ZL301+xRe合金组织及力学性能的研究

研究了不同混合稀土添加量的ZL301+xRe合金(x=0.3、0.6、0.9,质量分数,%)铸态及固溶处理态的显微组织与力学性能。结果表明:混合稀土能使ZL301+xRe合金铸态组织晶粒细化,并形成沿晶界弥散分布的Al-Re相。添加0.6%的混合稀土及在435℃经15h的固溶处理对提高ZL301+xRe合金的力学性能最为有效,当混合稀土添加量超过0.6%时,Al-Re相转变为沿晶界连续分布的粗大杆状形态,该合金的力学性能下降。     

稀土Y对Al-10Mg合金显微组织和性能的影响

研究了添加少量稀土Y及固溶处理对Al-10Mg合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响.结果表明,Y的加入能细化铸态合金的晶粒,形成Al4MgY相,沿晶界不连续分布,起到很好的晶界强化作用,从而提高合金的抗拉强度和伸长率.当Y的含量为0.4%时合金具有最佳的综合力学性能,抗拉强度达到261.8 MPa,伸长率为4.3%.当Y含量超过0.4%时,Al4MgY相开始沿晶界连续分布,降低了晶界的结合强度,合金的强度和韧性下降.不含Y的合金拉伸测试时,出现典型的枝晶间脆性断裂,加Y后断裂机制转变为韧性断裂,因此合金韧性大大提高.固溶处理后合金的耐蚀性能好于铸态的,随着Y含量的增加,合金的腐蚀倾向变大,Y对合金的耐蚀性能是不利的.     

ZM5+xRE合金组织和力学性能的研究

研究了不同混合稀土添加量的ZM5+xRE合金(x=0.4、0.8、1.2、1.6、2.0,质量分数,％)铸态及固溶状态的显微组织与力学性能.结果表明,混合稀土能够使ZM5+xRE合金铸态组织中基体相α-Mg的晶粒细化,晶界处的β-Mg17Al12相由不 连续的网状转变为颗粒状,并形成杆状稀土相;进一步的固溶处理不仅使β-Mg17Al12相充分溶解,还可使粗大的杆状稀土相逐渐熔断,球化.综合考虑混合稀土及固溶处理对ZM5+xRE合金组织性能的影响,添加0.8％的混合稀土及410℃、25 h的固溶处理,对提高ZM5+xRE合金力学性能最为有效.     

混合稀土和挤压铸造对ZL305合金组织和性能的影响

采用挤压铸造和重力铸造制备出不同混合稀土含量的ZL305合金,研究了混合稀土含量和挤压铸造对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在重力铸造下,添加混合稀土对合金晶粒细化效果明显,当添加0.1%的混合稀土时,ZL305合金的综合力学性能达到最佳,抗拉强度增加到227.88MPa,伸长率为6.47%。相比重力铸造,挤压铸造成形的合金组织明显细化,并且合金铸态的抗拉强度和伸长率都明显提高。添加0.2%的混合稀土时,合金的抗拉强度和伸长率最佳,分别为302.35MPa和7.23%。经430℃×10h固溶处理后挤压铸造合金的性能显著提高。     

La添加量对ZM5镁合金显微组织及力学性能的影响

研究了不同稀土La添加量对ZM5合金的铸态显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,添加La能够使ZM5合金中的α-Mg晶粒组织细化,并形成稀土化合物Al_(11)La_3和Al_8LaMn_4。随La添加量的增加,沿晶界网状分布的β-Mg_(17)Al_(12)相逐渐转变为弥散分布。其中,La添加量为0.8%时铸态ZM5合金的室温力学性能最好,抗拉强度和伸长率分别为225 MPa和5.32%。     

