等径道角 挤压工艺对铸态 AZ91D 镁合金组织的影响

目的介绍等径道角挤压的原理及其对铸态AZ91D镁合金的组织产生的作用。方法通过确定的试验工艺参数,对AZ91D镁合金进行了等径道角挤压变形试验。使用金相显微镜和扫描电镜(SEM),对变形前后的材料进行了显微组织的观察。结果通过进行ECAE挤压后,AZ91D镁合金中的黑色共晶相(Mg17Al12)产生了回溶,在机械剪切和动态再结晶的综合作用下,晶粒得到了细化。结论通过等径道角挤压,能明显改善铸态AZ91D镁合金的组织。     

铸态AZ81镁合金ECAP态组织与性能研究

采用自制的90°模具,经Bc路径在温度为300℃下研究对比了铸态及不同道次的等通道挤压(ECAP)态AZ81镁合金微观组织和力学性能.结果表明ECAP随着挤压道次的增加,AZ81镁合金显微组织和力学性能发生显著变化.当挤压到4道次,平均晶粒尺寸由原来铸态的145um细化为9.6um,拉伸断口韧窝明显增多;抗拉强度从180 MPa提高到306 MPa,延伸率和硬度分别达到15.8%和142HL.分析表明,AZ81镁合金在高温挤压过程中Mg17Al12相粒子被破碎,并部分溶入基体,$-Mg基体与%-Mg17Al12相互相阻碍其晶粒长大,获得细小晶粒组织.     

La对AZ91镁合金铸态组织的影响及其细化机制EI

以AZ91镁合金为基体,用真空电阻炉10-2Pa的Ar保护气氛中熔化、973~993K精炼、金属型无氧化重力铸造工艺制备了La含量在0%~0.65%(质量分数,下同)范围的镁合金试样。通过组织结构和DSC差热分析,研究探讨了La对合金铸态组织影响与细化晶粒组织的机理。实验结果证明,La可使AZ91镁合金基体组织中长且粗大并呈网状的Mg17Al12枝晶变得短小且致密,其网状线亦由连续变成断续;La细化晶粒组织的机制为La以Al11La3的形态在固液界面富集,增大了合金的过冷度,细化了晶粒,且La含量为0.16%时晶粒尺寸可细化到40μm的水平。     

T4 热处理对石膏型 AZ91 铸造镁合金组织和性能的影响

用石膏型熔模铸造技术,成功制备了AZ91镁合金铸件.用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)以及电子万能实验机等,研究了AZ91镁合金铸态及T4热处理态的显微组织演变和力学性能.结果表明,分布在铸态AZ91镁合金晶界的网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中逐渐溶解,铸态和T4热处理态中均存在大量的A18Mn5化合物,T4处理后,其力学性能显著提高.     

AZ91铸态镁合金中Mn含量对其微观组织及耐蚀性能的影响

目前,关于Mn对AZ91铸态镁合金耐蚀性能影响的研究并不充分,尤其是腐蚀机制方面仍不清楚。采用静态失重、电化学及盐雾腐蚀法研究了Mn含量对AZ91铸态镁合金微观组织及耐腐蚀性能的影响。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察AZ91铸态镁合金的微观组织和腐蚀形貌,采用能谱(EDS)仪、X射线衍射仪(XRD)分析了其物相组成。结果表明:AZ91铸态镁合金中的Mn主要以颗粒状的低电化学活性物质Al2Mn形式存在,阻碍了其腐蚀过程的进行;Mn能使AZ91铸态镁合金中的有效腐蚀相β-Mg17Al12减少,分布更弥散,从而使合金的腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,腐蚀速率降低,耐腐蚀性能增强;含0.8%Mn的铸态镁合金的耐腐蚀性能最好。     

