Mg-6Al-(Sr,Ca)合金的显微组织和蠕变性能

系统研究了Mg-6Al—2Sr和Mg-6Al-（1—2）Sr-1Ca合金在水冷模铸造和压铸态下的显微组织、力学及蠕变性能．Mg—6Al-2Sr合金的铸态组织由α-Mg和沿枝晶界分布呈片状的α—Mg＋Al4Sr共晶相组成．在Mg-6Al-2Sr基础上加入少量的Ca，合金中的Al4Sr被Mg2Ca取代，且出现了Mg-Al—Sr三元中间相，合金的抗蠕变性能显著提高．对蠕变后试样进行的扫描电镜观察表明。Mg-6Al合金中添加Sr和Ca后形成的中间相均具有很高的热稳定性．Mg-6Al—2Sr合金蠕变后的试样中出现了β-Mg1τTAl12相的非连续析出；而采用Sr和Ca复合合金化的试样显微组织在蠕变后无明显变化，也未析出卢相，因而显著地提高了合金的抗蠕变性能．与水冷模铸造试样相比，压铸试样具有更细的显微组织和更高的室温与高温力学性能。但抗蠕变性能略低．     

Mg-9Sr中间合金的组织及其对AZ31镁合金组织细化的影响

对Mg-9Sr中间合金的组织及其对AZ31镁合金组织细化的影响进行了研究.研究结果表明:常规铸态、热处理态和快速凝固态Mg-9Sr中间合金的组织均由(-Mg和Mg17Sr2相组成,但合金组织中枝晶的尺寸和Mg17Sr2相的数量和形态存在一定的差异.不同状态Mg-9Sr中间合金对AZ31镁合金均有很好的细化效果,其中热处理态Mg-9Sr中间合金的细化效果最好,其次依次是常规铸态和快速凝固态Mg-9Sr中间合金.在Sr加入量为0.1%和熔体保温时间为60 min条件下,添加热处理态Mg-9Sr中间合金可使AZ31镁合金获得46 μm的最小平均晶粒尺寸.     

添加微量Ca对Mg-9Li合金组织与力学性能的影响

采用Mg-10Al-27Ca中间合金的方式在Mg-9Li合金中添加微量Ca及Al元素,利用磁悬浮熔炼和铜模吸铸的方法熔炼制备了Mg-9Li-0.5Ca-0.18Al合金,考察微量Ca添加对Mg-9Li双相合金组织与力学性能影响。结果表明,相比于常规用Mg-30Ca、纯Al的Ca、Al添加方式,以Mg-10Al-27Ca中间合金方式添加Ca、Al元素对Mg-9Li双相合金中α-Mg相的组织细化和均匀化效果更为显著,形成的Al2Ca颗粒分布也更为均匀弥散。经Mg-10Al-27Ca中间合金方式添加0.5 wt%Ca后,合金的屈服强度、抗拉强度较Mg-9Li合金分别提高75.8%、52.5%,伸长率仅下降7.6%,合金的断裂韧性得到提高。Mg-10Al-27Ca中间合金中形成的细小、分布均匀的Al2Ca颗粒对α-Mg相优良的异质形核作用是Mg-9Li-0.5Ca(Mg-10Al-27Ca)-0.18Al合金组织细化、力学性能提高的根本原因。     

固溶处理对新型Mg-Mn-Ca-Sr合金显微组织及力学性能的影响

研究了固溶处理对Mg-1.5Mn-1Ca-1Sr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-1.5Mn-1Ca-1Sr合金中的第二相主要为Mg2Ca、Mg17Sr2和α-Mn相。第二相同时分布在晶界上和晶粒内。经过固溶处理后,存在于晶界处的Mg2Ca相溶解入α-Mg基体,细化了晶界,减轻了合金的断裂倾向。α-Mn相分布也更加均匀。固溶强化和第二相强化共同作用,显著提升了固溶态合金的常温力学性能。     

镁基中间合金对ZA85组织和性能的影响

研究了镁基中间合金变质剂对Mg-8Zn-5Al-0.25Mn铸造镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明：Mg-8Zn-5Al-0.25Mn铸造镁合金显微组织主要由α-Mg相,φ（Al12Mg5Zn2）相和τ（Mg32（AlZn）49）相组成.适量的镁基中间合金变质剂的加入可以使晶粒细化,在加入1.7%中间合金变质剂时合金的韧性达到峰值,其韧性比ZA85母合金提高了一倍,而合金的硬度随着中间合金变质剂加入量的增多而增大.当加入量为7%时其硬度值达到86.37 HB.     