固溶处理时间对ZL301合金机械性能的影响

铸态的ZL301合金的显微组中存在着脆性化合物β相,将严重降低合金的机械性能。为了提高ZL301合金的强度和塑性,必须对其进行固溶处理,使β相在固溶温度下溶入α基体而呈饱和状态。但是β相的溶解速度是相当缓慢的,若需得到完全均匀化,固溶处理时间长达60～70小时。ZL 301合金的传统固溶处理工艺是:在435±5℃下保温15～20小时,     

稀土Ce对Al-10Mg合金组织及力学性能的影响

研究了添加稀土Ce及固溶处理对Al-10Mg合金显微组织及力学性能的影响。添加Ce能够细化Al-10Mg合金的铸态组织,并形成Al4Ce相,固溶处理可使Al3Mg2相溶解。随Ce添加量的增加,Al4Ce相由弥散分布的颗粒状、短杆状形态转变为粗大连续的枝状形态。综合考虑,添加0.4%的Ce对提高Al-10Mg合金的力学性能最为有效。     

固溶工艺对AZ61-RE镁合金显微组织和力学性能影响

在AZ61镁合金中添加了少量富Ce混合稀土元素,重点研究了固溶工艺对新型AZ61-RE合金的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:AZ61-RE镁合金铸态组织主要由α-Mg基体、沿晶界网状分布Mg_(17)Al_(12)相、花瓣状的Al_(10)RE_2Mn相、块状的Al_(11)RE_4相组成。随固溶温度(350～450℃)升高及保温时间(3～12 h)延长,Mg_(17)Al_(12)相不同程度地溶解于基体中,但稀土相几乎不变;显微硬度呈逐渐减小的趋势,屈服强度和抗拉强度呈逐渐减小的趋势,但断裂伸长率变化不大,这应与固溶处理后残留的稀土相处易萌生微裂纹有关。拉伸试样断口形貌表明,铸态和固溶处理后材料断裂模式均表现为韧脆混合型断裂特征。     

稀土Er对ZK21镁合金组织的影响

研究了添加稀土Er（0～4.0%）对半连续铸造ZK21合金铸态和均匀化态组织的影响。结果表明,稀土Er的添加可有效细化铸态组织,加入2.0%的Er使合金的平均晶粒尺寸由94μm细化至62μm,减小了34%。Er在均匀化态合金中部分固溶于基体中,部分与Mg、Zn元素形成热稳定Mg-Zn-Er三元化合物相;当稀土含量高于0.5%时,合金中不存在二元Mg-Zn相。随着稀土含量的增加,Er在基体中的固溶度增大,化合物的体积百分数增多,与此同时,Zn在基体中的固溶度减少。合金的硬度在Er含量为2.0%时达到最大,这是基体中Zn、Er元素固溶强化和析出相强化的综合作用结果。     

汽车发动机用AZ31镁合金的合金化与热处理行为研究

对汽车发动机用AZ31镁合金进行了微合金化和固溶时效处理,研究了不同稀土添加量对铸态和固溶时效态AZ31合金力学性能与显微组织的影响。结果表明,在AZ31合金中添加0.76%的稀土时,合金可以获得较好的室温和150℃高温力学性能,这是因为合金的晶粒细化和第二相的析出强化作用。     

混合稀土对Cu-30Ni-20Fe-5Al微观组织及流动性的影响

采用真空熔炼制备不同稀土含量的Cu-30Ni-20Fe-5Al合金,研究了稀土含量对铸态Cu-30Ni-20Fe-5Al合金组织和流动性能的影响及内在机制。结果表明,铸态Cu-30Ni-20Fe-5Al合金由α-Cu和NiAl化合物两相组成,NiAl相以不规则环状分布,其不规则环状内外两侧存在较大的Fe元素偏析;加入混合稀土后,随混合稀土含量的增加,铸态合金中NiAl相变为球状、棒状独立存在,晶界处出现富稀土相的析出;当混合稀土含量达到0.78%时,不规则环状NiAl相球化效果最好;在流动性试验中,加入0.78%混合稀土元素与不加混合稀土元素比较,自制螺旋试样长度增加25%,合金的流动性能最好。     