添加Gd对变形镁合金AZ31组织与力学性能的影响

研究了在变形镁合金AZ31中添加稀土元素Gd对合金铸态和轧态组织与性能的影响。结果表明:加入AZ31中的Gd元素形成了稀土相Al2Gd和Al-Mn-Gd的混合相,使β-Mg17Al12相的数量减少甚至消失。铸态合金中的少量Gd元素削弱了Al的晶粒细化作用,使组织粗化;而当Gd元素的含量提高时Gd开始发挥晶粒细化作用,使合金的晶粒显著细化。对于轧态合金,加入Gd元素后形成的Al2Gd相能促进合金在轧制过程中的动态再结晶,使孪晶数量减少,加工硬化作用减弱,晶粒尺寸细化。而过量的Gd元素形成粗大的第二相,使合金组织粗化。因此,适量的Gd元素可使轧态AZ31合金的强度降低而延伸率提高,其中在350℃轧制的AZ31-0.8Gd合金的延伸率最高(为13.4%),不含Gd的合金延伸率仅为5.4%。     

Nd对AZ91镁合金组织和高温力学性能的影响

研究了Nd对AZ91镁合金组织和高温力学性能的影响.结果表明,稀土Nd(1%～4%(wt))的加入明显细化了AZ91镁合金的铸态组织,减少了β(Mg17Al12)相的析出.随着稀土Nd含量的增加,室温、150℃和250℃等3个温度下的强度都是先升后降,Nd含量为1%时合金的强度均达到最大值,特别是150℃下其强度高达203MPa;Nd含量的增加对AZ91镁合金的延伸率影响规律也是先升后降,高温下当Nd含量为2%时合金的延伸率达到最大值,表现出良好的韧性,同时也具有较高强度.     

Ca对AZ91显微组织及力学性能的影响

用气体保护法制备了含的合金,研究了对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ca能显著细化AZ91合金铸态和时效态的组织,改善了铸态组织形态。Ca的加入未形成新相或沉淀物,而是溶入β-Mg17Al12相中,并提高了β-Mg17Al12相的热稳定性。Ca的加入可以明显提高AZ91合金室温及高温下的拉伸性能。     

MgCO3在AZ31镁合金中的细化效果及机理

为改善AZ31镁合金铸态组织,用MgCO3对其进行细化,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和金相显微镜研究了细化工艺参数对AZ31镁合金显微组织及其物相组成的影响.结果表明:在AZ31中添加质量分数为0.6%的MgCO3,于760℃保温10 min细化效果最佳,α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至100μm,降幅约82.5%.少量多次添加MgCO3的细化效果明显优于单次添加MgCO3的细化效果.研究认为,细化机理是MgCO3反应后生成的部分Al4C3质点作为异质核心细化晶粒,多余的Al4C3质点钉扎晶界阻碍晶粒长大.Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用.合金元素的分布均有改变.     

AZ91D镁合金阳极氧化与热扩散渗铝复合膜层的研究

将阳极氧化与热扩散相结合对AZ91D镁合金表面进行低温渗铝处理,利用扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪对所得膜层的形貌、相结构及耐腐蚀性能进行了研究,并对复合膜层改善镁合金基体耐腐蚀性能的过程进行了分析.研究表明,该复合膜层是由MgO和金属间化合物Mg17Al12以及被γ相(Mg17Al12)包裹住的α-Mg晶粒共同组成;AZ91D镁合金表面的阳极氧化和热扩散渗铝复合膜层能显著提高镁合金基体材料的耐腐蚀性能.     

离心压力和冷却速度对AZ91镁合金凝固组织的影响

旨在优化AZ91镁合金凝固组织,通过OM和XRD设备研究了不同离心压力和冷却速度对AZ91镁合金凝固组织演变的影响,结果表明,随着离心压力的增大,合金晶粒尺寸细化,第二相β(Mg12Al17)析出量减少,不保温试样,β相形态由粗大连续网状向细小断续状转变,保温试样,β相为粒状弥散分布晶内,压力增大,颗粒数量减小,粒径细化.同等凝固压力下,增大冷速,一次β相析出量增多,二次β相析出量减少.XRD分析表明,增大离心压力β相峰值略微减弱,α-Mg的晶格常数减小.     

