Sm、Sb合金化对AZ61组织和力学性能的影响

研究了铸态AZ61-1Sm-xSb合金,并对其进行了热挤压和时效处理(T5)。结果表明,AZ61-1Sm-xSb合金的主要合金相为β-Mg_(17)Al_(12)、Al2Sm、Al3Sm及Sb Sm。与AZ61相比,AZ61-1Sm中的Mg_(17)Al_(12)相呈现不连续网状分布的特征;而在AZ61-1Sm中添加Sb,Mg_(17)Al_(12)不连续分布特征更趋明显,并出现针状SbSm相;当Sb添加量为1.5%(质量分数)时,大块状Sb Sm相出现,而β-Mg_(17)Al_(12)、Al2Sm、Al3Sm均为颗粒状并呈弥散分布。Sm和Sb的添加能提高AZ61合金挤压和时效态力学性能,在AZ61-1Sm合金中添加Sb元素能显著提高合金的高温强度。     

Ca对高Zn镁合金高温抗蠕变性能的影响

系统研究了微量Ca的加入对Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和高温抗蠕度性能的影响。结果表明,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由α-Mg基体和块状准晶晶界相组成,在成分上准晶相与三元平衡相图中τ相(Mg32(Al,Zn)49)接近。少量Ca加入母合金后,块状准晶相部分转变为τ相和层片状φ相(Al2Mg5Zn2)。随Ca加入量增加,φ相的体积分数增多。Ca的加入显著提高了合金高温抗蠕变性能,175 ℃, 70 MPa蠕变条件下,Ca加入量为0.6%时,合金呈现最好的蠕变抗力,其稳态蠕变速率比母合金下降了近一个数量级     

Mg-6Al-(Sr,Ca)合金的显微组织和蠕变性能

系统研究了Mg-6Al—2Sr和Mg-6Al-（1—2）Sr-1Ca合金在水冷模铸造和压铸态下的显微组织、力学及蠕变性能．Mg—6Al-2Sr合金的铸态组织由α-Mg和沿枝晶界分布呈片状的α—Mg＋Al4Sr共晶相组成．在Mg-6Al-2Sr基础上加入少量的Ca，合金中的Al4Sr被Mg2Ca取代，且出现了Mg-Al—Sr三元中间相，合金的抗蠕变性能显著提高．对蠕变后试样进行的扫描电镜观察表明。Mg-6Al合金中添加Sr和Ca后形成的中间相均具有很高的热稳定性．Mg-6Al—2Sr合金蠕变后的试样中出现了β-Mg1τTAl12相的非连续析出；而采用Sr和Ca复合合金化的试样显微组织在蠕变后无明显变化，也未析出卢相，因而显著地提高了合金的抗蠕变性能．与水冷模铸造试样相比，压铸试样具有更细的显微组织和更高的室温与高温力学性能。但抗蠕变性能略低．     

SiC／AZ61镁基复合材料蠕变性能的研究

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiC／AZ61,通过动态机械热分析、显微组织观察和XRD衍射分析了其蠕变性能。结果表明：碳化硅颗粒的加入细化了晶粒,SiC大多分布在晶界处,颗粒镁基复合材料的蠕变性能与AZ61合金相比得到了显著的改善。蠕变性能的提高主要因为高温时具有高的热稳定性的SiC颗粒取代晶界处高温下易软化的8相（Mg17Al22）钉扎晶界,阻止了晶界的交滑移和位错的攀移。     

汽车发动机用AZ91合金等离子熔覆表面改性层及性能

对汽车发动机用AZ91合金进行了等离子熔覆表面改性处理,对比分析了Al-Si涂层和Al-Si+Y涂层的显微组织和物相组成,并对改性层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能进行了比较。结果表明:Al-Si熔覆层主要含有α-Mg、Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si和Al_3Mg_2相,Al-Si+Y熔覆层主要含有α-Mg、Mg_(17)Al_(12)、Al_3Mg_2、Mg_2Si和Al_2Y相;Al-Si和Al-Si+Y涂层的硬度都高于AZ91合金基体,Y元素的加入形成了细晶强化和弥散强化使得Al-Si+Y涂层具有较高的硬度;汽车发动机表面的耐磨性能从高至低依次为:Al-Si+Y涂层Al-Si涂层AZ91合金基材;等离子熔覆改性处理后的发动机缸体的耐腐蚀性能有所提高,其中Al-Si+Y涂层的耐腐蚀性能最好。     

