铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn镁合金组织和力学性能

通过OM、SEM、XRD和力学性能测试等手段研究了半连续铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn(ZTM630)镁合金铸锭的组织和力学性能。结果表明,铸态显微组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相、Mg_7Zn_3相组成;经过420℃×8 h固溶处理,Mg_7Zn_3相和绝大部分的Mg_2Sn相全部溶解到基体中,剩余少量Mg_2Sn相呈颗粒状分布在晶界或晶粒内部;固溶处理后实验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均有所提高。     

Zn和SiC_p对挤压铸造镁合金组织和性能的影响

根据微观结构及物相分析、静态失重法、极化曲线试验,研究了Zn及SiC_p对镁合金组织和性能的影响。结果表明,相比于Mg-8Zn-0.6Zr,Mg-12Zn-0.6Zr与SiC_p/Mg-12Zn-0.6Zr中Mg_7Zn_3相的含量及分布明显发生改变。对应的3种合金在90℃、3%的KCl溶液中的分解速率分别为2.30、5.62、7.24 mg·cm~(-2)·h~(-1)。分解过程中抗压强度随镁合金质量损失呈线性下降。分解速率提高的主要原因是α-Mg相的阳极溶解、微小粒子的脱离及腐蚀产物对分解过程无阻滞作用。     

铸态Mg-5Sn-4Zn-xSi合金的显微组织及力学性能

采用XRD,SEM等手段研究了铸态Mg-5Sn-4Zn-(0~2.5)Si合金的显微结构。结果表明,Mg-5Sn-4Zn合金由枝晶状的α-Mg和Mg2Sn相组成,Si的加入使合金出现汉字状的Mg_2Si相。Zn存在于Mg_2Sn和Mg_2Si相中或者固溶到基体中。随着Si含量增加,晶粒逐渐细化,Mg2Sn相的量也逐渐增加。室温拉伸结果表明,Si的加入恶化了合金的力学性能。但在175℃,载荷为55 MPa的压缩蠕变试验结果表明,Si可以提高合金的抗蠕变性能。     

铝含量对Mg-6Zn-xAl-1RE合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了铝含量(质量分数/%,下同)对Mg-6Zn-xAl-1RE(x=4,5,6)合金显微组织和性能的影响。结果表明,试验合金主要由α-Mg、呈断网状分布在晶界上的三元相β(Mg_(17)(Al,Zn)_(12))相、杆状的Mg-Al-Zn-RE四元稀土相和一些呈球状的Al_2MnRE相组成。随着铝含量增多,α-Mg晶粒尺寸逐渐变细,三元相β(Mg_(17)(Al,Zn)_(12))相的含量也逐渐增多,合金的显微硬度、抗拉强度和伸长率均逐渐提高。     

Sn含量对铸态和挤压态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金显微组织和拉伸性能的影响（英文）

采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和拉伸测试研究Sn含量对铸态和挤压态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn(质量分数,%)合金显微组织和拉伸性能的影响。研究发现,铸态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金由α-Mg+β-Li双相基体、MgLiAl_2相和Li_2MgSn相组成。Sn含量的增加引起α-Mg枝晶细化和Li_2MgSn相含量增加。热挤压过程中,β-Li相发生完全动态再结晶,而α-Mg相发生不完全动态再结晶。随Sn含量增加,α-Mg相再结晶体积分数增加而再结晶晶粒平均尺寸减小。Sn含量的增加能够提高铸态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金的强度,但对塑性不利。热挤压使Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金的拉伸性能明显提高,Mg-8Li-3Al-2Sn合金表现出最高的拉伸性能。     

Sn对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和耐蚀性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等设备分析了Sn对铸态Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr合金显微组织和腐蚀性能的影响。结果表明,铸态Mg-2.7Nd-0.4Zn-0.5Zr-xSn(x=0.5、1.0、1.5、2.0)合金的组织是由α-Mg基体、Mg_(12)Nd相、点状或杆状的Mg_2Sn相组成。随着Sn含量的增加,Mg_2Sn相逐渐增多。铸态合金的腐蚀速率随着Sn含量的增加呈现先减小后增大的趋势,其中当Sn含量为1.0%时合金具有最佳的耐腐蚀性能。Sn的加入能够细化Mg_(12)Nd相,同时析出更稳定性的Mg_2Sn相,并在Sn含量为1.0%时分布较为均匀。     

