稀土Yb对AZ91镁合金铸态及时效态组织和性能的影响

采用金相观察、X射线衍射和硬度测试等方法,研究了稀土Yb对AZ91镁合金铸态及热处理态组织和性能的影响.结果表明,添加1%的Yb可细化AZ91合金铸态组织,有效抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的生长,并使β相由网状变为断续分布.XRD分析表明,合金中出现新相Al_(11)Yb_3,使合金硬度增加.添加Yb使AZ91合金固溶处理后的残余化合物增加,尽管对时效峰值影响不大,但可推迟180 ℃时效峰值和延缓过时效的出现.     

非平衡凝固AZ91+0.75%Er镁合金及其热处理

采用铜模喷铸技术制备出AZ91+0.75%Er(质量分数)稀土镁合金非平衡凝固试棒,研究了低温时效及高温固溶对合金组织和显微硬度的影响规律。结果表明,稀土元素的添加及冷却速率的提高均有利于细化AZ91镁合金组织,其中后者影响效果更加明显。急冷条件下的溶质截留效应还可以消除铸态稀土镁合金中的Al-Er针状化合物相。非平衡凝固合金经200℃时效处理后,β相从过饱和固溶体中析出。时效16 h后,Mg-Er稀土化合物相以颗粒团聚状从基体中形成。420℃固溶处理时,非平衡凝固合金中β相发生溶解,晶粒形貌转变为多边形等轴晶组织,平均晶粒尺寸随固溶时间的延长而不断增加。非平衡凝固及后续时效处理可有效提高稀土镁合金的显微硬度,而固溶条件下合金硬度值有所降低。     

Y对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素钇（Y）对AZ91D镁合金铸态及热处理态的组织和力学性能的影响。结果表明：Y会强烈地细化合金组织，并在合金中生成方块状的Al6Mn6Y相及杆状的Al2Y相。少量的Y能显著提高合金的力学性能，当Y含量（质量分数）达到1．5％时，合金得到最佳的力学性能。另外，含Y的AZ91D合金固溶处理后硬度及抗拉强度皆高于原AZ91D合金，并且Y会推迟镁合金的时效过程，延长时效峰值的到来时间。     

热处理对挤压镁合金AZ91拉伸变形与断裂行为的影响

通过金相显微组织观察和断口SEM分析，研究了热处理对挤压AZ91镁合金拉伸变形与断裂行为的影响。结果表明：AZ91镁合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大，但伸长率有较大幅度的提高，品粒尺寸有所增大；时效峰值态的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高，但伸长率有较大幅度的降低，合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。AZ91合金挤压态和固溶态的断面都有韧窝特征，为微孔形核的韧性断裂机制，而在时效峰值态的断面上则呈现出了韧性与脆性混合断裂的特征。     

热处理对AZ91D镁合金显微组织的影响

研究了铸态、同溶及时效AZ91D镁合金的微观组织,分析了热处理对合金组织和显微硬度的影响.结果表明.薄片状共晶α相和粗大块状B相的热稳定性都不高,但可分别经过380和410℃同溶处理加以消除;Al-Mn相主要呈颗粒状或针状,尺寸为10～50 μm.经410℃×24 h固溶处理未发生明显改变.固溶样品经200℃×12h时效后有大量长10μm、直径1～2μm的杆状相析出.且主要垂直或斜交于基体,但当时效温度继续升高时析出相将转变为大部分平行于基体分布,使第二相的强化效果减弱.     

热处理对挤压镁合金AZ91和ZK60组织与性能的影响

通过力学性能测定以及金相显微组织观察，对挤压态AZ91和ZK60镁合金的热处理工艺进行了研究。结果表明，AZ91合金固溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大，但伸长率有较大幅度的提高；时效硬度峰值时的抗拉强度与固溶态相比有一定的提高，但伸长率有较大幅度的降低。ZK60合金固溶态与挤压态相比抗拉强度和伸长率均有相当程度地降低，且时效硬度峰值时的抗拉强度与同溶态相比有一定的提高，伸长率也有较大幅度的降低。AZ91合金固溶处理后晶粒尺寸与挤压态相比有所增大，但ZK60合金固溶处理后晶粒尺寸显著粗化。同时，两种合金固溶时效处理后伴有强化相粒子析出。     

稀土元素镧对AZ91镁合金显微组织及硬度的影响

研究了稀土镧对AZ91合金的显微组织和硬度的影响.结果表明:加入稀土镧后,AZ91合金铸态晶粒细化,且Mg17Al12相减少;大部分镧与铝结合生成高熔点、高热稳定性的针状稀土相(Al11La3),从而改善晶界相的分布,提高铸态宏观硬度;固溶 时效处理后,在晶界处析出片层状Mg17Al12相.随时效时间的延长,硬度进一步增加.     

