快速凝固粉末冶金Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金的组织与力学性能

采用快速凝固粉末冶金技术制备热挤压Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金棒材,研究了快速凝固Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金薄带及热挤压后合金的相结构,并对热处理工艺对合金棒材组织结构及力学性能的影响进行了分析.研究表明,采用单辊快速凝固法在辊速为1800 r/min下制备的Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金薄带为完全非晶态;在热挤压过程中Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金中有Mg_2Cu和Mg晶体相析出,其显微硬度比薄带有所提高,这与合金中细小Mg_2Cu颗粒的弥散析出有关;在450 ℃保温4 h后的热挤压Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金中没有新相析出;随着热处理温度的升高或保温时间的延长,由于Mg_2Cu颗粒出现重溶及聚集长大现象,使得热挤压Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金的显微硬度表现出逐渐下降的变化趋势.     

快速凝固Mg80Cu10Y10金属玻璃的晶化行为

采用单辊快速凝固法制备了Mg80Cu10Y10合金薄带,并对合金薄带进行热处理,利用XRD、DSC和HRTEM分析研究了该合金薄带的晶化过程及其晶化后的微观结构.结果表明:快速凝固Mg80Cu10Y10合金薄带为单一的非晶态结构,其约化玻璃转变温度Trg为0.62,具有较强的非晶形成能力;非晶合金具有三阶段晶化行为;在热处理温度为423 K时合金仍为非晶态;当温度达到473 K时,合金发生明显晶化,在非晶基体上弥散析出Mg2Cu、Cu2Y和hcp-Mg纳米晶粒;随着温度由523 K升高至623 K时,析出晶粒尺寸增大、数目减少,合金中的晶体相为hcp-Mg、Mg2Cu和Mg24Y5.     

快速凝固Mg_(80)Cu_(18)Y_2合金薄带的组织与性能

采用单辊急冷法制取快速凝固Mg80Cu18Y2合金薄带,试验研究辊子转速、退火温度对Mg80Cu18Y2合金薄带组织和性能的影响,通过X射线衍射、差热分析、显微硬度测试、透射电镜等手段对薄带的组织和性能进行了观察与分析。试验结果表明:Mg80Cu18Y2合金薄带的组织呈完全非晶态,并且组织中存在大量的呈体心立方结构的Mg24Y5相。     

快速凝固/粉末冶金Mg-6wt%Zn热挤压合金的微观组织与力学性能研究

采用雾化-双辊急冷法制备出快速凝固Mg-6wt%Zn合金薄片及片状粉末,随后通过热挤压工艺制备了RS/PM Mg-6Zn镁合金棒材,并对热挤压合金的微观组织、物相种类及室温、高温力学性能进行了研究。结果表明,经过热挤压后,快速凝固Mg-6Zn合金的微观组织进一步细化,晶粒尺寸为1～2μm,同时合金中析出大量的细小弥散相,并具有较高的位错密度,合金的相组成为α-Mg和Mg51Zn20及少量的Mg2Zn3相,与快速凝固状态下相似。室温下,合金的抗压强度接近300 MPa。但随着温度的升高,合金的强度大幅度降低,其主要原因是高温变形过程中发生了大范围的动态再结晶。     

往复挤压快速凝固Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金及其微观结构

将快速凝固Mg92.5Zn6.4Y1.1合金薄带在330℃往复挤压2道次和4道次,然后再正挤压制成φ10mm的棒材.用OM、TEM、XRD及DTA研究了往复挤压对材料微观结构的影响.研究表明,往复挤压有利于合金薄带的焊合,获得高致密度的棒材.往复挤压2道次,棒材相组成为α-Mg和Mg3 YZn6准晶(Ⅰ);4道次相组成为α-Mg和原始的Ⅰ相以及析出的Ⅰ相和MgZn.往复挤压道次增加,Ⅰ相得到细化,并有纳米相脱溶析出.     

快速凝固Mg-Zn-Y合金薄带的制备及凝固组织特征

在成功制备Mg97.46Zn0.80Y1.74合金、Mg96.51Zn0.83Y2.67合金急冷快速凝固薄带的基础之上,采用XRF、XRD、SAD、DSC、SEM、显微硬度测量等分析方法系统研究了其凝固组织及显微硬度。结果表明:急冷快速凝固条件下,2种合金均形成非晶相 超细Mg12YZn相 超细hcp-Mg(Zn,Y)相,其显微硬度值大幅度提高;快速凝固Mg97.46Zn0.80Y1.74合金薄带中的hcp-Mg(Zn,Y)相晶胞在a1、a2、a3轴方向膨胀、在c轴方向收缩;快速凝固Mg96.51Zn0.83Y2.67合金薄带中的hcp-Mg(Zn,Y)相晶胞在各轴向均有膨胀;Mg96.51Zn0.83Y2.67合金薄带的熔点及热稳定性高于Mg97.46Zn0.80Y1.74合金薄带。同时对以上结果产生的原因进行了初步探讨。     