Ca对Mg-10Gd-0.5Zr合金力学性能的影响

采用XRD、OM、SEM和电子拉力试验机,研究了Ca(0~2.0%)对Mg-10Gd-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ca优先与Mg形成高熔点Mg_2Ca弥散相,可以细化合金的显微组织,提高时效合金的力学性能。在研究范围内,加入1.5%Ca的合金力学性能最优。Ca可以通过弥散强化和细晶强化机制对Mg-10Gd-0.5Zr合金力学性能产生影响。     

铸态Mg-Sn-Si-Sr合金的显微组织与力学性能

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)分别研究Mg-5Sn-xSi-0.5Sr(x=1,2)和Mg-5Sn-ySi-2Sr(y=1,2)合金的相组成和显微组织,采用力学性能试验机测定合金的拉伸性能。结果表明:Mg-Sn-Si-Sr系合金组织由α-Mg、MgSnSr、Mg2Sn、Mg2Si相所组成。Mg2Si相含量随Si元素的增加而增加,加入Sr元素会促进MgSnSr相的形成,抑制相界上Mg2Sn相的析出。Sn和Sr均能够细化Mg2Si相。当Sr含量由0.5%提高到2%(质量分数)后Mg2Si和Mg2Sn相均能得到显著细化,从而显著提高合金的抗拉强度与屈服强度。     

锶、钕对Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金微观组织和力学性能的影响

当镁合金中添加含量较高的Si时,会形成大量粗大汉字状的Mg2Si,严重影响合金的力学性能。通过Sr和Nd及其复合添加细化Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金中粗大的Mg2Si,研究添加元素对合金微观组织和室温力学性能的影响,分析了Sr和Nd对Mg2Si的细化机制。结果表明,随着Sr的加入,汉字状Mg2Si的形貌得到改善,形成了均匀的多边形块状;当Sr添加到0.16%(质量分数,下同)时,Mg2Si得到了完全的细化。当同时添加Nd和Sr元素时,合金中出现新的以Mg,Al,Nd和Si形成的物相;随着Nd的增加,这种新的物相增多,这种化合物提供了Mg2Si相细化的异质核心。在Sr和Nd的复合作用下,汉字状Mg2Si被细化,合金的力学性能得到改善。     

Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca合金的显微组织与力学性能

利用OM、SEM、EDS和抗拉强度测定等手段,研究了添加Si、Ca元素对Mg-1.6Mn变形镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明：Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca合金的铸态组织由α-Mg固溶体、块状或颗粒状Mg 2Si及β-Mn组成.Mg-1.6Mn合金中加入Si、Ca后,钙、硅化合物成为Mg 2Si初生相的异质形核核心,合金的晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从加入前的60 μm细化到加入后的30 μm.Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca的抗拉强度为148 N/mm^2,伸长率达5.6%,分别比Mg-1.6Mn的提高54.2%和55.5%.     

Sr+Ti+B对ZA53铸造镁合金组织和力学性能的影响

研究了砂型铸造ZA53(Mg-5%Zn-3%Al-0.2%Mn)合金的显微组织后发现,其主要相组成为δ-Mg基体相和τ(Mg32(Al,Zn)49)化合物相,τ相以半连续网状骨骼形态沿δ相的晶界分布。试验合金中加入少量Sr,Ti,B元素后,合金组织细化,τ相形态转变为断续的短条状或粒状,且分布更加均匀。当炉前Ti的加入量为0.06%、B的加入量为0.012%、Sr的加入量为0.1%时,ZA53合金的组织形态得到极大改善,合金铸态室温力学性能最佳。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa (x=0.5, 1.0 and 1.5 wt%)合金经过200 oC等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg41Sm5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在 T5（峰值时效）态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒尺寸,其大小约为 5.1 μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5 wt%时,晶界处含Ca的块状Mg41Sm5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的硬度值（82 HV）以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa, 189 MPa 和 24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg41Sm5相的析出强化。     