Si-RE复合合金化对AZ31镁合金显微组织及力学性能的影响

采用Si-RE元素对AZ31镁合金进行复合微合金化,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及拉伸实验仪等手段研究Si-RE元素对AZ31镁合金的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,Si-RE复合加入可以明显细化AZ31镁合金的铸态组织,β-Mg17Al12相也由网状分布变为颗粒状,同时生成了短棒状和针状的Mg2Si相及Al11RE3相;合金的综合力学性能显著改善,AZ31+0.4%Si+0.5%RE的强度和延伸率比原始AZ31镁合金分别提高了42MPa和3.9%,试样室温拉伸断口虽然是以解理为主的脆性断裂,但断口中出现了少量的韧窝,解理面也较小。     

挤压AM50(-Ca)镁合金的显微组织与力学性能研究

研究了挤压AM50(-Ca)镁合金的微观组织和力学性能.研究发现添加钙在AM50合金中生成新的Al2Ca相,并细化合金的晶粒尺寸.大于2wt.%的钙使铸态AMS0的晶粒尺寸从200 μm减小到40 μm,使挤压态AM50的晶粒尺寸从15 μm减小到7.5 μm.含钙量较少时,晶粒内仍含有少量的Mg17Al12相,Al2Ca相主要分布在晶界;含钙量多于2wt.%时,合金中的Mg17Al12完全消失,除晶界处的Al2Ca相外,在晶粒内部出现大量的针状Al2Ca相.加钙提高了AM50合金的低温抗拉强度,同时在所有试验温度下合金的屈服强度得到提升.     

Mg-4Sr中间合金的微观组织及其在AZ91D镁合金中的组织遗传效应研究

采用"对掺法"制备了相同成分、不同组织的Mg-4Sr中间合金。利用不同组织的Mg-4Sr中间合金在相同工艺条件下对AZ91D镁合金进行变质处理,对比分析了不同组织的Mg-4Sr中间合金试样的变质效果。实验测定了Mg-4Sr中间合金的DSC曲线,分析了Mg-4Sr中间合金的熔化特征。结果表明,Mg-4Sr中间合金由α-Mg基体和Mg17Sr2相构成。Mg-4Sr中间合金在AZ91D镁合金中存在组织遗传效应,组织细小均匀的Mg-4Sr中间合金对AZ91D镁合金表现出较好的变质效果。相同成分、不同组织的Mg-4Sr中间合金具有不同的DSC曲线,组织细小的Mg-4Sr中间合金的初始熔化温度和熔化焓都较低,从而导致其变质效果的差异。     

固溶处理对AM60B+XRE及AZ91D+XRE 镁合金性能的影响

研究了添加少量富铈混合稀土的AM60B+xRE及AZ91D+xRE合金(x=0.4、0.8、1.2、1.6和2.0%,质量分数)固溶处理后的显微组织与机械性能.结果表明,添加混合稀土能显著提高合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0.2,固溶处理明显提高AZ91D+xRE合金的强度;AM60B+xRE及AZ91D+xRE合金的铸态组织由α(Mg)固溶体、杆状Al11RE3相、颗粒状Al10Ce2Mn7相以及网状Mg17Al12相组成,经过固溶处理后,网状Mg17Al12相完全溶解,只剩下热稳定性较高的Al11RE3相和Al10Ce2Mn7相,随固溶时间的延长,其形态略有改变.AM60B+xRE合金拉伸试样断口呈带局部韧窝的准解理断裂形式,而AZ91D+xRE合金则呈现沿晶断裂+解理断裂的混合断口形态.     