Mg_(80)Cu_(15)Y_5合金的非晶形成能力及晶化行为

采用单辊快速凝同法制备出厚约40μm的Mg_(80)Cu_(15)Y_5非品合金薄带,利用XRD、DSC、TEM和HRTEM研究了非品合金的非品形成能力和晶化行为,分析了品化对合金组织结构与性能的影响.结果表明:Mg_(80)Cu_(15)Y_5合金的过冷液态温度区间△T_x和约化玻璃转变温度T_(rg)分别为55K和0.58,表明其具有较强的非晶形成能力;该合金在退火温度高于473 K后发牛明显晶化,从非品基体中析出 Mg_2Cu、Cu_2Y和Mg晶体相;随着退火温度的升高,合金的硬度呈现出先升高后降低的变化趋势,这与纳米品体相颗粒的弥散析出、重溶及粗化有关.     

添加Mg和Cu对Al-Fe-V-Si合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD、力学拉伸实验、硬度测试等手段研究了单独添加Mg及同时添加Mg和Cu对铸态Al-Fe-V-Si合金及其热挤压棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明：添加Mg可以明显细化Al-Fe-V-Si合金的铸态组织，改善铝铁相的形貌与分布，还有利于提高合金的硬度与强度；同时添加Mg和Cu时，Cu部分抵消了Mg的细化作用，但经过热处理后，Mg2Si、Al2Cu和Al2CuMg相的形成，使合金的硬度与强度进一步提高。     

单辊快速凝固Mg-4.8Zn-0.6Y合金的组织

采用单辊快速凝固方法制备了Mg-4.8Zn-0.6Y合金薄带,利用SEM、TEM、XRD、EDX及DTA,研究了合金的显微组织、相组成、偏析及凝固特征。结果表明,快速凝固制备的Mg-4.8Zn-0.6Y合金由过饱和的α-Mg固溶体、准晶I(Mg3YZn6)和X(Mg12YZn)相组成,自由表面晶粒为1~3μm的细小等轴晶。凝固过程的冷却速度为4.60×106~1.04×107 K·s-1,满足准晶相析出所需的冷却条件。沿薄带厚度截面Mg、Zn和Y的分布比较均匀,仅存在少量偏析,晶内也存在微观偏析。偏析是由于从辊面到自由面凝固速度的差异及溶质传输和晶格结构造成的,其中Zn元素偏析最大,Y次之,Mg最小。     

快速凝固Mg94.6Zn4.8Y0.6合金薄带微观结构及显微偏析

采用单辊快速凝固技术制备了Mg94．6 Zn4．8 Y0.6合金快速凝固薄带，并通过扫描电镜的背散射及线扫描研究了快速凝固Mg94．6 Zn4．8 Y0.6合金薄带的显微偏析。结菜表明，由于溶质截流，单辊快速凝固Mg94．6 Zn4．8 Y0.6合金薄带为过饱和单相α—Mg固溶体的蜂窝状组织，Mg、Zn和Y宏观分布比较均匀。但在薄带厚度方向上存在偏析，在晶内也存在显微偏析，偏析形成是由于从辊面到自由面凝固速度的差异及溶质传输和晶格结构造成的，其中Zn元素偏析最大，Y元素次之，Mg元素最小。     

AZ31镁合金沉积Mg-Cu-Y非晶薄膜的结构与性能

采用非平衡磁控溅射方法在AZ31镁合金表面沉积Mg-Cu-Y薄膜,以纯铜和Mg65Cu25Y10合金作为溅射靶材,选则Mg65Cu25Y10单靶、Mg65Cu25Y10靶和铜靶双靶两种方式分别进行溅射沉积。利用XRD、AFM、SEM分析了膜层结构与表面形貌,纳米压痕法、球盘式摩擦磨损测试研究了膜层的硬度和耐磨性。结果表明,Mg65Cu25Y10单靶溅射得到的薄膜为完全非晶态结构,而双靶共溅获得的膜层中出现含有铜的晶态组织。随着膜层中Cu含量的增加,纳米硬度较非晶态膜层有所降低,但同时耐磨性提高。两类不同结构薄膜相比较,Mg65Cu25Y10单靶溅射沉积的非晶膜层硬度最高,达到12GPa。用磨损量评价了基体与膜层的耐磨性,包含Cu结晶相的双靶共溅薄膜具有较好的耐磨性能。     

急冷Cu30Al70合金的结构及催化特性

本文研究了急冷Cu30Al70合金及其制成的急冷骨架铜催化剂，并与工业上广泛应用的Cu30Al70合金催化剂进行了对比，结果表明：急冷Cu30Al70合金组织较均匀，单质Al相较少，CuAl元素分布均匀，急冷骨架铜催化剂比表面积较小，孔径大，孔容积较大，急冷骨架铜催化剂在木糖加氢反应中的催化活性高于普通的骨架铜催化剂。     