热处理对金属型铸造Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界呈不连续网状分布的Mg_5(Gd,Y)共晶相组成,经固溶时效处理后,合金组织主要由分布于晶粒内部和晶界处的颗粒状Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5相组成,有效地提高了合金强度。在不同状态下合金的室温抗拉强度为:铸态191.5 MPa、固溶态213.6 MPa以及时效态269.7 MPa。经固溶时效处理后,塑性有明显的改善。     

合金元素Sb对AM50镁合金组织和性能的影响

研究了Sb的加入对AM50合金的铸态组织和力学性能的影响.结果表明,随着Sb加入量的增加,呈连续或断续网状的β相转变为条状或颗粒状,当Sb加入量为0.5%时,AM50合金的铸态组织得到明显细化,且在组织中出现了条状新相Mg3Sb2.随着Sb加入量继续增加,Mg3Sb2相明显增多且尺寸较大,基本上分布在晶界或枝晶处.随着Sb加入量的增加,AM50合金的拉伸强度呈现先升后降的趋势,在0.5%Sb时,拉伸强度达到最大值180.2 MPa,比未添加Sb时提高了17.7%.伸长率随着Sb的加入基本上呈现下降的趋势.加入Sb后,AM50合金的断裂方式由塑性断裂到混合断裂再转变为解理断裂.     

Mg-6Al-5Zn-xCa(x=4,5,6,7)-5Gd合金的显微组织和力学性能

研究了不同高含Ca量的Mg-6Al-5Zn-x Ca(x=4,5,6,7)-5Gd合金铸态以及热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,铸态时,随着含Ca量的增加,连续分布于晶界处的第二相β-Mg_(25)(Al,Zn)_(37.5)逐渐变细,呈颗粒状的Al_2Gd相和块状的CaZn_5相部分溶解,以更加圆润的小颗粒状相和小块状相分布在组织中,其抗拉强度和屈服强度先升高后降低,伸长率下降;固溶处理后,大部分β-Mg_(25)(Al,Zn)_(37.5)相逐渐溶入合金基体中,合金的强度和伸长率均显著增加,随着含Ca量的增加,固溶组织中分布更多的颗粒状相和块状相,其抗拉强度和屈服强度先升高后降低,伸长率变化不大;固溶+时效处理后,产生时效强化,时效12 h后合金硬度达到峰值,随时效时间延长,硬度稍有降低,然后趋于平缓,说明合金有较优异的热稳定性。断口分析表明,随着含Ca量的增加和热处理方式的不同,合金的断裂机制有从脆性断裂向韧性断裂转变的趋势。当含Ca质量分数为6%时,合金铸态断口形貌中有明显韧窝存在,热处理后,其断口形貌中韧窝数量增多,大小一致,分布趋于均匀。实验合金以Mg-6Al-5Zn-6Ca-5Gd合金经390℃/8 h固溶+200℃/12 h时效处理后的力学性能最佳。     

添加重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响

研究重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响。结果表明:单独和复合添加重熔料及稀土钇都能够细化合金组织,使之变得更加均匀、细小。单独添加重熔料对ZL205A合金相的组成没有影响,但是提高了ZL205A合金凝固过程中液相线温度,增大了固液共存区间,进而增加合金的热裂倾向性;单独添加稀土钇和复合添加重熔料及稀土钇均可使合金凝固过程中液相线温度降低,减小固液共存区间从而有效地改善合金的热裂倾向性,使得热裂抗力由原料ZL205A合金的330N左右分别提高至450和670N左右。除此之外,添加稀土钇后,三角晶界处出现了灰色块状富钇相。     

