热处理对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响

研究热处理工艺对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金的显微组织主要由α-Mg、T相和Mg51Zn20相组成;单级等温时效（325°C,10 h）以及双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理均未能使T相和Mg51Zn20相溶入基体,且晶粒也未明显长大。在325°C下时效10 h,晶内析出大量短杆状β′1相,延长时效时间将导致β′1相粗化及数量减少。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金在325°C下时效10 h后具有最高的屈服强度（153.9 MPa）和抗拉强度（247.0 MPa）,相比铸态合金分别增加48 MPa和23 MPa,伸长率降低至15.6%。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr合金经双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理后的屈服强度和抗拉强度与单级等温时效处理（325°C,10 h）的相当,但伸长率有所下降。此外,不同状态下Mg-Zn-RE-Zr镁合金的断裂主要表现为准解理断裂,但局部特征有差别。     

Mg-x(x=2,3,4)Zn-1Gd-1Ca-0.5Mn合金显微组织和时效硬度研究

设计了Mg-x(x=2,3,4)Zn-1Gd-1Ca-0.5Mn(wt%)系列镁合金,研究了Zn含量和固溶时效处理工艺对镁合金的显微组织和显微硬度的影响。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜对不同状态的镁合金进行显微组织观察和物相分析,并采用维氏硬度计测试时效硬度值。研究结果表明:三种合金均由α-Mg、Ca2Mg6Zn3和α-Mn等相组成,并且随Zn含量的增加,晶粒逐渐减小,析出的第二相相数量增多。其中Mg-4Zn-1Gd-1Ca-0.5Mn合金具有较好的时效强化效果。     

固溶和时效对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及硬度试验等手段,研究了固溶和时效处理对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响。结果表明,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr铸态合金主要由α-Mg相和X-Mg12ErZn相组成;合金的最佳固溶工艺为540℃×32 h,在该工艺条件下X-Mg12ErZn完全溶入α-Mg基体中,析出大量的W-Mg3Er2Zn3相,且晶粒没有明显长大;随后合金经过180℃的时效处理,与固溶态合金相比,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr时效态合金组织变化不明显,仍由α-Mg相和W-Mg3Er2Zn3相组成,合金的显微硬度值变化不大。     

热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能的影响

本文对热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能的影响进行了实验性探究。结果显示热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能具有显著影响。挤压态合金主要由非均匀分布的Mg2Sn相组成。经过495℃,10h固溶处理之后,大部分Mg2Sn相溶入到基体中。时效处理能大幅改善Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金的力学性能,最佳时效工艺为：在250℃条件下时效60h。实验最终力学性能参数为：维氏硬度89HV,极限抗拉强度262MPa,屈服强度218MPa,延伸率10.4%。基于实验结果分析,可以发现对于经时效处理的挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金,沉淀强化是主要的强化因素（~51.76%）。     

新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.5Zr的组织和力学性能

研究了新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.45Zr的组织和力学性能。研究表明,试验合金的铸态组织为近等轴晶,主要由α-Mg基体和晶界处的(α-Mg+Mg12Nd)共晶组成。试验确定了固溶试验合金的较优时效处理工艺。试验合金经T6热处理后,室温屈服强度较ZM6合金显著提高。同时,试验合金的高温瞬时抗拉强度、屈服强度以及抗蠕变性能均显著优于ZM6合金。     

复合添加Yb和Ca对Mg-6Zn合金组织的影响

利用OM、SEM、EDS、XRD及DSC等测试方法研究了复合添加Yb和Ca对Mg-6Zn合金组织的影响。结果表明:Mg-6Zn-0.2Ca合金铸态组织主要由α-Mg、Mg7Zn3、MgZn2及MgZn等相组成,合金组织有被Ca细化趋势;复合添加微量Ca和Yb后,枝晶组织呈"花瓣"状,并随Yb含量增加,"花瓣"状组织明显增多,其晶粒稍有细化;经固溶处理(T4)后,Mg-6Zn-0.2Ca-xYb(x=0、1、1.5)合金组织由铸态时枝晶转变成等轴晶,与Mg-6Zn-0.2Ca合金相比,含Yb合金晶粒有明显粗化现象;Mg-6Zn-0.2Ca-1.5Yb合金中含有稳定的三元Mg-Zn-Yb化合物,初步认定该化合物中Zn、Yb的原子比在4~6之间。     

Y和Gd含量对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织与性能的影响

活性稀土元素Y在镁合金熔炼过程中极易形成Y2O3夹杂,降低含Y镁合金铸件的合格率,已成为含Y镁合金推广应用的瓶颈之一。以Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金为研究对象,在保持稀土总质量分数不变的前提下,用Gd来部分替代Y,研究了Mg-xGd-(12-x)Y-0.5Zn-0.5Zr(x=9,10,11,12)合金的微观组织与力学性能。结果表明,铸态合金相组成主要为α-Mg基体和(Mg,Zn)_5(Gd,Y)共晶相,经固溶处理后,第二相基本完全固溶,残余第二相粒子为Mg5Gd、Mg3Gd或Mg2Gd相;在225℃下,含Y的镁合金在16h即可达到峰值硬度,而Mg-12Gd-0.5Zn-0.5Zr合金在64h时才达到硬度峰值,且峰值硬度明显低于其他含Y的镁合金;在铸态、固溶态和峰时效态下,Mg-9Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr和Mg-12Gd-0.5Zn-0.5Zr合金的伸长率较低。     

