挤压工艺对Mg-Sr-Y中间合金组织及力学性能的影响

研究了挤压工艺参数(挤压温度、挤压比)对Mg-Sr-Y中间合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-Sr-Y中间合金的铸态组织是由树枝晶状的基体相α-Mg、沿晶分布的网状共晶组织(Mg17Sr2+Mg25Y4)组成;热挤压后合金的晶粒明显细化,树枝晶和网状组织被打碎,晶粒大小和合金中析出相的分布更均匀。同时挤压后合金的硬度显著提高,力学性能明显改善,形变强化效果较为显著,其强化效果与挤压温度和挤压比有关。挤压温度越高,挤压比越大,则强化效果越显著。     

离心铸造Mg-Zn-Y-Zr合金的显微组织与力学性能

采用离心铸造法和金属型重力铸造法制备了Mg-6wt%Zn-1wt%Y-0.5wt%Zr(简写为ZW61,下同)合金,比较了合金的铸态显微组织及力学性能。结果表明,离心铸造镁合金的晶粒组织得到明显细化,力学性能得到显著提高。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了ZW61合金的显微组织相组成,基体相均为α-Mg相,ZW61合金的第二相由I相(Mg3Zn6Y)和W相(Mg3Zn3Y2)组成。根据ImageJ软件分析,离心铸件第二相的面积分数比金属型铸件的小,离心铸造中共晶转变L→α-Mg+W和共析转变L+W→α-Mg+I被抑制,导致I、W相减少,形成以过饱和初生相α-Mg为主的凝固组织。离心铸件的塑性特征优于金属型铸件。     

Sr含量对AM80镁合金显微组织和力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM和EDS研究不同Sr含量对AM80合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Sr在晶界处发生偏聚,使晶粒长大受阻,从而细化α-Mg基体,Sr在枝晶尖端的富集改变了初生相α-Mg的形貌。随Sr含量增加,出现新相Al4Sr,β-Mg17Al12相含量不断降低直至完全消失。添加Sr可使AM80镁合金的室温力学性能得到明显改善,添加1.5%Sr(质量分数)时效果最好,其抗拉强度和伸长率分别达到最大值160 MPa和15.04%。随Sr含量的增加,AM80镁合金断裂方式由解理断裂向韧性断裂、再向解理断裂方式转变。     

汽车变速器壳体镁合金Mg-Zn-Er-X的铸态组织与性能研究

在汽车用镁合金Mg-3Zn-0.8Er中分别添加合金元素Sr、Y,并进行了显微组织、物相组成、力学性能和耐腐蚀性能的测试。结果表明:Mg-3Zn-0.8Er-0.2Sr由α-Mg相、Mg Zn2相、(Mg,Zn)4Er相和Mg17Sr2相组成,Mg-3Zn-0.8Er-0.2Y则由α-Mg相、Mg Zn2相、(Mg,Zn)4Er相、Mg3Y2Zn3相和Mg12YZn相组成。与商用AZ31镁合金相比,Mg-3Zn-0.8Er-0.2Y的室温抗拉强度较商业AZ31镁合金增加96 MPa,室温伸长率增加6.3%,盐雾腐蚀100h后的质量损失率下降6.3%。     

Al、Zn含量对Mg-5Sn基合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和电子材料试验机分别研究了Al、Zn含量对Mg-5Sn-xAl(x=0,1,2,3,4,5)、Mg-5Sn-yZn (y=0,1,2,3,4,5)合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着Al含量的增多,晶粒明显细化,晶界上非常明显的析出离异共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)和离异共晶相Mg17Al12;并发现了综合力学性能较好的镁合金TA55,其抗拉强度为177MPa、伸长率为11.5％;随着Zn含量的增多,晶粒同样细化,当Zn含量达到3％时,出现MgZn相,此时合金力学性能最好,即为TZ53镁合金,其抗拉强度为182MPa、伸长率为15％.     