旋转摩擦挤压法制备CNTs/Mg复合材料的组织和力学性能

通过显微硬度和抗拉强度试验、X射线衍射仪、扫描电镜和金相显微镜观察,研究经旋转摩擦挤压法制备的CNTs/Mg复合材料的组织及性能。结果表明:CNTs/Mg复合材料的组织为细小等轴晶,且随着CNTs含量的增加,复合材料晶粒尺寸逐渐细化,当CNTs含量为5%时,晶粒尺寸最小,由63μm减小至3.79μm,为AZ91基材晶粒尺寸的6.01%。经过旋转摩擦挤压加工后基材内第二相β-Al12Mg17相的量减少,CNTs的加入使复合材料中出现了Al4C3相,且第二相β-Al12Mg17相网状结构消失。加工后的镁合金抗拉强度提高,最大值为330.9 MPa,较原基材提高了90.6%,当CNTs含量小于2%时,复合材料强度高于原基材。复合材料硬度随着CNTs含量的增加呈先增加后降低的趋势,当CNTs含量为2%时,硬度最高,达101.3HV,比AZ91基材提高了40.3%。     

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-2Si(AS42)镁合金,研究了铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明:铸态AS42合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;β-Mg17Al12相呈网状和棒状分布于晶界上,粗大的汉字状Mg2Si相沿晶界或穿晶分布,多边形块状Mg2Si相随机分布于基体组织中。铸态合金的硬度为64.5 HV,室温抗拉强度为113.5 MPa,屈服强度为86 MPa,伸长率为4.1%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

稀土元素铈对AZ61镁合金铸态显微组织及结构的影响

运用金相显微镜、电子探针和X ray等手段分析了AZ61合金添加稀土元素Ce后铸态显微结构的变化。结果表明 ,Ce的加入细化了 β相和晶粒 ,并减少了 β相的量。Ce在AZ61合金中以呈块状和杆状Al4 Ce化合物的形式存在 ,这两种化合物熔点极高 ,几乎不溶于基体 ,有极少部分偏聚在晶界上。固溶处理后 ,AZ61合金中的 β (Mg12Al17)相几乎全部溶入基体 ;而加入稀土Ce后 ,AZ61合金中的Al4 Ce化合物几乎很少溶入基体。Ce的加入能够提高AZ61合金基体相的显微硬度 ,但幅度不大 ;而将其固溶处理后 ,Ce显著提高了AZ61合金的显微硬度。     

AZ81镁合金挤压组织和性能研究

对AZ81镁舍金铸锭进行(390±10)℃×15h的固溶处理后,在400℃进行挤压,挤压比为32∶1,研究其组织和力学性能.结果表明,挤压AZ81镁合金具有较细的晶粒组织,第二相Mg17Al12被破碎,其分布变得弥散,个别呈流线分布;挤压AZ81镁合金比铸造AZ81镁合金的力学性能有较大提高,其屈服强度为221.6MPa,抗拉强度为311.5MPa,伸长率为14.2%.其挤压态断口表现出明显的塑性断裂特征.     

等通道角变形对搅拌铸造SiC_P/AZ91复合材料显微组织与室温性能的影响

采用搅拌铸造法成功制备了SiC_P/Mg(AZ91)复合材料并对铸态复合材料进行了等通道角挤压变形(Equal channel angular pressing,ECAP)。结果表明,搅拌铸造态SiC_P/AZ91复合材料的基体组织致密,颗粒与基体结合良好,没有出现宏观团聚;SiC_P大部分聚集在晶界附近区域并呈"项链状"分布。ECAP变形可以有效地消除铸态SiC_P/AZ91复合材料中的SiC_P"项链状"分布,并且随着ECAP道次的增加,SiC_P分布更加均匀;在ECAP过程中,SiC_P发生了一定断裂但并不明显。SiC_P/AZ91复合材料基体晶粒随着变形道次的提高而逐渐细化。基体晶粒细化以及SiC_P分布均匀化是SiC_P/AZ91复合材料屈服强度和抗拉强度随着道次提升而逐渐增加的主要原因。