Mg-20Cu-8Sn和Mg-15Ca-5Sn储热合金的研究

以自主设计的镁基储热材料Mg-20Cu-8Sn和Mg-15Ca-5Sn合金为研究对象,利用排水法测定了其密度,结合金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)等方法对其金相组织、物相组成进行了表征,并通过差示扫描量热仪(DSC)分析了其相变温度、相变潜热。结果表明,Mg-20Cu-8Sn和Mg-15Ca-5Sn合金的密度分别为2.133和1.695g/cm3;前者主要相组成为α-Mg+CuMg_2+Mg_2Sn,后者为α-Mg+MgCa_2+Mg_2Sn;其相变温度和相变潜热值分别为462.42、517.37℃和136.4、195.1J/g。     

Zn-7Mg合金热处理显微组织演变及耐蚀性能研究

研究了可降解Zn-7Mg合金经不同时间热处理后的显微组织演变及耐蚀性能。设计了锌镁合金Zn-7Mg材料,通过改变热处理时间获得Mg_2Zn_(11)相。通过EDS和ICP确定了锌镁合金的成分,运用OM和SEM分析合金的微观组织,利用XRD谱表征合金的物相组成,采用电化学方法测试合金的耐蚀性能。结果表明,Zn-7Mg合金在铸态时主要由α-Zn和MgZn_2两相组成,热处理时包晶反应迅速发生。Zn-7Mg合金热处理后的平衡组织为Mg_2Zn_(11)相和少量残余的Mg Zn2相;电化学开路电位和电化学阻抗谱分析表明,Mg_2Zn_(11)在PBS溶液中的耐腐蚀性能较纯Zn差,在实际生产中应避免Mg_2Zn_(11)的产生。     

Ca对Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性的影响

采用静态质量损失法、电化学测试方法研究了加入不同含量的Ca(0 mass%,0.2 mass%,0.8 mass%)对时效态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金耐腐蚀性能的影响,运用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对合金的组织和物相以及腐蚀产物形貌和物相进行分析。结果表明:时效态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg基体、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成,晶粒尺寸随着Ca含量的增加而减小,细化效果显著;当Ca含量为0.2 mass%时,其主要以固溶的形式存在,合金相的种类没有改变,但Ca含量为0.8 mass%时,合金有新相Mg_2Ca的生成且晶界处的第二相明显增多。在本文研究范围内,Mg-11Gd-3Y-0.2Ca-0.5Zr合金自腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,合金的耐蚀性最好;合金表面的腐蚀产物主要是由Mg(OH)_2以及少量的Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成。     

Mg-8Sn系镁合金SPS制备及其组织性能

基于Mg-8Sn系镁合金具有较好的强度、耐腐蚀性和塑性加工性,采用放电等离子烧结方法(Spark plasma sintering,SPS)在530～590℃制备了Mg-8Sn-1Al-1Zn镁合金,对镁合金的微观组织、物相、力学性能和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:镁合金的显微组织由α-Mg和Mg_2Sn相组成,Mg_2Sn相在界面处产生。在制备温度为570℃时抗弯曲强度最高,可达215 MPa。当烧结温度为590℃时镁合金的耐腐蚀性能最好,其电化学的电极电位和腐蚀电流密度分别为-1.5218V和1.9632×10~(-5)A/cm~2,这主要是由于Mg_2Sn在颗粒接合边界的存在,对α-Mg起到保护作用。     

Mg-5Sn-1Si铸态合金的相组成及其演化过程分析

以Mg-5Sn-1Si铸态合金为研究对象,分析了合金的相组成及其演化过程。结果表明:Mg-Sn-Si合金中有五种相,分别是基体α-Mg,二元相Mg_2Si、Mg_2Sn,三元相Mg_2(Si,Sn)、Mg_2(Sn,Si);Sn对改善Mg_2Si的汉字状结构有关键作用,Sn含量增加会引起Mg_2(Si,Sn)或Mg_2(Sn,Si)相的数量增加;高温下合金以Mg_2Si为母体,生成Si含量较高的Mg_2(Si,Sn)复合相,低温下合金以Mg_2Sn为母体,生成Sn含量较高的Mg_2(Sn,Si)复合相。     

