枝晶组织的演变过程和机理进行研究。结果表明:在重熔过程中,ZA74合金原始组织中沿着晶界分布的Mg32(Al,Zn)49共晶相逐渐向α-Mg基体扩散溶解,当温度达到共晶熔化后,剩余部分开始熔化。非枝晶组织的演变是在体系自由能降低的驱动下完成的,主要机制是共晶组织的固溶,溶质原子扩散,枝晶组织的粗化、分离、球化以及晶粒的合并和长大。其中,ZA74合金固相颗粒的分离是由溶质扩散、能量起伏、成分起伏等因素造成液相沿亚晶界浸渗和根部重熔两种机制起主导作用。     

脉冲磁场/等温热处理制备Mg_97Ni_1Gd_1Nd_1合金半固态坯料

采用脉冲磁场细化组织工艺,结合后续低温等温热处理组织球化工艺,制备了Mg97Ni1Gd1Nd1合金半固态坯料。结果表明,当脉冲电压为300V,脉冲频率为10Hz时,合金组织细化效果最为明显,发达的初生α-Mg树枝晶转变为蔷薇状的等轴晶,晶粒平均尺寸由650μm细化到约80μm;选择低于初生α-Mg熔化温度而高于共晶温度为半固态等温热处理温度区间,对脉冲磁场细化后的组织进行等温热处理,可制备含近球状初生α-Mg颗粒的半固态坯料;在560℃下保温20min,球化组织最为理想,其初生相颗粒的圆整度为0.82。     

含Sr和Ca的Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能

以Mg-12Zn-4Al-0.3Mn(质量分数,%)为母合金,制备了6种合金.实验观察证实,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的铸态组织由α-Mg基体和沿晶界分布的准晶Q相组成.在母合金中加入少量的Sr后,亚稳准晶相转变为Mg32(Al,Zn)49平衡相以及Mg51Zn20共晶相.在母合金中复合加入Sr与Ca后,铸态组织出现了Al2Mg5Zn2共晶相.随着Sr含量的增加,合金室温和高温下的力学拉伸强度提高,高温蠕变性能下降;Sr与Ca的复合加入使合金抗拉强度和塑性下降,但高温屈服强度提高.在175℃/70 MPa条件下,Mg-12Zn-4Al-0.2Sr-0.4Ca-0.3Mn合金表现出良好的高温抗蠕变性能.     

准晶Ⅰ-相增强Mg-Zn-Y-Zr合金组织与力学性能研究

采用普通凝固制备了准晶Ⅰ-相增强的Mg-Zn-Y-Zr合金。保持Zn/Y(at%)不变,通过Zn、Y含量变化研究准晶Ⅰ-相对合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金由枝晶状α-Mg和枝晶间分布的Ⅰ-相以及层片状的α-Mg/I-phase共晶组织组成。随着Zn、Y含量的增加,合金中的准晶Ⅰ-相以及层片状α-Mg/I-phase共晶组织逐渐增多,但合金的晶粒尺寸明显减小;铸态合金的硬度和抗拉强度随Zn、Y含量的增加而增加,拉强度达到216 MPa,伸长率随Zn、Y含量的增加呈现出先上升后下降的趋势,拉伸断口为准解理断裂。     

铝含量对Mg-6Zn-xAl-1RE合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了铝含量(质量分数/%,下同)对Mg-6Zn-xAl-1RE(x=4,5,6)合金显微组织和性能的影响。结果表明,试验合金主要由α-Mg、呈断网状分布在晶界上的三元相β(Mg_(17)(Al,Zn)_(12))相、杆状的Mg-Al-Zn-RE四元稀土相和一些呈球状的Al_2MnRE相组成。随着铝含量增多,α-Mg晶粒尺寸逐渐变细,三元相β(Mg_(17)(Al,Zn)_(12))相的含量也逐渐增多,合金的显微硬度、抗拉强度和伸长率均逐渐提高。     

Mg-(8-14)Zn-3Al合金显微组织与凝固行为的研究

利用OM、XRD、DSC和SEM等方法研究了Zn含量对铸态Mg-(8-14)Zn-3Al镁合金显微组织与凝固行为的影响。结果表明:Mg-(8-14)Zn-3Al合金的铸态组织由α-Mg相、颗粒状或骨骼状的ε-Mg Zn相以及狭长块状的τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相组成。随着Zn含量的增加,合金中ε-Mg Zn相和τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相增多,沿晶界呈连续网状分布,且合金的平均晶粒尺寸呈减小趋势。与此同时,Zn含量的增加使得Mg-(8-14)Zn-3Al合金中α-Mg相和第二相析出温度降低、合金的凝固温度区间减小。Mg-(8-14)Zn-3Al合金凝固路径相同。Zn含量的增加使得合金中显微疏松由分散状态转变为条形的聚集状态。     

