Mg-(8-14)Zn-3Al合金显微组织与凝固行为的研究

利用OM、XRD、DSC和SEM等方法研究了Zn含量对铸态Mg-(8-14)Zn-3Al镁合金显微组织与凝固行为的影响。结果表明:Mg-(8-14)Zn-3Al合金的铸态组织由α-Mg相、颗粒状或骨骼状的ε-Mg Zn相以及狭长块状的τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相组成。随着Zn含量的增加,合金中ε-Mg Zn相和τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相增多,沿晶界呈连续网状分布,且合金的平均晶粒尺寸呈减小趋势。与此同时,Zn含量的增加使得Mg-(8-14)Zn-3Al合金中α-Mg相和第二相析出温度降低、合金的凝固温度区间减小。Mg-(8-14)Zn-3Al合金凝固路径相同。Zn含量的增加使得合金中显微疏松由分散状态转变为条形的聚集状态。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg_2Si相组成。固溶处理过程中,β-Mg17Al12相溶于基体而形成α-Mg过饱和固溶体,粗大的汉字状Mg_2Si相颗粒逐渐溶解、溶断而转变为相对细小的球状。随固溶处理时间延长,合金的硬度逐渐降低;室温与150℃下的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。合金的拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

微量Mn添加对Mg-6Zn-3Al镁合金非枝晶组织演变的影响

利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了Mg-6Zn-3Al-xMn(x%=0%,0.1%,0.3%,0.5%,质量分数)合金的铸态组织和在等温热处理过程中的非枝晶组织演变规律。结果表明:铸态基体合金由α-Mg、Mg_2Zn_3、Mg_7Zn_3和Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相组成。添加Mn后,析出了Al Mn和Al_8Mn_5相,且随Mn含量的增加,晶粒逐渐得到细化。合金经580℃等温保温30 min后,获得的非枝晶组织由初生α_1-Mg颗粒和包裹在共晶组织中二次水淬凝固形成的α_2-Mg颗粒及分布在初生颗粒间呈蜂窝状的共晶相组成。随着Mn含量增加,固相颗粒的平均尺寸和形状因子呈先减小后增加的趋势,组织中液相比例逐渐减少。当Mn含量(质量分数)为0.1%时,可获得近似球状、细小圆整、均匀分布的固相颗粒。在等温热处理过程中,溶质扩散和界面张力对组织演变起主导作用。Zn和Al溶质原子在液相中的成分起伏是初生颗粒在分离和球化过程中产生颈缩的重要原因。     

Zn添加对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响（英文）

研究Zn添加对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr(wt.%)合金在铸态、固溶态和峰时效态下显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,不含Zn的铸态合金由α-Mg和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,而含0.5wt.%Zn的铸态合金由α-Mg、(Mg,Zn)_3(Gd,Y)和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相组成。随着Zn含量增加到1 wt.%,Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5相消失,一些针状堆垛层错沿晶界分布。此外,在含2wt.%Zn的铸态合金中观察到18R型长周期结构相。固溶处理后,Mg_(24)(Gd,Y)_5和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_5共晶相完全溶解,(Mg,Zn)_3(Gd,Y)相、针状堆垛层错和18R型长周期结构相均转化为14H型长周期结构相。适当体积分数的14H型长周期结构相和细小的椭球状β′相共同赋予峰时效态下含0.5 wt.%Zn合金优良的综合力学性能,该合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为338 MPa、201 MPa和6.8%。     

Mg-9Zn-xAl合金的显微组织和力学性能

借助金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计及电子万能试验机等研究了Mg-9Zn-xA(lx=2%、4%、6%)合金的显微组织和力学性能。试验结果表明:随着Al含量的增加,晶粒尺寸呈不断减小的趋势,合金中的第二相由断续状分布向连续网状转变;当Al含量为2%和4%时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32(Al,Zn)49相和MgZn相组成,当Al增加到6%时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32(Al,Zn)49相和少量Mg5Zn2A12相组成。抗拉强度随着Al含量的增加呈先增大后减小的趋势,当Al含量为4%时,抗拉强度为171MPa;伸长率和硬度随着Al含量的增加而逐渐增加,当Al含量为6%时,硬度为133HV。     