微量钇对压铸AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

为了提高压铸AZ91D镁合金的力学性能,采用扫描电镜、XRD分析、拉伸性能测试和化学成分测试等方法研究了添加微量稀土Y对压铸AZ91D镁合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着Y含量的增加,原强化相Mg_(17)Al_(12)逐渐减少,新强化相Al_3Y和Al_2Y_3等的形成使得合金的抗拉强度逐渐提高。由于在熔炼过程中Y与熔体中的氧反应,起到净化熔体的作用,合金伸长率随着Y含量的增加而增加。Al_3Y和Al_2Y_3等相的形成消耗了Al元素,造成Mg_(17)Al_(12)相较难形成,导致Mg基体粗大,使合金的屈服强度降低。     

Ca对挤压AZ91镁合金组织及性能的影响

利用OM,SEM,XRD及力学性能测试等手段,研究了添加Ca元素的AZ91 XCa(X=0,0.5,1.0,1.5,wt%)合金挤压管材的显微组织及室温和高温力学性能。结果表明,Ca元素可以明显细化合金组织,使Mg17Al12相的形貌及分布发生改变;合金中加入少量Ca时,Ca主要溶入Mg17Al12相中,随着合金中Ca含量的增加,一部分Ca溶入Mg17Al12相,另一部分与Al化合形成Al2Ca相。Ca的加入提高了合金的高温强度和伸长率,但降低了合金的室温强度。少量的Ca有助于提高合金的高温力学性能,挤压AZ91 0.5Ca合金200℃时的力学性能可以达到σb=218.0MPa,σs=182.0MPa和δ5=24.0%,比挤压AZ91合金分别提高了27.0%,66.2%和16.5%。     

Y、Ca复合添加对AZ81镁合金组织和性能的影响

通过复合添加碱土元素Ca和稀土元素Y来改善AZ81镁合金的组织和力学性能,在CO_2+SF_6气体保护下制备了不同Ca、Y含量的AZ81-Y-Ca镁合金,通过光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱分析(EDS)、拉伸及蠕变力学性能测试等手段研究了Ca、Y合金化对AZ81合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加1.5%Y后AZ81合金的显微组织显著细化,Mg₁₇Al₁₂相的数量和尺寸减少,晶界和晶内形成块状和细小点状分布的Al_2Y相;AZ81-1.5Y合金中继续添加0.5%的Ca,其显微组织继续得到明显细化,组织中形成了点状或条状的Al_2Ca相。添加1.5%Y后AZ81合金的室温和高温拉伸力学性能得到大幅提高;随Ca含量的增加AZ81-1.5Y合金的抗拉强度呈先增大后减小的趋势,当Ca加入量为0.5%时得到最优的强化效果。Y和Ca的添加能够显著提高AZ81镁合金在175～200℃/70 MPa条件下的抗蠕变能力。在175℃/70 MPa条件下,Y和Ca的添加使得AZ81合金的蠕变应变量降低2～3倍,稳态蠕变速率降低近一个数量级。     

Mg-Sn-Al-Zn-Si合金的设计原则与元素含量分析

研究了Mg-Sn-Al-Zn-Si多元合金的设计原则及合金元素含量。结果表明:合理控制Al、Zn的含量能避免生成Mg_(17)Al_(12)及MgZn低温相,而生成Mg_(32)(Al,Zn)_(49)三元相。合金元素Si与基体Mg生成Mg_2Si高温相,Si的含量控制在1.2%以下(质量比,下同)较为适宜,加入量高于1.2%时易出现粗大Mg_2Si初晶相。主加元素Sn与基体Mg生成Mg_2Sn,含量为5%时合金铸态组织较佳,Sn的加入对改善Mg_2Si的形貌与分布有重要作用。     