阻燃镁合金AZ91D-0.3Be-RE的研究

研究了添加铍对镁合金AZ91D的阻燃性以及混合稀土对其组织与力学性能的影响.结果表明,铍(Be)可以有效地提高镁合金的起燃温度,含0.3wt?的镁合金的起燃温度提高近300℃,可直接暴露在大气中熔炼.稀土可抑制镁合金AZ91D非平衡结晶的进行,同时也抑制Mg17Al12相的析出,强化了基体;另外花瓣状和短杆状Al4RE相可阻止裂纹的形成,增大合金的断裂抗力,从而使合金的室温抗拉强度在固溶态和时效态下均提高20%;硬度在铸态下提高20%,在时效态下提高30%.由于Al4RE相热稳定性高,使高温抗拉强度在铸态下提高50%,在时效态下提高20%;伸长率在铸态和时效态下均提高100%.     

铸态晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效行为的影响

研究铸态晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效组织的影响,并对析出相与合金显微硬度之间的关系进行了分析.结果表明,合金铸态晶粒尺寸越小,其固溶效率越高,时效处理时β相的连续析出速度越快;在时效处理过程中,无论铸态晶粒尺寸或大或小,合金的显微硬度值都随着连续析出的β相数量的增加先升高后降低;并且铸态晶粒尺寸越小,其硬度峰值越高,达到峰值所用的时间越短.     

热处理对细晶AZ91D镁合金组织和性能的影响

采用MEF-3金相显微镜、JSM-6700F扫描电镜、EMPA-1600电子探针以及WDW-100D型电子万能实验机等,对经Al-Ti-B细化处理的AZ91D镁合金铸态组织及固溶-时效态的显微组织和力学性能进行了观察和分析。结果表明：分布在铸态AZ91D镁合金晶界的网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中逐渐溶解,使得合金的硬度下降,而抗拉强度升高;T6热处理后,合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,使得抗拉强度和硬度明显提高;不同的热处理使合金的断口发生明显变化。     

在线固溶及离线热处理对压铸AZ91D镁合金组织及硬度的影响(英文)

研究在线固溶处理、离线固溶处理和时效处理对压铸AZ91D镁合金组织及硬度的影响。结果表明:在线淬火和离线时效处理可提高压铸AZ91D合金的布氏硬度,但是离线固溶处理使合金的硬度下降。通过X射线物相分析、光学显微组织分析、差热分析、扫描电镜及能谱分析,发现在线固溶和时效处理后合金的组织与压铸AZ91D的基本相同,仍由α-Mg及β-Al12Mg17组成。在压铸镁合金冷却过程中,在线固溶处理使温度急剧降低从而阻止了β-Al12Mg17相的继续析出,增强了Al元素固溶强化的效果。时效处理后,Al12Mg17从Mg的过饱和固溶体中析出并细化组织,改善了细晶强化的效果。离线的固溶处理使Al12Mg17分解,导致其固溶强化效果得到增强但是晶界强化相大幅度减少,从而使合金的硬度降低。     

Nd对压铸AZ91D合金组织与性能的影响

传统压铸获得AZ91D和AZ91D-1.11Nd两种合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了压铸态微观组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度、导热性能和流动性能。结果表明,在AZ91D合金中添加1.11%Nd后,压铸态晶粒有所细化,形成较多弥散分布的细小颗粒状Al2Nd和少量针状Al₁₁Nd₃,原有的半连续网状分布的β-Mg₁₇Al₁₂数量有所减少。压铸态AZ91D-1.11Nd合金呈现良好的综合性能,室温抗拉强度、伸长率和热导率分别为272 MPa、12.0%和69.5 W/(m·K),与AZ91D合金相比分别提高14%、100%和14%;同时呈现与AZ91D合金相当的优异铸造工艺性能,流动长度达到1161 mm。     