固溶时效对Mg-Gd-Y合金显微组织和力学性能的影响

对汽车发动机用Mg-7Gd-5Y合金进行了固溶和时效处理,研究了固溶温度和时效时间对合金微观组织与力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:铸态合金中主要由α-Mg固溶体、Mg3(Gd,Y)相、14H长周期相和立方状富稀土相组成;在固溶温度为500℃时,合金的抗拉强度相对原始态提高了11%、断后伸长率提高了2.4%,具有较好的强度和塑性结合;随着固溶温度的升高,晶界处共晶相含量逐渐减小;500℃固溶10 h后晶界向晶内生长的长周期相片层变薄,并形成了较多的堆垛层错;随着时效时间的延长,合金的屈服强度和抗拉强度都表现为先升高而后降低的趋势,在时效时间为120 h时达到最大值,而断后伸长率随着时效时间的延长而整体保持逐渐降低的趋势。     

热处理对Mg-6Zn-1.5Cu合金组织及性能的影响

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)和力学万能试验机等手段研究了铸造Mg-6Zn-1.5Cu合金在不同状态下的组织,性能及断裂行为。结果表明,合金的铸态组织主要由α-Mg相,在晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+MgZn_2+Mg_2Cu+CuMgZn)共晶相和晶内呈孤立的颗粒状相组成。合金在450℃固溶12~36h和180℃时效12~36h范围内,随着保温时间延长,固溶效果和时效强化效应逐渐增加;当固溶和时效时间超过28h后,固溶残余的共晶化合物和时效析出强化相均有粗化现象。合金在时效28h后获得了良好的组织,最大抗拉强度达265 MPa,最大伸长率达5.90%。铸态合金的断裂方式呈解理和沿晶断裂特征,时效处理后合金的断裂方式以沿晶和穿晶断裂混合模式存在。     

Ti添加量对Al-12Si-4Cu-0.5Mg合金组织与强度性能的影响

通过向Al-12Si-4Cu-0.5Mg合金中添加不同含量的Ti元素进行细化处理。结果表明:Ti加入量在0.15%~0.78%区间范围内,当Ti添加量在0.45%左右时合金铸态下的强度性能最好,其σb和σ0.2分别为278和116 MPa;该合金在固溶时效处理后,其σb和σ0.2可达438和122 MPa,分别较铸态提高了57.6%和5.2%。Ti元素的加入,使合金的典型共晶组织弱化,而分别向α-Al基体和Si相分化。固溶时效处理后,以Si相为主的强化相边缘明显趋于圆化,主要以短棒状及颗粒状形态存在,并弥散分布在Al基体上。     

铸态Mg-11Gd-2Y-xSm-0.5Zr合金组织和性能分析

通过光学显微镜对铸态Mg-11Gd-2Y-x Sm-0.5Zr(x=0,1,3,5)合金微观组织进行观察,使用X射线衍射仪研究合金的物相组成,同时通过扫描电镜和能谱仪对合金微观形貌及成分进行观察,最后利用拉伸实验测试合金的力学性能。研究结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织由固溶有稀土元素的粗大枝晶状α-Mg基体和沿晶界析出的稀土化合物Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5组成。Sm的加入增加了Mg_(41)Sm_5相,使基体由粗大的树枝晶逐渐转变为枝晶细小的等轴晶。随着Sm含量的增加,第二相形态由不连续分布向连续网状分布转变。Sm的加入明显提高合金的强度,使合金室温强度先升高后降低,伸长率由2.39%下降至0.47%,在本研究范围内,Sm加入量为3%时合金抗拉强度为220 MPa,伸长率为1.19%,综合力学性能最优。     

稀土元素镧对AZ91镁合金显微组织及硬度的影响

研究了稀土镧对AZ91合金的显微组织和硬度的影响.结果表明:加入稀土镧后,AZ91合金铸态晶粒细化,且Mg17Al12相减少;大部分镧与铝结合生成高熔点、高热稳定性的针状稀土相(Al11La3),从而改善晶界相的分布,提高铸态宏观硬度;固溶 时效处理后,在晶界处析出片层状Mg17Al12相.随时效时间的延长,硬度进一步增加.