时效时间对Mg-5Sn-Mn合金热导率及力学性能的影响

研究了在230℃时效不同时间对Mg-5Sn-Mn合金热导率及力学性能的影响。结果表明:Mg-5Sn-Mn合金主要由α-Mg基体和Mg_2Sn相组成,且第二相分布在晶界上,经固溶处理后这些Mg_2Sn全部溶解,形成α-Mg固溶体。在时效过程中,Mg_2Sn先在晶界断续析出,然后在基体晶粒内部析出大量弥散的Mg_2Sn细小颗粒,随着时效时间的延长,颗粒逐渐长大。合金的热导率呈先上升后下降趋势,并且在时效144 h时达到最大值103.5 W·m~(-1)·K~(-1);硬度在时效72 h后达到最大值54 HBW,抗拉强度和伸长率在时效120 h分别达到最大值161 MPa和8.1%。     

微量Y和Ca组合添加对Mg-6Zn-1Al合金的组织和性能影响

研究了微量Y和Ca元素对Mg-6Zn-1Al合金的组织和性能影响。结果表明:铸态ZAM610合金由α-Mg、Mg_(51)Zn_(20)相和少量Al_8Mn_5相组成,单独添加Ca使Mg_(51)Zn_(20)相被Mg32(Al,Zn)_(49)相替代,添加Y或Y+Ca,合金由α-Mg、Mg_(51)Zn_(20)、Al_2Y相和少量的Al_(10)Mn_2Y相组成。添加Y或/和Ca,细化了镁合金再结晶晶粒,其中添加Y+Ca组合的细化效果最好。加Ca合金在挤压变形中动态析出MgZn_2相,具有强烈的Zener阻滞作用,形成由细小再结晶晶粒和粗大变形带组成的双模组织。ZAMX6100合金具有最高的强度,其抗拉强度、屈服强度和延伸率,分别为354 MPa、313 MPa和17.3%。加Y合金中Al_2Y相在挤压变形中促进再结晶形核,导致变形带数量减少。微合金化后镁合金力学性能的提高,可归因于动态再结晶晶粒细化、Al_2Y相颗粒形成和动态析出MgZn_2相。合金耐蚀性提高的原因是大量动态析出的MgZn_2相阻碍了腐蚀的连续进行,而稀土Y元素提高了合金基体的耐蚀性能。     

Al对压铸Mg-10Zn合金热裂性及微观组织的影响

研究了不同Al含量(0,2%,3.5%,5%,质量分数)对压铸Mg-10Zn合金的热裂敏感系数(H_(TS))及显微组织的影响。结果表明,随着Al含量增加,合金的热裂敏感系数逐渐降低;结合热力学计算(Pandat8.0)Mg-10Zn-yAl合金的凝固行为,发现热裂敏感系数随合金凝固区间减小和末期液相体积分数的增加而降低,可有效判断合金热裂敏感系数变化趋势。显微组织分析表明,Al可有效细化铸态Mg-10Zn合金的晶粒尺寸。随Al含量增加,合金中第二相数量增加。压铸态Mg-10Zn合金的第二相主要为Mg_5Zn_2,Mg-10Zn-yAl合金的第二相为Mg_(62～69)Zn_(22～25)Al_(6～16)准晶相(I相)。     

Sn对Mg-2.0Si合金组织和性能的影响

本试验给出了Mg-2.0Si(含Si质量百分数为2.0%)二元合金的显微组织及Mg_2Si形貌,并研究了添加不同含量Sn元素对合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明:添加Sn元素后,Mg-Si-Sn合金主要由α-Mg基体、Mg_2Si相和Mg_2Sn相组成;Mg_2Si以初生块状和共晶汉字状两种形态存在;Sn的添加使初生块状Mg_2Si尺寸变小,共晶汉字状Mg_2Si向短棒状和颗粒状转变;在Sn含量不超过3.5%时,Mg_2Sn相主要以颗粒状存在于共晶Mg_2Si周围;而在Sn含量为4.5%时,基体中则会生成不规则粗大的Mg_2Sn相。合金抗拉强度及伸长率均随着Sn含量的增加先增后减,在Sn含量为3.5%时达到最大值。     

