往复挤压Mg-4Al-4Si镁合金的显微组织与力学性能

研究往复挤压对Mg-4Al-4Si(AS44)合金显微组织和性能的影响。结果表明:往复挤压显著地细化晶粒,改善组织的均匀性;往复挤压4道次和8道次后,Mg2Si颗粒尺寸由铸态下的约120μm分别减小至3和2μm,α-Mg基体晶粒尺寸由铸态下的约50μm分别减小至9和8μm,形成了较为细小、弥散分布的Mg2Si颗粒和细小的等轴晶组织。合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高,挤压8道次时,合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251.7 MPa、210.5 MPa和14.8%,与铸态合金相比,上述力学性能指标分别提高了131.3%、191.1%和469.2%;挤压态合金拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的组织细化与力学性能

研究往复挤压变形对Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响性能,探讨基体组织和Mg2Si颗粒相的细化效果与细化机制,分析Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着往复挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;α(Mg)与Mg2Si的晶粒尺寸在铸态下分别为45和60μm,往复挤压6道次后,晶粒尺寸减小到3和1μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,Mg2Si颗粒呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高。     

Si对往复挤压Mg-Al-Si再结晶组织和力学性能的影响

利用往复挤压细化了Mg-4Al-2Si、Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金组织,分析了Si含量对合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着Si含量增加,基体晶粒和Mg2Si颗粒粗化,拉伸强度降低。基体组织细化受Mg2Si相的形态和均匀性控制,为再结晶和Mg2Si相阻碍晶界移动的复合机制,力学性能主要由基体晶粒尺寸决定。     

往复挤压Mg-4Al-2Si-0.75Sb镁合金的显微组织与力学性能

研究了在Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金中加入微量Sb及往复挤压对其组织与性能的影响,重点探讨了基体组织和Mg2Si相颗粒的细化机制,分析了Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律.结果表明:加入0.75wt%Sb后的Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金中形成Mg3Sb2相,能有效细化粗大的α(Mg)基体组织和汉字状共晶Mg2Si相颗粒,并抑制粗大的块状初生Mg2Si相颗粒的形成;Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金在往复挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成了更为细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;挤压8道次后,α(Mg)基体和汉字状Mg2Si颗粒尺寸分别由铸态时的30 μm和10μm减小到1μm和0.8μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴品组织;挤压过程中,汉字状Mg2Si依弯曲机制而破碎成块状或条状,条状Mg2Si依短纤维加载机制而破碎成块状,块状Mg2Si依剪切机制发生破碎,并随挤压道次的增加而呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高.     

往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的晶粒细化

研究往复挤压Mg-4Al-2Si(AS42)合金的显微组织和晶粒细化机制。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,随挤压道次的增加,合金的晶粒尺寸迅速减小;对合金挤压8道次后,得到晶粒细小、均匀分布的等轴晶组织,晶粒尺寸由铸态的45μm减小至1.5μm,此时,合金组织的细化趋于稳定,达到细化极限;晶粒细化机制是在往复挤压过程中通过累积动态再结晶,使再结晶得以彻底完成;增加位错密度和加剧晶界畸变使再结晶形核数目增多;大量挤压破碎、均匀分布的Mg2Si第二相颗粒成为再结晶形核核心,从而使晶粒得以细化;往复挤压11道次时,由于挤压温度过高,导致晶粒发生异常长大,最大尺寸约为10μm。本试验条件下晶粒发生异常长大的温度阀值约为400℃。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。     

等通道转角挤压Mg-6Zn-2Si合金组织及性能研究

采用等通道转角挤压变形工艺,在573 K下以Bc路径对Mg-6Zn-2Si镁合金进行4道次和8道次挤压细化合金晶粒来提高其力学性能,同时对合金室温拉伸断口进行分析,并阐述了等通道挤压改善实验合金微观组织和力学性能的机理。结果表明:经4道次挤压后晶粒由310μm细化到13μm,Mg_2Si相最大约60μm,细化为细小颗粒状约7μm,α-Mg基体与Mg Zn相均得到显著细化,屈服强度提高180%,伸长率提高140%,抗拉强度提高75%。与4道次相比,经8道次挤压后微观组织无明显变化,屈服强度有所提高,抗拉强度和伸长率变化不大。合金的室温拉伸断口由铸态合金的脆性断口过渡为韧性断口,并且韧窝加深,分布更均匀。     