热处理对Mg-45Zn-1.5Nd合金组织及性能的影响

采用常规铸造法制备了Mg-45Zn-1.5Nd三元合金,利用SEM、EDS、XRD、硬度及拉伸实验等方法,研究了热处理对Mg-45Zn-1.5Nd合金组织及性能的影响规律。结果表明:铸态组织由Mg7Zn3基体、α-Mg枝晶、α-Mg+MgZn共晶组织以及极少量的球状准晶相组成;退火后α-Mg枝晶和共晶组织溶入基体中,析出了球状准晶相,组织均匀化程度显著提高;热处理使Mg-45Zn-1.5Nd合金的性能大幅度提高,硬度和抗拉强度最高分别达到141.9 HB和168 MPa,比铸态合金提高了14.3%和48.7%,最佳热处理工艺为330℃×6 h;热处理后拉伸断口中尽管出现少量韧窝,但仍是以解理为主的脆性断裂。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

挤压态和时效态Mg-Zn-Mn-Sn-Y合金的组织性能

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等对挤压态和时效态Mg-6Zn-1Mn-4Sn和Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金的微观组织和力学性能进行研究。结果表明：与ZMT614镁合金相比,添加Y元素后,ZMT614-0.5Y晶粒得到细化,综合力学性能得到提高。Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y合金的相组成为α-Mg、Mg Zn2、Mn、Mg2Sn和MgS n Y相。经过T6热处理后,合金的抗拉强度和屈服强度明显得到提高,伸长率明显被降低。理论计算表明,在挤压态合金中,细晶强化和固溶强化产生重要的作用,而在T6热处理态合金中,析出强化产生决定作用。     

Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr合金的显微组织与时效硬化行为

研究了Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr(SZK510)合金经固溶处理(480 ℃×10 h)和175、200、225 ℃,1～100 h时效处理后的时效硬化行为和显微组织特征,并推导出该合金的时效动力学方程.结果表明,固溶时效处理后显微组织由α-Mg和Mg_2Sn,以及少量的MgZn相和α-Zr组成;试验合金具有明显的时效硬化特征:在3个不同的时效温度下,硬化曲线都呈抛物线形状,但在175 ℃时效时,曲线出现两个峰值,并且在保温时间为3.98 h有最大的显微硬度值;试验合金的时效动力学方程符合f=1-exp(-kt~m)关系,随着时效温度提高,k值减小m值增大.     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

Effect of ageing treatment on microstructures,mechanical properties and corrosion behavior of Mg-Zn-RE-Zr alloy micro-alloyed with Ca and Sr

Effects of ageing treatment on the microstructures, mechanical properties and corrosion behavior of the Mg-4.2Zn-1.7RE-0.8Zr-xCa-ySr [x=0, 0.2 (wt.%), y=0, 0.1, 0.2, 0.4 (wt.%)] alloys were investigated. Results showed that Ca or/and Sr additions promoted the precipitation hardening behavior of Mg-4.2Zn-1.7RE-0.8Zr alloy and shortened the time to reaching peak hardness from 13 h to 12 h. The maximum hardness of 77.1±0.6 HV for the peak-aged Mg-4.2Zn-1.7RE-0.8Zr-0.2Ca-0.2Sr alloy was obtained. The microstructures of peak-aged alloys mainly consist of α-Mg phase, Mg₅₁Zn₂₀ phase and ternary T-phase. The Zn-Zr phase is formed within the α-Mg matrix, and the Mg₂Ca phase is formed near T-phase due to the enrichment of Ca in front of the solid-liquid interface. Furthermore, fine short rod-shaped β′₁ phase is precipitated within the α-Mg matrix in the peak-aged condition. The peak-aged Mg-4.2Zn-1.7RE-0.8Zr-0.2Ca-0.2Sr alloy exhibits optimal mechanical properties with an ultimate tensile strength of 208 MPa, yield strength of 150 MPa and elongation of 3.5%, which is mainly attributed to precipitation strengthening. In addition, corrosion properties of experimental alloys in the 3.5wt.% NaCl solution were studied by the electrochemical tests, weight loss, hydrogen evolution measurement and corrosion morphology observation. The results suggest that peak-aged alloys show reduced corrosion rates compared with the as-cast alloys, and minor additions of Ca and/or Sr improve the corrosion resistance of the Mg-4.2Zn-1.7RE-0.8Zr alloy. The peak-aged Mg-4.2Zn-1.7RE-0.8Zr-0.2Ca-0.2Sr alloy possesses the best corrosion resistance, which is mainly due to the continuous and compact barrier wall constructed by the homogeneous and continuous second phases.