Al-Mg-Zn钎料钎焊镁合金AZ31B接头的显微组织和性能

以Al-Mg-Zn钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,分析了变形镁合金AZ31B钎焊接头的显微组织、钎缝物相和力学性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)等仪器分析了钎焊接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的强度及形成相的显微硬度.结果表明,在钎焊接头的钎缝中钎料与母材Az31B发生反应生成离异共晶组织α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12),母材AZ31B的显微硬度最低,钎缝中的β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)相显微硬度最高.对接和搭接接头断口的断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂产生在离异共晶组织α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)中的β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12)硬脆相处.

Abstract：

High-frequency induction brazing of wrought magnesium alloy AZ31B with Al-Mg-Zn fdler metal was investigated. Microscopic structure, the phases and the mechanical properties of brazed joint were studied. The microstructure and formation phases at the interface in the brazed joint were investigated by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction instrument(XRD) and energy dispersive spectrometer (EDS). The strength of the brazed joint and the microhardness of the formation phases were also tested. The results show that, Al-Mg-Zn filler metal reacting with the base metal AZ31B, and a-Mg+β-Mg_(17) (Al,Zn)_(12) divorced eutectic structure is formed in the brazed joint. Microhardness of the base metal AZ31B is the smallest and β-Mg_(17) (Al, Zn)_(12) phase of the brazed joint is the hardest. Both the butt joint and the overlap joint exhibit intergranular fracture mode, the fracture comes from hard brittle phase β-Mg_(17) (Al,Zn)_(12) of α-Mg+β-Mg_(17)(Al,Zn)_(12) divorced eutectic structure.     

铸态Mg-Sn-Al-Zn合金组织和力学性能

利用纯镁、锡粒、纯锌和AZ31合金制备Mg-Sn-Al-Zn系合金,通过调整Sn、Al和Zn含量来研究Mg-Sn-Al-Zn系合金的组织和性能,以获得设计合金的成分范围。通过光学显微金相观察、XRD分析以及硬度测试,研究了添加量5wt%~8wt%Sn、2wt%~3wt%Al、1wt%~2wt%Zn的铸态Mg-Sn-Al-Zn系显微组织与力学性能。实验结果表明:Mg-Sn-Al-Zn系合金主要由α-Mg、Mg2Sn相以及较少量的β-Mg17Al12和τ-Mg32(Al,Zn)49相组成,β-Mg17Al12和τ-Mg32(Al,Zn)49相沿枝晶间断续分布。提高Sn含量,可细化枝晶,Sn是影响合金力学性能的主要因素。Al、Zn含量提高时,可提高合金固溶强化效果,而且Al强化效果优于Zn。     

铸态Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金的组织和性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜以及扫描电镜对铸态Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金显微组织进行观察分析,用拉伸试验机及布氏硬度计对合金力学性能进行测试,结果表明:铸态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体、Mg_5(Gd,Y)相和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,晶粒较为粗大;在加入Zn元素后,合金由α-Mg基体、Mg_5(Gd,Y,Zn)相以及Mg_(12)Zn(Gd,Y)相组成;随着Zn元素加入量的增加,合金的晶粒先细化再粗化,抗拉强度、伸长率和布氏硬度值先升高后降低,当Zn含量为1.1%时,合金的抗拉强度、伸长率和布氏硬度达到最高值,分别为216.9 MPa、4.74%和84.37 HBW,合金的主要强化相为Mg_(12)Zn(Gd,Y)相,强化机制主要为细晶强化。     

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。     

Al对Mg-5％Cu合金显微组织及力学性能的影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪及万能力学试验机等研究了不同Al含量(1％、3％、5％)对Mg-5％Cu合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:在Mg-5％Cu合金中添加Al元素后,显微组织得到明显细化;当Al含量为5％时,其主要相组成为α-Mg基体相、β-Mg17Al12相、Al2Cu相和AlCuMg三元相;随着Al含量的增加,合金的抗拉强度逐渐上升,Mg-5％Cu-5％Al合金的抗拉强度最高,为192MPa;而伸长率呈逐渐下降的趋势.     