Sn对镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Sn元素对镁合金显微组织、物相和力学性能的影响。结果表明,当Sn含量达到4%时,使得合金组织晶粒细化,合金的综合力学性能得到了改善,其抗拉强度和伸长率分别达到了112.9 MPa和10%。在铸态合金中发现了鱼骨状的共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)、杆状的离异共晶组织Mg2Sn和球形颗粒状的第二相Mg2Sn。此外,随着Sn含量的增加,合金室温下的断裂模式由解理断裂向准解理断裂,再向沿晶断裂转变。     

Sr对AZ91镁合金的组织和性能的影响

借助金相显微镜和扫描电镜研究了Sr对AZ91镁合金铸态组织、热处理后的微观组织及其力学性能的影响.研究结果表明,少量Sr(w(Sr)=0.3%～0.5%)加入可显著细化AZ91镁合金的晶粒,但w(Sr)进一步增加到0.8%时,合金晶粒有粗化倾向,合金组织中出现杆状Al4Sr相.经固溶处理后,合金组织中β Mg17Al12相几乎全部溶于α Mg基体中,金属间化合物Mg17Sr2及 Al4Sr部分溶于基体中,时效处理后从基体中析出,分布弥散、均匀.合金的强度和硬度随Sr含量增加,先增大后减小.其力学性能的变化与Sr加入量和晶界上脆性相的数量有关.     

Sr对Mg-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

在Mg93Zn6Y合金中添加Sr元素,考察了添加量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sr对组织中的初生α-Mg相和第二相均具有细化效果。随着Sr添加量的增加,合金的平均晶粒尺寸由1 190μm逐渐减小到360μm。同时,第二相逐渐细化,其局部团聚现象也得到明显改善。随着Sr添加量的增加,合金的力学性能逐渐提高。当添加0.4%的Sr时,合金的抗拉强度和伸长率分别为191 MPa和3.8%,相比未添加Sr的合金提高了43.6%和90.0%。     

Mg-9Al-xSr合金的高温性能

在ZRR-M10型真空电阻炉中制备了3种不同锶添加量的Mg-9Al-xSr镁合金试样.用金相显微镜、X射线衍射仪以及WE230型加载高温炉的液压万能拉伸机机等分析了不同锶添加量对Mg-9Al-xSr镁合金组织及高温力学性能的影响.结果表明:合金中的锶元素主要分布于枝晶界,锶元素的添加能够明显细化合金组织,随着锶添加量的进一步增加,合金进一步得到细化,但细化效果有所减弱;随着锶添加量的增加,合金的相组成不同,主要的相组成分别为α-Mg+ Al4Sr,α-Mg+ Al4Sr+ Al2Sr及α-Mg+Al2Sr;适量锶的添加能有效改善合金常温及高温性能,随着锶添加量的增加,合金中的脆性铝锶析出相的增多,合金性能呈下降趋势变化.     

挤压Mg-6xZn-xY合金微观组织与力学性能

定量研究了大挤压比(81:1)条件下Mg-6xZn-xY合金的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn、Y含量的增加,准晶相含量逐渐增加,α-Mg基体平均晶粒尺寸先减小后增大,Mg-6Zn-1Y合金中的α-Mg平均晶粒尺寸最小为2.9μm,且尺寸分布最均匀,其标准差也达到最小,为0.77μm。随着Zn、Y含量的增加,Mg-Zn-Y合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,延伸率逐渐降低。相比于α-Mg基体晶粒细化,细小准晶相含量的增加对提高Mg-6xZn-xY合金强度的作用更明显。     

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。     

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。     

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。     

Y元素对铸态Mg-Y合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射物相分析、力学性能测试等方法,研究了5种Mg-Y合金铸态组织的相组成和力学性能,对比观察了随Y含量变化时合金的显微组织变化。结果表明,随着Y含量的增加,合金的微观组织由单一的α-Mg相变为α-Mg相和第二相Mg24Y5共存。Y含量为0.25%,2.5%时,微观组织为单一的α-Mg相,Y含量为5%,8%和15%时,微观组织由α-Mg相和第二相Mg24Y5组成。随着Y含量的增加,铸态Mg-Y系合金的抗拉强度和硬度增加,而伸长率降低。     

Sr,Y对AZ31镁合金显微组织与力学性能的影响

用金属型铸造法制备了不同Sr、Y含量的AZ31镁合金试样,借助光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、XRD、力学性能测试等方法研究了Sr、Y对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,微量Sr的添加可细化AZ31镁合金的显微组织,并且在晶界处有杆状的Al4Sr形成;微量的Sr、Y复合添加可使AZ31镁合金显微组织更加细化,晶内有颗粒状的Al2Y析出,同时β-Mg17Al12相消失;合金的常温和高温力学性能随Sr、Y的添加有明显提高。     

Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响

加入微量Sr(0.01%-0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg17Al12析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al4Sr相依附在枝晶间的β-Mg17Al12相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌.     