     

Microstructures and properties of rapidly solidified Mg-Zn-Ca alloys

Ternary alloys based on the Mg-Zn-Ca system were produced by twin-roll rapid solidification.The alloys were characterized by OM,SEM,HRTEM,XRD,EDS and Micro-hardness.The results show that the rapidly solidified flakes are of fine dendritic cell structures with the cell size ranging from 1 to 5μm.The Mg-6Zn-5Ca alloy in RS and annealing(200℃for 1 h) states are mainly composed ofα-Mg,Mg_2Ca,Ca_2Mg_6Zn_3 and a small quantity of Mg_(51)Zn_(20),MgZn_2 and Mg_2Zn_3.Micro-hardness increases with the increment of...     

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、XHB-3000型布氏硬度计和万能电子拉伸实验机等研究了Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金的最佳热处理工艺和热处理对合金显微组织及性能的影响。结果表明:合金的最佳固溶工艺为485℃×16 h+505℃×16 h,时效工艺为225℃×12 h。铸态合金主要由初生相α-Mg基体和大量处于晶界处网络状的Mg5Gd、Mg24Y5、Mg2Ca相组成。经固溶时效后,相种类没有变化,但晶界变得清晰,第二相的形貌显著改变,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上,组织得到明显改善,合金的力学性能显著提高,时效态合金的抗拉强度、屈服强度及硬度均显著优于铸态合金,分别由原来的217 MPa、185 MPa和92 HB增加到265 MPa、228 MPa和121 HB,这主要归功于时效沉淀强化的作用。     

Cr-Bi对Mg-8Zn-4Al合金铸态组织及时效沉淀相演变的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段研究了Bi、Cr-Bi复合添加对Mg-8Al-4Zn合金铸态组织及时效沉淀相演变的影响。结果表明:Cr-Bi复合添加能有效改善合金的铸态组织,使连续网状相断开呈短杆或颗粒状。Bi、Cr-Bi复合添加的合金经350℃×12 h+160℃时效,其沉淀硬化曲线呈现典型的温时效。Cr-Bi复合添加的合金时效初期硬化速率较高,20 h就达到峰值硬度的97%,时效48 h达到峰值硬度92.44 HV,过时效阶段硬度下降速度比较缓慢。Mg-8Zn-4Al-0.5Bi合金经350℃×12 h+160℃×120 h时效后主要有MgZn2、Mg3Bi2和单Bi相,呈短杆或细小颗粒状弥散分布在基体上;Cr-Bi复合添加的合金经350℃×12 h+160℃×144 h时效后,除短杆或细小颗粒状的MgZn2相外还有Cr、Al12Cr3等沉淀相,没有发现粗大的MgZn相,且沉淀相与单独添加Bi经120 h时效的合金相比更加细小、致密、弥散均匀分布。     

Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织(英文)

利用TEM和HRTEM研究Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织。结果表明:Mg-8Zn-4Al-1Ca合金较Mg-8Zn-4A1合金时效硬度显著增高。Mg-8Zn-4Al-1Ca合金在160°C时效16 h,有大量的盘状Ca2Mg6Zn3相沉淀弥散析出,此外,合金的微观组织中还存在晶格畸变、蜂窝状的莫尔条纹、刃型位错及位错环;经48 h时效后合金中沉淀相为粗大的盘状沉淀相和细小、弥散的粒状沉淀相;经227 h时时效后后,其组织中存在大量MgZn2相和Ca2Mg6Zn3相。因此,在Mg-8Zn-4Al-1Ca时效160°C的合金中添加Ca元素能有效提高合金的时效硬度及促进MgZn2强化相的生成。     

固溶-时效对新型高强高淬透性热挤压Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

采用力学性能测试、金相观察（OM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微分析（TEM）研究了固溶-时效工艺对Al-6. 6Zn-1. 8Mg-0. 24Cu-0. 23Mn-0. 21Zr（wt%,7046A）合金挤压板带显微组织与力学性能的影响。结果表明:合金适宜的固溶-时效工艺为470℃×1 h固溶随后120℃×24 h人工时效。在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为570 MPa、532 MPa和10. 9%。T6态合金的物相组成为Al基固溶体、含Mn和Zr的初晶相以及3～5 nm的η’（MgZn₂）析出相,与此同时,晶界上析出η（MgZn₂）平衡相。合金的强化机制为固溶强化、亚结构强化和时效强化。      

固溶工艺对挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金组织和硬度的影响

通过差热分析(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析手段研究了不同固溶处理工艺对挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金经过固溶处理后显微组织主要由α-Mg基体、Mg₁₂Zn(Gd, Y)相、富稀土相等组成。当固溶温度达到490 ℃后,随着保温时间的延长,合金基体中析出规则条纹状14H-LPSO相,该相主要起到第二相强化的作用,并能显著提高试验材料的显微硬度。该合金的最佳固溶处理工艺为490 ℃×13 h时,其平均显微硬度最高,达到77 HV0.2。