基于团簇加连接原子模型设计Mg-7.1Al-3.0Ce高强铸造合金

采用了团簇加连接原子模型描述了Mg-Al-Ce固溶体中的近程有序结构,构建了该类合金的理想成分式[(Al,Ce)_1-Mg_(12)]Mg_1,并据此设计了成分为[(Al_(0.925)Ce_(0.075))-Mg_(12)]Mg_1(Mg_(92.86)Al_(6.61)Ce_(0.54),at%;Mg-7.1Al-3.0Ce,mass%)的ACe73合金,通过永久模重力铸造(PM)工艺获得铸态合金。结果表明:合金显微组织为α-Mg基体中均匀分布着大量不连续的β-Mg17Al11相和针状Al_(11)Ce_3相,拉伸实验测得该合金抗拉强度为210 MPa,屈服强度为99.3 MPa,伸长率为9.0%,相比于其他PM工艺制备的Mg-Al-Ce铸态合金,强度最高。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金,研究了固溶处理对该合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si、Mg Zn和Mg_3Sb_2相组成。对合金进行430℃×(8～32) h固溶处理,随保温的时间延长,Mg Zn相和β-Mg_(17)Al_(12)相固溶于α-Mg基体;粗大汉字状Mg_2Si相发生球状化;与此同时,合金的室温及高温(150℃)抗拉强度、屈服强度和伸长率逐步提高,硬度逐渐下降。铸态与固溶处理态合金的拉伸断裂形式均呈准解理脆性断裂。     

等通道挤压对Mg-6Zn-3Al镁合金组织和性能的影响

在Bc路径下进行了Mg-6Zn-3Al(ZA63)镁合金不同道次等通道挤压,采用显微组织观察、拉伸试验和高温阻尼测试研究了合金的显微组织、力学性能及阻尼性能。结果表明:铸态ZA63合金主要由α-Mg、呈半连续网状和部分弥散颗粒分布在晶界处及基体的τ相(Mg_(32)(Zn,Al)_(49))组成,随着变形道次的增加,合金抗拉强度和屈服强度先上升后下降,而伸长率逐渐提高。随着测试温度的升高,合金的阻尼值总体升高,且2道次时阻尼性能最好。阻尼机制在150℃左右以晶界滑动阻尼为主,在再结晶温度左右以再结晶内耗为主。     

Al对Mg-Y-Zn系镁合金组织及力学性能的影响

通过金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等研究了Al含量对Mg-Y-Zn系稀土镁合金组织及力学性能的影响,以及保温时间对合金力学性能的影响。结果表明,合金在500℃均匀化热处理10 h,Mg-Y-Zn-Al合金中第二相β-Mg_(17)Al_(12)大量融进基体,合金强化效果明显。通过加入适量Al,生成了新相Mg_(17)Al_(12)和Mg_(32)(Al,Zn)_(49),发现新相能使晶粒细化明显,起到强化合金的效果。     

固溶及时效处理对AZ80镁合金显微组织的影响

采用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)对AZ80镁合金铸态及经固溶、时效处理后的显微组织、主要元素分布进行了观察和分析.结果表明,固溶处理后,AZ80镁合金晶界及枝晶间的粗大网状β-Mg17Al12相几乎全部消除,只剩少量、不连续状的β-Mg17Al12相残留在晶界,α-Mg基体中出现少量细小颗粒状β-Mg17Al12相,α-Mg基体中的Al含量显著增加;时效处理后,AZ80合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,不连续析出β相呈细小片层状弥散分布于晶界,连续析出β相呈细小颗粒状及菱形片状弥散分布于晶内,组织中Mg、Al元素的分布较均匀.     