AZ91D镁合金表面堆焊Al-Si合金涂层微观组织及分析

目的在镁合金上堆焊Al-Si合金涂层,分析Mg/Al界面处过渡区的组织、成分与形成过程。方法采用低成本、高效的直流脉冲熔化极气体保护焊(DC-PMIG welding),在低热输入下将ER4043(AlSi5)焊丝堆焊到AZ91D镁合金表面,形成Al-Si合金涂层。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析Mg/Al过渡区的微观组织,讨论过渡区的组织、成分,并分析其形成过程与机理。结果过渡区分为两部分。区域Ⅰ的主要成分依次为Mg+Al_(12)Mg_(17)、Al_(12)Mg_(17)、Al_(12)Mg_(17)+Al_3Mg_2和Al_3Mg_2,不规则块状Mg_2Si相弥散分布于其中。区域Ⅱ的主要成分为柱状α-Al,表面析出了大量点状Al_3Mg_2,α-Al柱状晶晶界处存在黑色点状Mg_2Si。结论直流脉冲熔化极气体保护焊能够在AZ91D镁合金表面制备Al-Si合金涂层,基体与涂层之间存在过渡区,过渡区中不同位置的镁、铝相对含量不同,成分也不相同。区域Ⅰ与区域Ⅱ中Mg_2Si不同的析出顺序,使其微观结构不同:Mg_2Si在镁含量相对较多的区域Ⅰ中优先析出并长大,形成块状Mg_2Si;而区域Ⅱ中率先析出α-Al,随后在α-Al晶界处形成了黑色点状Mg_2Si。     

均匀化对AZ80-2.0Ca合金微观组织和硬度的影响

采用DSC热分析仪、金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等研究了AZ80-2.0Ca铸造镁合金的微观组织,分析了均匀化热处理后合金的微观组织演变和显微硬度的变化规律。结果表明,该合金由基体α-Mg相,β-Mg17Al12相和(Mg,Al)2Ca相组成;Ca元素的加入使β-Mg17Al12相的熔点由437℃提高到457℃;在430℃下保温2h时β-Mg17Al12相完全溶解,继续延长保温时间至24h时,(Mg,Al)2Ca相未见溶解;当合金在515℃保温0.5h时,β-Mg17Al12相完全溶解,继续延长保温时间至4h时,(Mg,Al)2Ca相开始分解并转变为Al2Ca和Mg;合金共晶相分解后,其硬度开始下降,分解完成后其硬度趋于稳定,且515℃均匀化热处理后的合金硬度小于430℃均匀化热处理后的合金硬度。     

退火温度对AZ31B/A356轧制复合板组织及性能的影响

通过液-固铸轧技术制备了Mg/Al复合板,随后经过退火热处理,研究退火温度对复合板微观组织及力学性能的影响。结果表明,Mg/Al复合板界面过渡区分为3个区域,靠近AZ31B一侧形成了δ-Mg和Mg_(17)Al_(12)过渡区(Ⅰ),靠近A356一侧形成α-Al和Al_3Mg_2过渡区(Ⅱ),扩散界面中间区(Ⅲ)为Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si和Al_3Mg_2,且Al侧过渡区宽度大于Mg侧过渡区的。界面过渡区的显微硬度明显高于两侧合金。当退火温度不高于250℃时,界面过渡区不会形成新的金属间化合物。当高于250℃时,界面过渡区的厚度随退火温度的升高呈指数型增长。在250℃退火180min后复合板的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到188MPa、148MPa和10.1%,力学性能最佳。     

Mg-Al-Ca-Sn合金中二元相金属间化合物结构稳定性、电子结构、弹性性质和热力学性质的第一性原理计算（英文）

通过第一性原理计算方法研究Mg-Al-Ca-Sn合金中主要强化相Mg_(17)Al_(12)、Al_2Ca、Mg_2Sn和Mg_2Ca的结构稳定性、电子结构、弹性常数和热力学性质。计算所得晶格常数与实验值及文献值吻合。合金形成热和结合能计算结果表明,Al_2Ca具有最强的合金形成能力和结构稳定性。通过对这些化合物的态密度、Mulliken电子占据数、金属性和差分电荷密度计算分析其结构稳定性机制。通过计算Mg_(17)Al_(12)、Al_2Ca、Mg_2Sn和Mg_2Ca的弹性常数,推导出各相的体模量、剪切模量、弹性模量和泊松比。热力学性质计算结果表明,Al_2Ca和Mg_2Sn的Gibbs自由能低于Mg_(17)Al_(12),即Al_2Ca和Mg_2Sn的晶体结构稳定性优于Mg_(17)Al_(12)相。因此,通过添加Ca和Sn元素可以提高Mg-Al系合金的热力学稳定性。     

Ca对镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

研究了Ca对AZ91D镁合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.当AZ91D中加人的Ca含量大于1.0%时,β相(Mg17Al12)减少,并且在晶界上形成了网状分布的Al2Ca相.拉伸测试表明,当加入Ca含量小于1%时,可以提高合金的常温抗拉强度和延伸率,继续增大Ca含量时合金的力学性能明显下降.当AZ91D中加入的Ca含量达到1.0%时,常温抗拉强度和延伸率较AZ91D分别提高了8.2%和29.3%,并且腐蚀速率下降为AZ91D的17.2%.其原因主要是由于形成了网状分布的Al2Ca相,使镁合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,从而阻碍了镁合金的腐蚀.     

