Al/(Ca+Nd)对挤压Mg-Al-Ca-Nd合金组织和力学性能研究

以挤压态Mg-Al-Ca-Nd合金为研究对象,采用金相组织观察、扫描电镜观察、能谱分析、拉伸试验以及断口组织观察等分析测试手段,研究了不同Al/(Ca+ Nd)对挤压Mg-Al-Ca-Nd合金组织和力学性能影响规律.结果表明,随着Al/(Ca+ Nd)的降低,挤压态Mg-Al-Ca-Nd合金晶粒尺寸降低;挤压态Mg-Al-Ca-Nd合金室温抗拉强度随之降低,延伸率也降低.当Al/(Ca+ Nd)一样时,含(Ca+ Nd)量越多时,晶粒越小;含低(Ca+Nd)量的合金抗拉轻度及延伸率更大,Mg-6Al-1Ca-1Nd抗拉强度和延伸率分别为385MPa、22％.     

Nd对Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究稀土Nd对均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响.通过真空感应熔炼制备镁锂合金铸锭, 经均匀化处理(280 ℃, 24 h)得到均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-xNd-0.2Zr(x=0, 0.5, 1.0, 1.5)合金.采用XRD和SEM分析合金的显微组织, 并对合金进行拉伸试验和断口分析.采用电化学法和析氢失重法研究合金在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金主要含有β-Li、AlLi、MgLi₂Al相, Nd的加入使合金中形成NdAl3相.随着Nd含量的增加, 合金的强度和塑性呈先增大后降低的趋势. Mg-11Li-3Al-2Zn-1Nd-0.2Zr合金表现出较优的力学性能, 其抗拉强度和延伸率相对于Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金分别提高了28.8 %和51.3 %.稀土Nd的添加使合金的耐蚀性能提高.      

Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6Mn镁合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM & EDS)和X-ray衍射分析仪等研究了Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6 Mn镁合金组织及力学性能的影响.喷射沉积坯晶粒细小,以α-Mg、Al2Ca和Ca2Mg6Zn3为主要物相.挤压后以α-Mg、Al2Ca和MgZn2为主要物相.加入Nd主要形成Al3Nd相,新相成片状;当Nd含量为2%时,挤压态合金的力学性能最佳,伸长率无明显变化,拉伸断口基本上为断裂,有少量的韧窝.     

Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的组织和力学性能

采用组织分析和拉伸试验,研究了Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb(%,质量分数)合金的显微组织和力学性能。结果表明,铸态Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的显微组织由α-Mg基体和Mg24Y5、Mg41Sm5、Mg2Ca、Mg3Sb2相组成。时效态Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金具有良好的室温及高温力学性能,在室温下的抗拉强度为266 MPa,200℃时为244 MPa,300℃时仍高达208 MPa,其抗拉强度稳定性优于发展最为成功的商用耐热镁合金WE43。     

Ti3Al—10Nb—3V—1Mo合金力学性能的研究

研究了 Ti_3Al-10Nb-3V-1Mo 合金的机械性能、拉伸断口和变形行为。结果表明:合金两相区淬火组织中。随淬火温度降低,初生α_2 相的数量逐渐增加,拉伸强度呈下降趋势。室温延伸率在初生α_2相含量为50%时,存在最大值。两相区淬火组织在700～850℃时效处理后 B2相发生分解。与淬火性能比较,合金经时效处理后塑性明显下降,室温拉伸断口及变形行为的研究表明:随淬火温度降低,断口形貌及变形行为呈现出一定的规律性。     

Sb对Mg-5Y-3Sm-0.8Ca合金组织和力学性能的影响

采用组织分析和拉伸试验,研究加入0.5%Sb对Mg-5Y-3Sm-0.8Ca(质量分数)合金组织和力学性能的影响。结果表明,加入0.5%Sb后,合金中有高熔点Mg3Sb2相生成,且晶粒尺寸得到细化。Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的室温及高温力学性能得到改善,室温和300℃时的抗拉强度分别为266 MPa和208 MPa,抗拉强度稳定性优于商用耐热镁合金WE43。     

Nd对热处理态Mg-6Zn-3Cu镁合金性能的影响

通过采用合金制备,组织分析,力学性能测试等手段研究了Nd的加入对热处理态Mg-6Zn-3Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Nd的加入改变了合金组织和相的分布,随着Nd加入量的增加,合金抗拉强度、屈服强度以及延伸率随Nd含量的增加先提高,达到最大值后开始下降。     