Mg-5Zn-3Al-0.2Mn铸造合金的组织和室温力学性能

研究了砂型铸造Mg-5Zn-3Al-0．2Mn合金的显微组织，发现其主要相组成为δ-Mg基体相和τ（Mg12（Al，Zn）49）化合物相，τ相以半连续网状骨骼形态沿δ相的晶界分布。实验合金中加入少量Sr，Ti，B元素后，合金组织细化，τ相形态转变为断续的短条状或粒状，并且分布更加均匀。在本实验条件下，当炉前加入0．06％Ti、0．012％B、0．1％Sr时，合金的组织形态得到显著改善，合金的室温力学性能最佳。不同温度下对Mg-5Zn-3Al-0．2Mn合金进行的固溶处理实验发现，在335℃固溶17h淬火后，合金的室温抗拉强度和塑性得到了大幅度提高；在343℃固溶17h淬火后，合金组织完全转变为单相固溶体，合金的室温力学性能较好，巩为245MPa，δ为12％。     

Ca和Sr元素对高应变速率轧制Mg-5Zn合金动态再结晶和力学性能的影响（英文）

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、热压缩试验以及拉伸实验研究Ca、Sr元素单一添加以及复合添加对铸态和轧制态Mg-5Zn合金显微组织和力学性能的影响。Ca元素在铸态组织中细化晶粒尺寸的作用比Sr元素明显。高应变速率轧制过程中产生大量的变形孪晶,因此提供大量的动态再结晶形核点。高应变速率轧制过程中,Ca、Sr元素会促进动态析出相的析出,而动态析出相的析出会消耗部分储存能,因此提高了动态再结晶的临界应变值,延迟了动态再结晶的产生。轧制态Mg-5Zn-0.4Ca-0.2Sr合金具有良好的综合力学性能,其极限抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别是317 MPa、235 MPa和24%。     

Sr添加Mg-6Zn-4Si铸态合金的腐蚀行为研究（英文）

利用XRD、OM、SEM、EDS、极化曲线测试和浸泡试验分析研究Sr元素添加Mg-6Zn-4Si铸态合金的显微结构和腐蚀行为。Sr元素的添加能够有效地改善Mg-6Zn-4Si合金中初生及共晶Mg2Si相的形貌和尺寸。随着Sr元素添加量的增加,初生Mg2Si相的尺寸先降低后逐渐增加。Sr元素能够有效地改善合金的耐腐蚀性。当Sr添加量为0.5%(质量分数)时,合金具有最优的耐蚀性,此时表现为最高的腐蚀电位,最低的腐蚀电流密度和腐蚀速率。添加Sr元素后,细小且分散均匀的Mg2Si相是耐蚀性提高的主要原因。过量的Sr添加会形成针状Sr Mg Si新相,降低了合金的耐蚀性。     

硅钙合金在M9-6Al-0.5Mn合金中的应用

Mg2Si强化相可以提高镁合金的室温和高温性能,但汉字形Mg2Si,割裂基体,反而使合金的力学性能降低.本文首次将硅钙合金应用到镁合金,研究其对Mg-6Al-0.5Mn合金显微组织和性能的影响.结果表明,硅钙合金加入后改善了合金的显微组织,第2相趋于弥散分布,合金的平均晶粒尺寸从180μm减小到100μm;合金中形成了弥散分布、稳定性较高的规则多边形Mg2Si相,起到弥散强化作用;加入硅钙合金后,显著改善了合金的力学性能,Mg-6A1-0.5Mn合金的铸态显微硬度、抗拉强度、伸长率和冲击韧度都有明显的提高,合金的抗腐蚀性能也有了一定程度的改善.     