Mg-Al-Cu系砂型铸造镁合金组织和性能研究

设计了Mg-Al-Cu系的3种新合金AC33，AC53和AC63。发现3种实验合金的相组成相同：δ-Mg基体＋（δ-Mg＋Mg2Al2Cu3）共晶＋（δ-Mg＋Mg17Al2＋Mg2Al2Cu3）三元共晶。实验合金的室温力学性能优良。3种实验合金在200℃，50MPa条件下的蠕变抗力明显优于AZ91C合金，其中AC53合金的抗高温蠕变性能最优。Cu从以下途径影响了Mg-xAl合金的蠕变特性：Cu的添加抑制了Mg17Al12相的析出，使合金耐热性提高。该系列实验合金单从力学性能和抗蠕变性能来看，是非常有发展潜力的。     

镁合金体育器械的表面喷涂与性能研究

采用氧乙炔火焰喷涂法在体育器械用AZ91合金表面制备了Al-(Al_2O_3+Al B_(12))复合涂层,研究了Al_2O_3+Al B_(12)复合粉体含量对涂层显微形貌、物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性的影响。结果表明,不同含量Al_2O_3+Al B_(12)复合涂层的主要物相都为Al、Al_2O_3、Al B_(12)和Mg_(17)Al_(12)相;该涂层的显微硬度高于AZ91合金基材,且随着Al_2O_3+Al B_(12)含量的增加,该涂层的显微硬度逐渐提高;该涂层的耐磨性能都优于AZ91合金基材。Al+12%(Al_2O_3+Al B_(12))复合涂层具有最佳的耐磨性;基材和涂层的耐腐蚀性从低至高的顺序为:基材Al+4%(Al_2O_3+Al B_(12))Al+8%(Al_2O_3+Al B_(12))Al+12%(Al_2O_3+AlB_(12))。     

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。     

Be和Y对AZ91D压铸镁合金组织的影响

以AZ91D为基体,研究了添加Be和Y对其压铸组织的影响。结果表明,加入Be,AZ91D合金组织中析出了Mg_(3.1)Al_(0.9)、Mg_2A_(l3)和Mg_(17)Al_(12)相。Be含量增加,AZ91D合金α-Mg相枝晶得到细化,有球化趋势。Y也可显著细化α-Mg基体,并细化β-Mg_(17)Al_(12)相;随Y含量的增加,压铸AZ9D合金组织得到逐步细化,相组成为α-Mg、Mg_(0.97)Zn_(0.03)和Mg_(3.1)Al_(0.9)。     

添加Ca对Mg-4Sn合金组织演变和蠕变性能的影响（英文）

通过压入蠕变试验,研究Ca添加量(最高达4%,质量分数)对Mg-4Sn合金的显微组织和蠕变性能的影响。压入蠕变试验的操作温度为445~475K,归一化应力(σ/G,σ为应力;G为剪切模量)为0.0225~0.035。利用光学显微镜和扫描电子显微镜对样品的显微组织进行研究。结果表明,Ca的加入量大于2%(质量分数)可抑制较不稳定Mg Sn2相的形成,从而使晶界处形成热稳定性较高的Ca-Mg-Sn相和Mg2Ca,提高Mg-4Sn合金的抗蠕变性能。根据压入蠕变试验所得的应力指数(6.04n6.89)和激活能(101.37 k J/molQ113.8 k J/mol)可得出结论:管扩散攀移控制的位错蠕变是合金主要的蠕变机制。     

Ca对AZ61—1．2Y镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Ca对 AZ61-1.2Y镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,适量Ca的加入使AZ61-1.2Y镁合金的组织得到明显细化,β(Mg17Al12)相消失,同时析出了高熔点的粒状化合物Al2Y、Al2Ca.合金力学性能的提高,一方面是由于基体晶粒细化产生的细晶强化,另一方面是由于在晶内以及晶界弥散析出的Al2Y和Al2Ca相所产生的析出强化.