Y元素对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温拉伸力学性能测试等手段研究了Y元素对超高强Al-9Zn-2.5Mg-2Cu(wt.%)合金铸态和T6热处理态微观组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加能够细化铸态合金晶粒,降低晶界第二相的连续性;经轧制变形和T6热处理后,随着Y元素含量的提高,合金的强度呈先升高后降低的趋势。当Y元素添加量为0.2%时,性能优秀,其屈服强度为590.1 MPa,极限抗拉强度为622.7 MPa,伸长率为10.44%。     

拉伸温度对快速凝固Mg-8Zn-0.5Y合金组织和性能的影响

利用SEM、XRD和EBSD等分析方法研究快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金的拉伸断口及形变过程中的组织演变,分析了拉伸温度对合金组织和性能的影响。结果表明:快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金组织由准晶Mg_3Zn_6Y与α-Mg共同构成,晶粒平均尺寸60μm左右。随拉伸温度的提高,镁合金的抗拉强度和屈服强度均随之减小,而伸长率则表现出明显的增加趋势。在室温条件下合金拉伸断口凹凸不平,300℃拉伸后有大量的扁圆韧窝。快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金在室温拉伸得到形变组织体积分数为23%,宽度均值2μm;随着拉伸温度增加至300℃,晶内形成了比晶粒具有较大取向差的且保持平行分布状态的大角晶界胞状组织结构。     

预拉伸对高纯Al-4.4 Cu-1.5 Mg-0.60 Mn合金型材性能的影响

在Al-4.4 Cu-1.5 Mg-0.60 Mn合金的基础上控制杂质元素Fe、Si的含量得到了高纯度合金,将其挤压成型为型材,并研究了预拉伸永久变形量对其性能的影响。发现在预拉伸永久变形量为0.5%～3%时,高纯2024合金挤压型材的屈服强度随着永久变形量的增加不断提高,而断后延伸率则不断降低,永久变形量的增加对于抗拉强度的影响不大。     

Zn含量对Mg-Mn-Zn合金显微组织和力学性能的影响

通过添加少量的Zn元素制备了(%,质量分数)Mg-2.0Mn-x Zn(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金。对合金进行挤压变形,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,研究了少量的Zn元素对Mg-Mn合金组织及力学性能的影响。实验结果表明,Mg-2.0Mn-x Zn合金的铸态及挤压态组织中主要含有的第二相为颗粒状的α-Mn相,Zn元素均匀固溶于Mg基体中。少量添加的Zn元素可以显著细化铸态Mg-Mn-Zn镁合金的晶粒尺寸。随着Zn含量增加,挤压态合金中动态再结晶区域增加,混晶组织呈减少趋势。少量添加Zn元素对挤压态Mg-2.0Mn合金的强度及塑性都有明显的改善作用,尤其是合金的屈服强度最高增加42%,延伸率增加57%。随着Zn添加量增加,合金强度的增加趋势减弱。SEM观察显示挤压态Mg-2.0Mn-x Zn合金拉伸试样的断口形貌以韧窝及解理台阶为主,呈现韧性断裂与准解理断裂的混合断口形貌。     

固溶处理对镍基高温合金的拉伸性能的影响

研究了各种不同固溶温度及冷却介质对镍基高温合金室温、高温拉伸性能的影响,详细研究了合金在1 100℃下固溶处理后的拉伸性能;并对拉伸实验所得到的断口进行了分析.实验结果表明:固溶处理空冷试样拉伸强度大于水冷试样拉伸强度,但其以延伸率为代表的塑性却小于水冷试样;拉伸强度随固溶温度的增加而降低.确定1 120℃左右为最佳固溶处理温度,水冷为最佳冷却制度.     

细晶W-Cu合金的高温拉伸力学行为与组织演变

研究了平均晶粒度在0.5μm以下细晶W-40Cu和W-50Cu合金在200~800℃范围内的高温拉伸力学行为,并结合SEM断口形貌分析了材料在高温状态下的断裂形式及其组织变化规律。结果表明:W-Cu合金拉伸强度随温度升高而迅速降低,其延伸率在室温至400℃温度区间时变化不大;当温度大于400℃时,合金延伸率迅速上升。拉伸断口特征表明:在室温条件下,细晶W-Cu合金的断裂主要包括W晶粒的沿晶断裂与Cu相的延性撕裂;温度在400℃时,Cu相开始软化,但合金材料受铜的"中温脆性"影响而使得材料的断裂延伸率变化不大;当温度达到800℃时,材料的断裂方式主要受Cu相的影响而表现出很好的延性断裂。     