Ce和Sb及时效处理对Mg-Zn-Al系铸造镁合金组织的影响

利用SEM、X射线衍射等手段研究了微量元素Ce和Sb及时效处理对Mg-Al-Zn系铸造合金组织和性能的影响。结果表明:Ce和Sb元素显著地细化了试验合金铸态组织,改善β相形貌及分布,并形成呈粒状弥散分布Mg3Sb2、Al11Ce3、CeCu6的新相;Mg-10Zn-2Al-1Cu+0.5%(Ce+Sb)试验合金的时效沉淀过程中弥散析出粒状、杆状析出相(Mg32(Al,Zn)49、Mg32Al47Cu7、Mg3Zn2、Mg3Sb2、CeCu6等),且其析出相的形成、析出速度和长大速度等都远远小于AZ91D合金,显示较好的时效强化效应。     

Mg-Sn-Y三元系富Mg角500℃等温截面的测定

采用合金法,利用XRD、SEM-EDS测定一系列Mg-Sn-Y三元合金在500℃下富Mg角处相平衡关系及各相平衡成分,建立Mg-Sn-Y三元系在500℃下富Mg角处的等温截面相图。结果表明:Mg-Sn-Y三元系富Mg角处存在Mg2Sn、MgSnY、Sn3Y5和Mg24+xY54种化合物与α-Mg固溶体平衡,从而构建3个三相区和4个两相区;Sn在α-Mg基体中的固溶度为2.5%～3.9%(摩尔分数),Y在α-Mg基体中的固溶度为1.1%,但二者不能同时固溶到α-Mg基体中,同时Sn3Y5相中大约可以固溶3.6%～4.1%的金属Mg;由于MgSnY和Sn3Y5等一些高熔点化合物在高温下能够稳定存在,使得Mg-Sn-Y体系有可能成为一种潜在的新型耐热镁合金。     

镁基大块非晶合金在过冷液相区流变行为本构关系

研究了Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变行为.结果表明:随着温度升高和应变速率增加,平衡态的牛顿流转变为非平衡态的非牛顿流;其流变行为对于温度和应变速率非常敏感.由粘度与应变速率的关系,根据Arrhenius型VFT方程,确定了流动应力、应变速率和温度的关系.Mg60Cu30Y10大块非晶合金在过冷液相区的流变性能依赖于温度与变形速率,其微观机制可由自由体积模型解释,为大块非晶合金流变成形工艺的实现提供理论依据:温度高于玻璃转变温度以后,自由体积的增加使非晶合金变形过程中能够移动的原子数目随之增加,自由体积周围的原子沿外力的作用方向移动,即宏观上的塑性流变行为.应变速率增加,由热激活引起的自由体积增加不能满足更多原子流变所需的空间体积,导致牛顿流向非牛顿流转变.     

Microstructre of Mg-6.4Zn-1.1Y Alloy Fabricatec by Rapid Solidification and Reciprocating Extrusion

In order to explore the methods to prepare high-strength quasicrystal-reinforced magnesium alloys, the flakes of rapidly solidified Mg-6.4Zn-1.1Y magnesium alloy with thickness of 50-60冚m were obtained by a melt spinning single-roller device, and then the flakes were processed into rods by reciprocating extrusion and direct extrusion. The microstructure of the alloy was analyzed by optical microscope and SEM, and the constituent phases were identified by XRD. Phase transformation and its onset temperature were determined by differential thermal analyzer (DTA). The analysis result shows that rapid solidification for Mg-6.4Zn-1.1Y alloy can inhibit the eutectic reactions, broaden the solid solubility of Zn in 冄-Mg solute solution, and impede the formation of Mg3Y2Zn3 and MgZn2 compounds, and thus help the icosahedral Mg3YZn6 quasicrystal formed directly from the melt. The microstructure of the flakes consists of the -Mg solid solution and icosahedral Mg3YZn6 quasicrystal. Dense rods can be made from the flakes by 2-pass reciprocating extrusion and direct extrusion. The interfaces between flakes in the rods can be welded and jointed perfectly. During the reciprocating extrusion and direct extrusion process, more Mg3YZn6 compounds are precipitated and distributed uniformly, whereas the rods possesses fine microstructures inherited from rapidly solidified flakes. The rods contain only two phases: 冄-magnesium solid solution as matrix and fine icosahedral Mg3YZn6 quasicrystal which disperses uniformly in the matrix.     

铜模振动铸造法制备镁基大块金属玻璃研究

采用电阻炉熔炼,在氩气保护下熔体铜模振动铸造制备出直径为3 mm到8 mm的Mg65Cu25 Y10合金棒试样,利用显微镜对试样进行了金相观察,利用示差扫描量热计分析了合金的玻璃转变、晶化行为.发现利用工业纯原料制备的直径为3 mm的试样中具有非晶组织,而直径为4 mm及以上的试样则有较明显的枝晶组织.