Influence of Ca addition on microstructure,mechanical properties and corrosion behavior of Mg-2Zn alloy

The microstructure,mechanical properties and corrosion behaviors of as-cast ternary Mg-2Zn-x Ca(x=0,0.2,0.4,0.8)alloys have been investigated in this study.Results indicate that the microstructure of Mg-Zn-Ca alloys can be significantly refined with increasing Ca concentration.Moreover,the alloys with different contents of Ca exhibit the different phases formation behaviors,i.e.α-Mg+Ca_2Mg_6Zn_3 phases for Mg-2Zn-0.2Ca and Mg-2Zn-0.4Ca alloys,andα-Mg+Ca_2Mg_6Zn_3+Mg_2Ca phases for Mg-2Zn-0.8Ca alloy,respectively.Among all the alloys,the maximum ultimate tensile strength and elongation(161 MPa and 9.1%)can be attained for the Mg-2Zn-0.2Ca alloy.Corrosion tests in Hanks’balanced salt solution indicated that Ca addition is detrimental to corrosion resistance of Mg-2Zn alloy.The relationship between as-cast microstructure and properties for different Ca-containing alloys is also discussed in detail.     

Mg-10Er-2Zn-0.6Zr合金的组织及力学性能

采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学试验等研究了Mg-10Er-2Zn-0.6Zr合金的组织和力学性能。结果表明,铸态Mg-10Er-2Zn-0.6Zr合金主要由树枝状α-Mg基体以及分布于枝晶间的长周期结构相和Mg_3(Er,Zn)相组成;合金经过500℃×20h固溶后,铸态合金中LPSO相和Mg_3(Er,Zn)相消失,而在晶界处生成WMg_3Er_2Zn_3相;随后炉冷至400℃,α-Mg晶内析出呈平行排列且贯穿晶粒的条纹状LPSO相结构。拉伸条件下,固溶态合金具有最佳的力学性能,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为117 MPa、227 MPa、17.9%。与拉伸性能相比,压缩条件下合金表现出更优的力学性能。     

Mg-Sn-Al-Zn-Si合金中合金相的种类与转化过程

以Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si铸态合金为研究对象,分析了合金中的相种类及其转化过程。结果表明:除镁基体外,该合金中含有Mg_2Si、Mg_2Sn、Mg_2(Si,Sn)、Mg_2(Sn,Si)和Mg_(32)(Al,Zn)_(49)五种合金相;合理的Al、Zn元素的含量,有利于生成Mg_(32)(Al,Zn)_(49),该相对改善合金的高温性能有积极作用。在平衡条件下,Mg-x Sn-1Si合金中含有Mg_2(Si,Sn)、Mg_2(Sn,Si)两种多元相;在常规凝固中,该合金含有Mg_2Si、Mg_2Sn、Mg_2(Si,Sn)和Mg_2(Sn,Si)四种相。     

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。     

热处理工艺对Mg-6Zn-3Al镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金属型铸造制备新型Mg-6Zn-3Al(ZA63,质量分数,%)镁合金,并利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试研究ZA63合金在铸态、固溶和时效处理后显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金铸态组织主要由基体α-Mg、晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+Mg_2Zn_3+Mg_7Zn_3+Mg_(32)(Al,Zn)_(49))共晶和晶内孤立的颗粒相组成。合金在350℃固溶12～36 h时,随着时间延长,固溶效果逐渐增强,且在28 h时获得了较好的组织和241 MPa的抗拉强度及11.12%的伸长率。随后在180℃时效6～72 h后,合金的抗拉强度进一步提高,力学性能随保温时间延长呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时同时出现抗拉强度、伸长率和硬度的峰值298 MPa、9.78%和96.3 HV,比铸态的214 MPa、8.54%、62.2 HV分别提高39.25%、14.52%和54.82%。180℃时效24 h后,析出相的主要形态有板条状和短棒状。