高温形变热处理制备Ti-6Al-6V-2Sn合金棒材的组织及性能

对锻造态的Ti-6Al-6V-2Sn两相钛合金棒材进行了高温形变热处理实验,处理工艺包括880℃/1. 5 h加热+50%热变形后快速水冷和3种温度下的时效热处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子万能试验机对不同温度时效热处理的显微组织、相成分、拉伸性能和断口形貌进行了分析。结果表明:Ti-6Al-6V-2Sn钛合金高温形变热处理后的组织为初生αp相、析出的次生αs相和残余β相;随着时效温度的升高,α相中的α稳定性元素Al含量差异不大且比较稳定,而β相中的β稳定性元素含量则随之逐渐增高,尤其是V元素的含量增加比较明显;与此同时,析出的次生α相逐渐粗化,合金的强化效果也逐渐降低。不同温度时效处理后的拉伸断口均为典型的杯状断口,缩颈现象明显。热变形量为50%的合金在580℃/4 h时效后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到1209,1143 MPa和15. 5%,获得了最佳的强塑性匹配。     

高温氧化对钛合金超塑性能的影响

研究了Ti-6Al-4V合金在800℃、850℃和900℃高温条件下进行拉伸试验时空气氧化对超塑性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析了该钛合金氧化层的微观形貌和成分组成，并研究其在高温拉伸下的氧化机理。结果表明，高温氧化导致该合金在高温拉伸过程中表面产生氧化层，而在拉伸应力作用下氧化层断裂并向基体扩展，从而严重降低了Ti-6Al-4V合金的超塑性，但不会影响其抗拉强度及屈服强度。     

高Nb-TiAl基合金板材的微观组织与力学性能

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学拉伸试验等方法对粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W合金板材的微观组织以及力学性能进行了研究.结果表明,热等静压态合金的组织为近γ组织,其织构强度呈随机分布;轧态合金的组织为双态组织,板材中存在较强的{ 100}<010>立方织构和较弱的{110} <112>黄铜型织构;室温下,不同拉伸方向上该高Nb-TiAl合金板材的屈服强度在708 ～ 725 MPa之间,延伸率均不到1％;高温条件下,随温度的升高,合金板材的强度逐渐降低,延伸率逐渐升高,最高为15.6％,其塑脆性转变温度在800～850℃之间;粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W合金板材的力学性能呈现出相对较弱的各向异性,可以归因于{100}<010>立方织构.     

改进310奥氏体不锈钢长期时效后的组织与性能

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)₂₃C₆、(Cr,Fe)₂₃C₆、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响.      

高能超声波处理高硅铝硅合金的组织和力学性能

采用高能超声波对Al-20%Si合金进行熔体处理,研究超声波处理对Al-20%Si合金微观组织形貌及其力学性能的影响。结果表明,在660℃温度下,对Al-20%Si合金熔体进行高能超声波处理,可以使铝硅合金的初晶硅形貌由粗大的板片状逐渐变成细小的球状颗粒,圆整度高,分布均匀,并且使其抗拉强度和延伸率提高。通过对合金拉伸断口形貌的观察,发现在经过超声处理的Al-20%Si合金断口上有较多的撕裂带和韧窝,表现为脆性断裂和韧性断裂的混合型断口。     

Al-Mg-Sc合金的拉伸性能和显微组织研究

研究了Al-5.63Mg-0.13Sc(wt%)合金经过250℃和300℃退火后室温的拉伸性能和显微组织特征；分析了Sc对合金组织与拉伸性能的影响。结果表明：退火后拉伸强度先迅降低，但随着退火时间延长，拉伸性能稳定保持不变。透射电镜观察表明，在Al-Mg-Sc合金中，Sc以细小的Al3Sc粒子的形式在晶内及亚结构上析出，它强烈地钉扎或阻碍位错的运动，稳定亚结构。Ml-Mg合金添加Sc能使该合金在应变硬化和稳定化处理后具有良好的机械性能。     

Ca/Nd合金化对喷射沉积镁合金挤压-轧制变形织构的影响

利用喷射沉积技术制备出Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca-2Nd合金沉积坯,对其进行挤压-轧制变形,重点研究变形过程中Ca、Nd复合合金化对显微组织及织构演变的影响。结果表明:挤压-轧制变形过程中除了形成强的(0002)基面织构之外均存在较强的(1010)柱面、(1012)、(1011)锥面织构,基面织构得到弱化的同时并使合金硬度随变形量增加而升高;Al2Ca与(Ca,Nd)Al2粒子的细晶作用在塑性变形过程中能促进镁合金基体(1010)柱面与(1012)、(1011)锥面织构的共同激活。