往复挤压Mg-Al-Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压(RE-n,n为挤压道次)制备Mg-4Al-2Si(AS42)、Mg-4Al-4Si(AS44)和Mg-6Al-6Si(AS66)合金,并在150℃和1.33×10-3s-1的初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:RE-8-AS42合金晶粒尺寸为2.1μm,Mg2Si颗粒尺寸为1.3μm;RE-4-AS42合金晶粒尺寸为4.8μm,组织中含有2～20μm的大块Mg2Si颗粒;RE-AS44和RE-AS66合金晶粒尺寸约为11μm,组织中存在>20μm的Mg2Si颗粒。合金拉伸强度随挤压道次增加而提高,RE-8-AS42合金性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为250 MPa、197 MPa和62%,高的性能归因于细小的晶粒和阻碍晶界滑移的细小稳定Mg2Si颗粒。     

改进型ECAP路径对Al-Mg_2Si原位复合材料组织与力学性能的影响

采用一种结合BC、BA路径特点的改进型路径BC-UD2、在250℃对铸造Al-10.9%Mg2Si原位复合材料进行等通道转角挤压(ECAP)来细化组织、改善Mg2Si增强相形态及分布状态,考察其对力学性能的影响。结果表明:经BC-UD2路径8道次ECAP挤压后,复合材料基体由约100μm发达的树枝晶组织细化为约1.5μm的细晶粒组织;原先粗大的汉字状共晶Mg2Si相被细化为约0.85μm的多边形状颗粒,趋于均匀分布状态,较常规BC路径中Mg2Si颗粒沿基体晶界聚集分布状态有很大改善;经BC-UD2路径挤压后复合材料的抗拉强度由铸态的166.9 MPa增大到331.8 MPa,伸长率由铸态的0.43%增加到23.6%,分别提高了99%和5 400%;同时也比BC路径挤压材料的抗拉强度(297.3 MPa)提高了12%,伸长率(15.15%)提高了56%,综合力学性能显著提高。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金晶粒尺寸稳定性

对铸态Mg-4Al-2Si合金经4道次往复挤压后,在长时间保温条件下晶粒尺寸的稳定性进行了研究。结果表明,随保温时间延长,Mg-4Al-2Si合金晶界及晶内析出相的数量变化不大,平均晶粒尺寸逐渐增大。尺寸在15μm以下的晶粒数量呈下降趋势,而尺寸超过15μm的晶粒所占比例则逐渐增多。     

铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

摘 要:采用重力铸造法制备Mg-4A1-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能.结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6％;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

等通道转角挤压Al-10Mg-4Si合金的组织与性能研究

在250℃下以Bc路径对Al-10Mg-4Si合金进行4道次和8道次的等通道转角挤压,以求达到改善合金组织和提高合金力学性能的目的.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对挤压前后的微观组织分析表明:铸态合金基体晶粒比较粗大,第二相Mg_2Si以粗大的汉字状或骨骼状分布于基体晶界处;经ECAP挤压后,基体晶粒得到细化,原粗大的汉字状Mg_2Si被碎化为短棒状或多边形状颗粒,并呈一定的弥散分布.室温拉伸测试结果表明:ECAP4道次挤压后,合金的抗拉强度和伸长率由铸态的166MPa、1.64%提高为322MPa、21.7%;ECAP8道次挤压后,合金的伸长率继续提高为24.7%.但抗拉强度下降到293MPa.     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

