热处理对WE43镁合金显微组织和力学性能的影响

采用低压铸造制备了WE43镁合金,使用OM、SEM、EDS研究了热处理前后合金的显微组织及元素分布情况,并对其力学性能进行测试,分析热处理对其力学性能的影响。结果表明,WE43镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和晶界上的Mg₂₄Y₅共晶相组成。经过520℃×10h+225℃×14h热处理后,WE43镁合金主要由α-Mg基体、方块相团簇、少量残余Mg₂₄Y₅共晶相及针状的时效析出相组成。与铸态合金相比,热处理后WE43镁合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,分别达到305.9 MPa和191.8 MPa,但伸长率下降至3.1%。     

时效工艺对WE43镁合金组织与力学性能的影响

研究了WE43稀土镁合金在不同热处理工艺下显微组织、力学性能的变化规律,从而得出最佳的热处理工艺。研究结果表明WE43稀土镁合金铸态组织为等轴状晶粒,比较均匀,平均晶粒尺寸为40 μm;铸造冷却凝固的过程中,在晶界处形成了离异共晶组织;经520 ℃×8 h固溶处理后的组织,共晶相的数量和形态发生了明显的变化,枝晶偏析基本消除,晶界上仍有少量未溶的第二相。230 ℃×8 h时效后稀土第二相的数量增加,并且在晶粒内部析出了点状弥散的稀土相;经过250 ℃×16 h的时效后,合金的硬度达到了峰值,随着时效时间的继续延长,合金的硬度下降。固溶处理后WE43稀土镁合金的抗拉强度为162.59 MPa左右,断后伸长率约为5.0%;而经过250 ℃时效处理后,其抗拉强度明显增加,断后伸长率在4%左右。     

铸造工艺对WE54镁合金显微组织和力学性能的影响

对比研究了金属型铸造和树脂砂铸造WE54合金的显微组织和力学性能。结果表明,金属型铸造和树脂砂铸造WE54合金具有相似的铸态组织,但是由于冷却速度较慢,树脂砂铸造WE54合金的显微组织更加粗大,铸态组织中第二相的含量较少。金属型铸造的力学性能优于树脂砂铸造WE54合金,两者在峰值时效(T6)状态下的抗拉强度分别为327 MPa和261 MPa,屈服强度分别为234 MPa和209 MPa。造成树脂砂铸造WE54合金强度较低的主要原因是晶粒尺寸更为粗大。此外,树脂砂铸造合金中存在的缩松缺陷也使得合金的抗拉强度降低。     

快速凝固/粉末冶金AZ91镁合金的组织及性能

采用快速凝固／粉末冶金法制备AZ91镁合金，研究了不同挤压比对AZ91镁合金室温力学性能及显微组织结构的影响。结果表明：热挤压后的密度已接近理论值：挤压棒材的抗拉强度和伸长率分别为383．23MPa和9．4％；随着挤压比的增加，晶粒变得细小；合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率提高；热挤压态AZ91镁合金室温拉伸时呈现韧性断裂特征。     

热处理对砂型铸造Mg-4Sm-0.6Zn-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响

本文研究了热处理对砂型铸造Mg-4Sm-0.6Zn-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响,并运用光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及力学实验设备对该合金进行了表征与分析。结果表明:铸态合金主要有α-Mg和Mg3Sm组成;固溶处理之后,Mg3Sm相完全溶入到基体且晶粒并未发生明显长大。250℃峰时效合金中主要的析出相为基面γ″沉淀相。峰时效态合金展示了最好的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为210 MPa、153 MPa和4.0%。根据峰时效态合金的强化机制的定量分析结果,发现峰时效态合金主要的强化效果来自于弥散分布的细小的γ″的沉淀强化,其对屈服强度的贡献为120MPa,约占总屈服强度的80%。     

Gd元素含量对砂型铸造Mg-Gd-Y合金微观组织和力学性能的影响

通过金相观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、拉伸试验研究了Gd元素含量对砂型铸造Mg-Gd-Y系合金微观组织和力学性能的影响,并引入WE54合金作为对比。研究表明:Mg-Gd-Y系合金的铸态组织主要由等轴树枝晶α-Mg固溶体、晶界处孤岛状共晶相Mg24(Gd,Y)5以及孤立的方块相Mg5(Gd,Y)和起到晶粒细化作用的富Zr核心组成。随着Gd含量的增加,晶界处第二相Mg24(Gd,Y)5的体积分数明显增加,导致合金的抗拉强度和屈服强度不断提高,伸长率却不断降低。GW94合金强度最好:室温下抗拉强度和屈服强度最高分别可达213.7 MPa和156 MPa,伸长率却仅为1.29%。WE54合金的伸长率最高,这可能与铸态WE54合金晶界处形成的相互平行的片层状共晶相有关。Mg-Gd-Y系合金和WE54合金断裂机制都为准解理断裂。     