Mg-5Al-0．8Ca-0．2La-xSr合金的显微组织及高温力学性能

采用真空熔化、精炼和无氧化重力铸造工艺,制备了不同Sr含量的Mg-5Al-0.8Ca-0.2La镁合金试样.研究了Sr对该镁合金的显微组织、室温与150～200 ℃温度区间内力学性能的影响.结果表明:基体合金组织除含α-Mg相外,主要由骨骼状和条状的Al2Ca相、点状的Al11La3颗粒相以及少量的β-Mg17Al12相组成;Sr的加入显著细化了基体合金的显微组织,抑制β-Mg17Al12相的析出,并在晶界上析出Mg-Al-Sr三元耐热相,提高了合金的高温力学性能;随着Sr含量的增加,虽然合金的室温抗拉强度和伸长率呈下降趋势,但合金的高温抗拉强度(σb)和屈服强度(σ0.2)得到明显提高;当Sr含量在0.5%时,合金的综合力学性能最佳.     

亚快速凝固Mg7Zn3Y（-Zr）合金的组织演化及凝固动力学

研究了亚快速凝固Mg7Zn3Y(-Zr)合金的组织特征及凝固行为.亚快速凝固合金由α-Mg固溶体和在晶界处呈网状分布的三元化合物相组成,包含α-Mg,Mg3Y2Zn3和Mg3YZn6相,没有常规凝固合金中"鱼骨状"层片共晶组织,亚快速凝固合金的晶粒尺寸显著减小. Zr使常规凝固合金的晶粒明显细化,而亚快速凝固使Zr的细化作用被抑制,α-Mg基体的形态由树枝状趋于等轴化.提高冷速或加Zr没有改变合金的相组成,但亚快速凝固合金增加了Mg3Y2Zn3和Mg3YZn6相的总量.结合瞬态形核理论和稳态形核及生长理论,探讨了合金在亚快速凝固条件下的相选择及凝固动力学.     

热处理对Mg-7Sn-4Al-2Zn-xSr合金的组织演变和力学性能的影响

采用OM、SEM、XRD和电子材料试验机研究了热处理对Mg-7Sn-4Al-2Zn-xSr(x=0,2,3,4)合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态和热处理后的Mg-7Sn-4Al-2Zn合金主要由α-Mg、Mg2Sn和β-Mg17Al12相组成,加入适量的Sr后,合金中形成新的Srx Mgy Snz相,组织得到了细化;合金经T6(固溶430℃保温12 h+时效250℃保温8 h)处理后,Mg2Sn和Srx Mgy Snz相更均匀的析出,弥散分布在晶界和基体中。当Sr含量为3 wt.%时,铸态和热处理态合金都表现出最佳的常温力学性能,铸态合金的抗拉强度和伸长率分别为197 MPa和5.6%,热处理后合金的抗拉强度和伸长率分别为207 MPa和8.6%,合金力学性能的提高主要是归因于晶粒细化和第二相弥散强化。     

Effects of Different State Mg-5Sr-10Y Master Alloys on the Microstructure Refinement of AZ31 Magnesium Alloy

通过OM金相显微镜,SEM扫描电镜和XRD等手段研究了不同状态(铸态,挤压态,固溶态)Mg-5Sr-10Y中间合金的组织及其对AZ31组织细化效果。研究结果表明：所有的Mg-5Sr-10Y中间合金均由α-Mg,Mg17Sr2 和 Mg24Y5相组成,但是α相的形貌以及第二相的尺寸,数量和形态却各不相同,并最终导致对AZ31晶粒细化效果的不同;各种不同状态的中间合金均能有效细化AZ31镁合金,但细化效果却不同,挤压态中间合金对AZ31细化效果最好,其次是铸态,最后是固溶态;不同的细化效果主要与非均质形核和成分过冷有关,而与遗传效应无关