Microstructures and tensile properties of as-extruded Mg-Sn binary alloys

The microstructure and mechanical properties of Mg-xSn(x=3,7 and 14,mass fraction,%) alloys extruded indirectly at 300℃ were investigated by means of optical microscopy,scanning electron microscopy and tensile test.The grain size of theα-Mg matrix decreases from 220,160 and 93μm after the homogenization treatment to 28,3 and 16μm in the three alloys after extrusion,respectively.The results show that the grain refinement is most remarkable in the as-extruded Mg-7Sn alloy.At the same time,the amount of the Mg2Sn particles remarkably increases in the Mg-7Sn alloy with very uniform distribution in theα-Mg matrix.In contrast,the Mg2Sn phase inherited from the solidification with a large size is mainly distributed along grain boundary in the Mg-14Sn alloy.The tensile tests at room temperature show that the ultimate tensile strength of the as-extruded Mg-7Sn alloy is the highest,i.e.,255 MPa,increased by 120%as compared with that of as-cast samples.     

Microstructure and mechanical properties of extruded Mg-6.5Gd-1.3Nd-0.7Y-0.3Zn alloy

The Mg-6.5Gd-1.3Nd-0.7Y-0.3Zn alloy ingot and sheet were prepared by casting and hot extrusion techniques,and the microstructure,age hardening behavior and mechanical properties were investigated.The results show that the as-cast alloy mainly containsα-Mg solid solution and compounds of Mg5RE and Mg24RE5(RE=Gd,Y and Nd)phases.The grain size is refined after hot extrusion,and the Mg5RE and Mg24RE5 compounds are broken during the extrusion process.The extruded alloy exhibits remarkable age hardening response and excellent mechanical properties in the peak-aging state.The ultimate tensile strength,yield strength and elongation are 310 MPa,201 MPa and 5.8%at room temperature,and 173 MPa,133 MPa and 25.0%at 300℃,respectively.     

含Ca及Si镁合金的显微组织及力学性能

采用光学显微镜、扫描和透射电子显微镜研究了含Ca、 Si镁合金的显微组织特征. 铸态下, 仅含Ca的镁合金主要由镁基体和晶界离异共晶组织(Mg Mg2Ca)组成; 加入约0.5%(质量分数)Si后, 晶界离异共晶组织消失, 在晶界附近及晶内形成弥散分布的细小点状(球状)、针状和粗块状CaMgSi相; 当含Si量较高(约1.0%)时, 出现中国字形(针状)的Mg2Si相. 固溶时效后, 只含Ca的镁合金中晶界处离异共晶组织消失, 代之以长大了的颗粒状Mg2Ca相; 而Mg-Ca-Si合金的固溶时效组织较铸态无明显变化. 对合金常温和高温短时拉伸性能也作了初步探讨.     

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%。     

RECIPROCATING EXTRUSION OF IN SITU Mg2Si REINFORCED Mg-A1 BASED COMPOSITE

Mg2Si reinforced Mg-Al based composite with high amount of silicon was prepared by permanent mould casting, and then extruded by reciprocating extension (RE) after the composite was processed by homogenization heat treatment. The effect of RE processing on the morphology and size of Mg2Si and the mechanical properties of the composite were investigated, to develop new ways to refine the Mg2Si phase and improve its shape. The result showed that RE was very useful in refining the Mg2Si phase.The more the RE processing passes, the better the refining effect would be. Moreover,the uniform distribution of Mg2Si phases would be more in the composite. After the composite was processed by RE for 12 passes, most Mg2Si phases were equiaxed, with granular diameter below 20 μm, and distributed uniformly in the matrix of the composite. The mechanical properties of the composite could be increased prominently by RE processing, and were much higher than that in the as-cast state. As the temperature rises, the tensile strength is reduced. For the composite RE processed for 12 passes, the tensile strength, yield strength, and elongation are 325.9 MPa, 211.4 MPa,and 3.3% at room temperature, whereas, 288.2 MPa, 207.7 MPa, and 7.8%, respectively, at 150° C. In comparison with the properties at room temperature, the tensile strength and yield strength are high and only decrease by 11.6% and 1.8% at 150°C. The Mg2Si reinforced Mg-Al based composite possesses good heat resistance at 150° C. The excellent resistance to effect of heat is attributed to the high melting temperature and good thermal stability of fine Mg2Si phases, which are distributed uniformly in the composite, and effectively hinder the grain boundary gliding and dislocation movement.