Sn元素对生物医用镁合金Mg-4.5Zn-Sn显微组织和耐蚀性能的影响

采用金属模铸造法制备Mg-4.5Zn-xSn(x=0,1,2,3,4,mass%)合金。利用X-射线衍射仪、扫描电镜、电化学方法和浸泡实验研究Sn元素含量对Mg-4.5Zn合金显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明:Mg-4.5Zn合金组织由α-Mg和粗大的(α-Mg+Mg_7Zn_3)共晶体组成;加入2 mass%Sn时合金中生成了少量的Mg_2Sn相,(α-Mg+Mg_7Zn_3)共晶体变为球状,弥散分布在枝晶界上;当Sn含量超过2 mass%时,随着Sn含量的增加Mg2Sn相数量增多、并长大粗化,部分(α-Mg+Mg_7Zn_3)共晶体转变为三角形状;合金耐蚀性能随Sn含量的增加先变好后变差,Mg-4.5Zn-2Sn合金耐腐蚀性能最好,具有最小的自腐蚀电流密度(149μA·cm~(-2))以及最大的电荷转移电阻(100.3Ω·cm-2)和腐蚀膜层扩散电阻(33.88Ω·cm~(-2))。     

Mg-9Zn—xAl合金的显微组织和力学性能

借助金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计及电子万能试验机等研究了Mg-9Zn-xAl（x=2％、4％、6％）合金的显微组织和力学性能。试验结果表明：随着Al含量的增加,晶粒尺寸呈不断减小的趋势,合金中的第二相由断续状分布向连续网状转变;当Al含量为2％和4％时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32（Al,Zn）49相和MgZn相组成,当Al增加到6％时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32（Al,Zn）49相和少量Mg5Zn2A12相组成。抗拉强度随着Al含量的增加呈先增大后减小的趋势,当Al含量为4％时,抗拉强度为171MPa;伸长率和硬度随着Al含量的增加而逐渐增加,当Al含量为6％时,硬度为133HV。     

二元Mg-Al合金铸态及ECAP态组织与性能研究

研究了不同Al含量镁铝二元合金铸态及等通道挤压(ECAP)态组织特征和性能.结果表明:铸态Mg-Al二元合金在含Al(10%～25%,质量分数,下同)范围内,随Al含量增加,α-Mg初晶体积分数逐渐减少,形态由不规则的团絮状变为蔷薇花状,直至小块状;共晶组织体积分数剧增,硬脆相β-Mg17Al12呈网状连续分布,α和β两相以共生生长方式成为片层状共晶组织;ECAP能明显破坏硬脆相β-Mg17Al12网状连续分布,细化共晶组织和初晶α,并能使初晶α中析出弥散细小的β,起到弥散强化作用,使不同Al含量的Mg-Al二元合金不仅抗拉强度得到显著提高,而且塑性获得极大改善,尤其是Mg-15Al合金,ECAP后抗拉强度σb从150 MPa提高到269.3 MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%.     

铸态Mg-Li-Al-xSi合金微观组织和力学性能（英文）

实验铸造了Mg-9Li-3Al-x Si(x=0,0.1,0.5,1.0,质量分数,%)合金并通过OM,SEM,XRD和力学性能测试对其进行了研究。结果表明:铸态Mg-9Li-3Al合金组织中主要由α-Mg、β-Li、Mg_(17)Al_(12)相组成。加入Si后,合金中出现了新相Mg2Si,晶粒得到了明显细化,且Si能够抑制Mg_(17)Al_(12)的形成;当合金中的Si含量过高时,α-Mg相粗化,且会在相界处出现块状和汉字状的Mg_2Si相。合金的强度随着Si含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Si含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当合金中Si含量为0.1%时,抗拉强度达到最大值182.5 MPa,延伸率为12.1%。     

Al含量对Mg-xAl-1Zn-1Si合金组织与力学性能的影响

研究了Al含量对Mg-x Al-1Zn-1Si(x=4,6,8,wt%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Al含量的增加,α-Mg基体晶粒尺寸先减小后增大;呈网状分布于晶界上的Mg17Al12相的体积分数逐渐增大;Mg2Si相由原来粗大的汉字状逐渐转变为相对细小的杆状。Al含量从4%增加到6%和8%时,α-Mg基体晶粒的平均尺寸分别为30、20和40μm,合金硬度逐渐提高;其室温与150℃抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后下降;合金拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。