Zn及固溶时效对Mg-4Al-2Ca合金组织和性能的影响

通过Mg-4Al-2Ca-xZn系镁合金的设计,研究添加不同含量的Zn对合金微观组织及力学性能的影响。分析得出,铸态Mg-4Al-2Ca合金组织主要由α-Mg、β-Mg17Al12相和少量Al2Ca相组成;当合金中添加2%、4%和6%的Zn后,随着Zn含量的增加合,金的初生相α-Mg变化明显,合金组织中Al2Ca相增加,形成了Mg32(Al,Zn)49相、MgZn相和少量Mg5Zn2Al2化合物;在Zn含量为6%时,合金的初生相α-Mg细化明显,且具有等轴状形态。在时效时间相同的情况下,Zn元素的增加使α-Mg相细化,在相界处析出相减少。经过340℃保温20 h固溶后,在180℃进行一系列的时效处理结果的分析表明,时效72 h时,Mg-4Al-2Ca-xZn(x=0,2,4,6)合金的硬度都达到最大值,分别为72.9、75.1、80.7和83.9 HB,硬度值随Zn含量的增加而增大。     

Al对压铸Mg-10Zn合金热裂性及微观组织的影响

研究了不同Al含量(0,2%,3.5%,5%,质量分数)对压铸Mg-10Zn合金的热裂敏感系数(H_(TS))及显微组织的影响。结果表明,随着Al含量增加,合金的热裂敏感系数逐渐降低;结合热力学计算(Pandat8.0)Mg-10Zn-yAl合金的凝固行为,发现热裂敏感系数随合金凝固区间减小和末期液相体积分数的增加而降低,可有效判断合金热裂敏感系数变化趋势。显微组织分析表明,Al可有效细化铸态Mg-10Zn合金的晶粒尺寸。随Al含量增加,合金中第二相数量增加。压铸态Mg-10Zn合金的第二相主要为Mg_5Zn_2,Mg-10Zn-yAl合金的第二相为Mg_(62～69)Zn_(22～25)Al_(6～16)准晶相(I相)。     

Mg-x％Zn-(Al)合金显微组织及力学性能

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能力学试验机研究了Mg-x％Zn(5、7、9、15和20％)二元合金和Mg-7Zn-4Al合金的显微组织及力学性能.结果表明:Mg-Zn合金铸态显微组织主要由α-Mg和沿晶界分布的Mg7Zn3共晶相组成.随着Zn含量的增加,Mg-Zn二元合金的抗拉强度呈先上升后下降的趋势,而伸长率呈逐渐下降的趋势.当Zn含量为7％时,合金的抗拉强度达到最大,为213.3 MPa;当Zn含量高于9％后,合金的抗拉强度和伸长率急剧下降.在Mg-7Zn基体合金中添加4％Al后,合金的显微组织主要由oα-Mg和Mg32(Al,Zn)49三元共晶相组成.合金的铸态力学性能相对于基体有所下降,但是热处理后抗拉强度得到显著提高,为305 MPa,相对铸态提高了57.8％.Mg-Zn合金中添加A1元素有利于合金的热处理强化.     

触变成形AM608镁合金组织研究

采用OM、SEM、EDS、XRD对触变压铸AM608镁合金组织进行了分析,结果表明:触变压铸AM608镁合金组织由球状初生α-Mg颗粒(α1)与颗粒间的二次凝固组织组成.AlxMny相以颗粒状分布于二次凝固组织中.二次凝固过程主要分为三个阶段:二次凝固初生α-Mg相依附生长(α2),二次凝固α-Mg相的独立形核生长(α3)及共晶相的形成.二次凝固初生α-Mg相依附生长呈两种形态:一是形成初生α-Mg颗粒边缘不规则"锯齿"状二次凝固初生α-Mg相或"次α-Mg"(α3),二是在初生α-Mg颗粒边缘及初生α-Mg颗粒内"液池"周围形成"晕圈".α3相形成细小的等轴枝晶状,共晶反应产生显著的"骨骼"或"岛"状离异共晶β-Mg(17)Al(12)相.此外,在β-Mg(17)-Al(12)相附近还发现少量凌乱层片共晶.