基于模糊控制的挤压铸造镁合金性能研究

采用浇注温度的不同控制方式进行了AZ80镁合金的挤压铸造,并进行了合金显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明,模糊控制可以有效细化合金的显微组织,提高合金的力学性能。与常规PID控制相比,采用模糊PID控制的挤压铸造AZ80镁合金晶粒得到细化,抗拉强度和屈服强度分别增大21、24 MPa,断后伸长率几乎不变。     

多向锻造对汽车用AZ80镁合金组织及性能的影响

为了改善铸态AZ80镁合金组织和性能,对均匀化处理的铸态AZ80镁合金进行了多向锻造试验,并采用金相分析、EBSD (电子背散射衍射)分析和拉伸试验等方法,进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:与锻造前相比,多向锻造后的AZ80镁合金的平均晶粒尺寸减小了约76μm、抗拉强度增加了66 MPa、屈服强度增加了79 MPa、断后伸长率增大了6%,断裂方式从脆性断裂转变为韧性断裂,多向锻造后合金内部晶粒为细小的等轴晶。因此,多向锻造显著地改善了AZ80镁合金的内部组织、提高了AZ80镁合金的力学性能。     

微量Nd和Zn元素对GW54镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了微量添加Zn和Nd元素对于砂型铸造Mg-5Gd-4Y-Zr(mass%)镁合金显微组织,时效硬化行为和力学性能的影响规律。结果表明:Zn或者Nd元素的微量添加可以明显改变铸态Mg-5Gd-4Y-Zr合金的晶粒尺寸和第二相的种类、形貌、数量,进而提升其室温拉伸力学性能。对3种合金的固溶处理工艺进行优化,发现Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-Zr合金在二级固溶处理条件时会发生铸造表皮附近晶粒异常长大的现象,该现象可以通过改为单级固溶消除;此外,该微合金化还可以显著提升Mg-5Gd-4Y-Zr合金的时效硬化响应能力以及合金峰值时效态的室温和高温强度,而且Nd元素的强化效果更好,其中Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-Zr合金的室温和250℃下的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率分别可以达到303 MPa、215 MPa、1.2%和283 MPa、200 MPa、7.2%。     

基于差压铸造的机械外壳用ZM6镁合金的组织与性能

采用不同浇注温度进行了机械外壳用ZM6镁合金的差压铸造试验,并进行了显微组织及力学性能的测试分析。结果表明,采用差压铸造可获得晶粒细小、力学性能较佳的ZM6镁合金。合金的抗拉强度达到267 MPa,断后伸长率达到13.5%。合金的浇注温度不宜过低也不宜过高,优选为710℃。     

基于模糊PID控制的新型镁合金挤压组织及力学性能

基于模糊PID控制技术进行了Mg-4Al-2Sn-0.15Ti镁合金的挤压试验,并进行了试样挤压组织与力学性能的测试与分析。结果表明:采用模糊PID控制挤压的Mg-4Al-2Sn-0.15Ti镁合金晶粒细小,组织分布较为均匀,平均晶粒尺寸11μm,合金由α-Mg基体、Mg_(17)Al_(12)相和Mg_2Sn相组成,合金抗拉强度298 MPa,屈服强度235 MPa,断后伸长率9.2%,具有较佳的力学性能。     

热处理对激光选区熔化成形Inconel 718合金显微组织结构和力学性能的影响

主要研究了激光选区熔化(selective laser melting, SLM)成形Inconel 718合金经固溶时效(SA)、均匀化+固溶时效(H+SA)、热等静压+固溶时效(HIP+SA) 3种热处理后显微组织结构的转变与力学性能之间的关系。结果表明,沉积态试样的晶粒内部存在大量树枝晶结构,枝晶间析出了大量硬脆Laves相。恰当的均匀化处理虽能促进δ相析出,但无γ"、γ'相,材料强度较低。热等静压(1080℃, 148 MPa, 2 h)能有效消除沉积态中的Laves相和微孔,经随后SA处理,材料的晶粒明显细化,晶界趋于平直,且强化相析出,材料的屈服强度、抗拉强度和硬度(HV_(0.2))显著提高,分别达到1191 MPa、1361 MPa、4900 MPa,断后伸长率达13.30%,在提高材料强度的同时较大程度保留了材料的延展性,获得了良好的综合力学性能。     

热挤压高强度Mg-6Zn-4Y合金(英文)

通过铸造和300℃热加压制备细晶Mg-6Zn-4Y合金,利用XRD、OM、SEM和TEM研究合金组织,并测试其室温拉伸性能。结果表明,合金主要由α-Mg和W相两相组成,挤压态合金具有双峰晶粒尺寸分布;细小晶粒为动态再结晶晶粒,平均尺寸为1.2μm;粗大晶粒(占面积分数的23%)为未再结晶区域,并沿挤压方向被拉长。合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(371±10)MPa,(350±5)MPa和(7±2)%,其工程应力—应变曲线有明显的屈服点。合金高强度归因于晶粒细化和W相、纳米沉淀颗粒及强基面织构的增强作用。     

Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

选区激光熔化GH3536合金的热处理工艺

采用OM、SEM和力学性能测试等分析研究了不同热处理工艺对选区激光熔化成形GH3536合金组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着固溶温度越高,晶粒尺寸越大,且抗拉强度在高温条件下逐渐增加而室温条件则下降。当固溶温度达到1120 ℃时,室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到816和731 MPa;900 ℃高温条件下则分别达到189和204 MPa。800 ℃时效处理后合金基体组织析出细小碳化物,产生第二相强化作用,强度得以提升。随着时效时间的增加,碳化物变的密集,但晶粒尺寸几乎没有发生变化,表现为室温抗拉强度与断后伸长率得到提升。当时效时间达到20 h时,室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到832和747 MPa;900 ℃高温条件下横向试棒与纵向试棒的断后伸长率分别达到8.5%和21.5%。最后得出选区激光熔化成形GH3536合金最优的热处理工艺为:固溶(1120 ℃×1 h)+时效(800 ℃×20 h)。     

镁合金石膏型低压铸造组织与性能研究

对镁合金石膏型熔模铸造进行了不同浇注方法的对比实验。结果表明,重力铸造很难消除显微疏松缺陷,低压铸造方法要明显优于重力铸造,它的抗拉强度和伸长率好于重力铸造。低压铸造试样经T6热处理后,其抗拉强度平均为(250±10)MPa,比铸态强度提高31%;伸长率为(3±0.2)%,比铸态伸长率提高50%。     

AZ113镁合金显微组织和力学性能的研究

采用OM、SEM和XRD等手段对AZ113镁合金铸态、挤压态、热处理状态下合金相的种类、形态、数量和分布进行了分析,探讨了各种状态下AZ113镁合金的力学性能;同时研究了短时高温对AZ113镁合金的组织和力学性能的影响.结果表明,AZ113镁合金挤压后,晶粒由原来的120μm减小到30μm,抗拉强度从212.8MPa提高到353.0MPa,断后伸长率从2.8%提高到9.5%;T4处理后,合金伸长率达到最大值(10.3%);T5处理后,合金的抗拉强度达到最大值(420.3MPa);T6处理后,合金的抗拉强度和伸长率分别为365.1MPa和8%.     

基于模糊PID控制的新型镁合金铸造性能研究

对Mg-8Al-0.6Zn-0.4V和Mg-8Al-0.6Zn-0.5Zr两种镁合金进行了常规铸造和模糊PID控制铸造下的力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明:与常规铸造相比,模糊PID控制时Mg-8Al-0.6Zn-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度分别增大22、23 MPa,断后伸长率仅减小0.3%,磨损体积减小27.59%;Mg-8Al-0.6Zn-0.5Zr合金的抗拉强度、屈服强度分别增大24、23 MPa,断后伸长率减小0.4%,磨损体积减小28.13%。模糊PID控制有助于提高两种铸造镁合金的力学性能和耐磨损性能。     

锻压态AZ80汽车轮毂用镁合金的组织和力学性能研究

为了研究锻压态AZ80汽车轮毂用镁合金的显微组织和力学性能,采用不同的始锻温度和终锻温度进行了合金的锻压试验,并进行了显微组织和室温力学性能的测试与分析。结果表明,当始锻温度为430~510℃、终锻温度为320~400℃时,始锻温度和终锻温度对AZ80汽车轮毂用镁合金的抗拉强度和屈服强度影响较大,对断后伸长率影响较小。合金锻压时的始锻温度和终锻温度分别优选为470和360℃。采用优选的始锻温度和终锻温度时,锻压态AZ80汽车轮毂用镁合金的平均晶粒尺寸达到最小值11.4μm、抗拉强度达到最大值386 MPa、屈服强度达到最大值287 MPa。     

成形过程对ZK60镁合金薄带组织和力学性能的影响

用OM,SEM,TEM和电子万能试验机对不同方法制备的ZK60镁合金薄带的组织和力学性能进行了研究.常规铸造ZK60镁合金轧制后仍为等轴晶组织,晶粒尺寸明显细化,双辊铸轧ZK60镁合金条带温轧变形后,显微组织由树枝晶转变为纤维状变形组织,且有高密度剪切带产生,温轧过程中没有明显的动态再结晶发生.轧制后两种合金均具有良好的力学性能,轧制态铸轧合金的强度明显高于传统铸造合金,伸长率略低于传统铸造合金.退火热处理后两种合金均发生了再结晶,得到等轴晶组织,且铸轧合金的组织比传统铸造合金的组织更加均匀细小.退火热处理使薄带的强度略有下降,而伸长率大幅度提高,退火后双辊铸轧合金和传统铸造合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:388 MPa,301 MPa,22.9％和311MPa,219 MPa,19.3％.镁合金薄带制备过程的晶粒细化归因于剪切带、位错和挛晶的产生及后续退火过程中再结晶.