Microstructural modification of cast Mg alloys by friction stir processing

Abstract

Cast Mg alloys were processed using friction stir processing (FSP) to acquire a fine grained structure and high strength. Actually, FSP is a novel grain refinement method for light metal alloys. Using FSP, a cast microstructure with coarse grain size was refined to equiaxial fine grain through dynamic recrystallisation; second phase particles were finely dispersed by FSP. Moreover, FSP is effective to eliminate cast defects such as microshrinkages or porosities. Commercial die cast Mg alloy (AZ91D) and high strength Mg–Y–Zn alloy plates were prepared for FSP. Heat input using a rotational tool during FSP closely affected the microstructure in the stirred zone. Actually, FSP with lower heat input produced a finer grain size and higher hardness. Changes in the friction stir processed microstructures affecting mechanical properties were not only grain refinement, but also second phase particle distributions. Results show that alloys with high hardness by FSP have finely dispersed second phase particles without dissolution during FSP.     

微量Sc元素对AZ91镁合金组织性能的影响

本试验以AZ91镁合金为基,制备了含Sc的AZ91镁合金.研究了微量Sc对AZ91镁合金组织性能的影响.结果表明,Sc的加入,在AZ91中形成了Al3Sc新相;细化了AZ91合金的铸态组织,改变了第二相Mg17Al12的形貌;显著提高了材料的硬度、强度;抑制了材料的动态再结晶,且延缓了材料的时效硬化行为.     

定向凝固含Y镁合金的枝晶形态及微观组织研究

采用液态金属冷却高温度梯度定向凝固炉制备了含稀土元素Y的镁合金,研究了定向凝固镁合金的枝晶形态及微观组织特征。结果表明,镁合金的一次枝晶沿着热流方向生长,且一次枝晶周围含有六个二次枝晶呈花瓣形状。通过扫描电镜及能谱分析发现,凝固组织中除了a(Mg)固溶体及枝晶间的?(Mg17Al12)相组成外,还存在稀土相。稀土相呈粗大的杆状和细小的粒状形态,主要由Y、Mg、Al和Mn元素组成,其中稀土Y的质量分数占22%左右。     

锑对AZ91D镁合金微观组织的影响

研究了锑对AZ91D镁合金微观组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程中加入三氧化二锑引入锑元素,用光学显微镜对加锑前后合金显微组织及其变化情况进行研究,发现锑的加入可使AZ91D镁合金的组织发生明显变化,β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状。同时利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了锑在合金中的存在形式。结果表明,锑在AZ91D镁合金中主要以两种形式存在:固溶在α-Mg、β相中;形成新相Mg3Sb2。锑在镁合金中生成的新相Mg3Sb2既作为异质形核核心细化组织,又会聚集在固液界面前沿抑制晶体的长大,从而对镁合金起到细化晶粒的作用。     

7075铝合金对AZ91镁合金组织和性能的影响

为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化,当7075铝合金含量超过4%（质量分数,下同）时,AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少,并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高,当7075铝合金的加入达到4%,其抗拉强度与延伸率达到最大值,分别为186 MPa和8.2%     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。     

Sb对镁合金组织和力学性能的影响

借助SEM、XRD等现代分析技术分析了Sb含量为0.4%时对镁合金组织和力学性能的影响,研究了Sb对镁合金的强化机理.结果表明,Sb可以细化AZ91D镁合金的组织、改善Mg17Al12相形态和分布,并生成新的强化相Mg3Sb2;Sb在稀土阻燃镁合金中,可以减少棒状Al11RE3相,并形成颗粒状CeSb相,使镁合金的抗拉强度提高.     

Dissolution of Eutectic β-Mg<Subscript>17</Subscript>Al<Subscript>12</Subscript> Phase in Magnesium AZ91 Cast Alloy at Temperatures Close to Eutectic Temperature

Knowledge on the dissolution kinetics of β_-eut phase in cast Mg AZ91 alloy at temperatures close to the eutectic temperature is very useful for various processes of the alloy. In the present study, dissolution of β_-eut phase has been investigated experimentally and considered theoretically. Results have confirmed that the kinetics of β_-eut dissolution is basically diffusion controlled. Optimum times for dissolution heat treatment practice of different sizes of cast microstructure which are cooling rate dependant during casting could be suggested based on the present calculation. For fusion welding of the alloy, the present results indicate the difficulty of having a heating rate lower than the critical value (“critical heating rate”) for a significant reduction of the phase to avoid constitutional liquation.