工艺与合金元素对镁锶系合金微观组织的影响

采用"熔-浸"热还原法,制备了具有优良组织结构的镁锶系列(Mg-Sr、Mg-Sr-Y、Mg-Sr-Zn、Mg-Sr-Zn-Y)镁合金。借助OM、SEM和XRD等测试技术,研究了工艺与合金元素对镁锶系合金微观组织结构的影响。结果表明:较低温下加入SrO有助于镁锶合金中Mg17Sr2相的形成;随镁锶合金冷却速度的增大,晶界处长条状Mg17Sr2相变成颗粒状和短条状;锶、钇和锌的加入均细化了镁锶合金的显微组织,多种元素的复合效果优于添加单一元素的作用;在镁锶形成共晶组织的基础上,Mg-Sr-Y合金在枝晶内和枝晶间形成了Mg24Y5相,在Mg-Sr-Zn-Y合金中形成了Mg12YZn相。     

Ca对Mg-8Al镁合金显微组织和力学性能的影响

对Mg-8Al合金加不同含量Ca后的镁合金显微组织进行观察,结合XRD、EDS能谱分析,研究了Ca合金化对Mg-8Al合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-8Al合金通过Ca合金化后,铸态显微组织得以细化,共晶β-Mg17Al12相变得断续、细小;合金组织中有新相Mg2Ca形成,由于Ca原子与Mg原子的置换作用,使β-Mg17Al12相中也存在Ca元素;合金化后的组织综合力学性能有所提升,尤以Mg-8Al-0.5Ca合金性能最优,这较合金化前有大幅提高。     

铸态Mg-11Al-1.2Zn-(-0.3Sc)合金的显微组织与力学性能

通过熔炼铸造方法,制备了Sc含量为0.3%的Mg-11Al-2Zn合金,采用X射线衍射、金相观察,扫描电镜及力学性能测试,研究了Sc的添加对铸态合金显微组织与力学性能的影响.结果显示,基体合金中添加Sc后,铸态合金的晶粒明显得到细化,Mg17Al12相的形态与分布得到有效改善,显微组织主要由α-Mg基体相、Mg17Al12相及MgAlSc相组成.力学性能显示,Sc的添加使铸态合金的室温抗拉强度提高了23.7%.     

镝添加对Mg-4Y-3Nd-0.4Zr合金组织和力学性能的影响（英文）

研究了镝元素添加对Mg-4Y-3Nd-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响,并采用扫描电镜和透射电镜观察合金的显微组织。结果表明,铸态合金中的共晶相和方形块状Mg-RE相分别为Mg5RE相和Mg3RE17相,主要分布在晶界位置。经固溶处理后,Mg5RE共晶相溶入基体中,而Mg3RE17金属间化合物依然存在。峰时效后,添加镝元素的合金Mg-RE析出相分布更均匀,显著提高了合金的室温和高温抗拉强度,但伸长率略有下降。     

ZAC843镁合金金属型铸造组织和力学性能

在Mg-Zn-Al系镁合金高Zn低Al侧选择新的成分点,通过加入合金化Cu和微量Sr、Ti等元素,研究了ZAC843铸造镁合金在金属型铸造工艺条件下显微组织和力学性能,尤其是Sr,Ti对其显微组织的影响.研究发现:添加合金化元素Cu后,试验合金的相组成为:δ-Mg基体和Mg32(Al, Zn)49,而不再存在Mg17Al12等低熔点相;试验合金进行热处理后,Cu元素在Mg32(Al, Zn)49相中有一定程度的溶入(约1 at %～10at%);ZAC843A同时添加Sr Ti,即使添加量很小,对组织也能够起到较好的细化、变质作用,而ZAC843B单独添加Sr,即使添加量较大,效果也不明显;试验合金在热处理后,使得显微组织更加细化,力学性能得到改善,尤其是ZAC843A实验合金在金属型铸造工艺条件下热处理后的室温力学性能优良,抗拉强度达到253 MPa.