热处理对Mg-6Nd-2Al合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机等研究了铸态、固溶态和时效态Mg-6Nd-2Al合金的显微组织及力学性能。结果表明,铸态合金的组织由α-Mg基体、不规则条状Mg_(12)Nd相、针片状Al_(11)Nd_3相和颗粒状Al_2Nd相组成。经固溶处理后,合金中第二相的数量明显减少,晶界处的Mg_(12)Nd相溶解,针片状Al_(11)Nd_3相出现断裂和球化现象,转变为Al_2Nd相。经时效处理后,合金内部有大量纳米尺度的β″相析出,力学性能明显提高;与铸态合金相比,时效态合金的抗拉强度由141.5 MPa提升至189.5 MPa,屈服强度由104.4 MPa提升至121.9 MPa,该合金具有较好的热处理强化效果。     

挤压变形对Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金时效硬化效果的影响

对比分析了铸态和挤压态Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1. 5Al-1Zn-1Si合金在时效过程中的组织与硬度的异同,讨论了产生差异的原因。结果表明:挤压变形合金的时效硬化效果明显强于铸态合金的时效硬化效果。铸态合金随着时效温度的升高和保温时间的延长,析出的化合物增多,特别是Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Sn相。铸态合金经固溶和时效处理后的最大平均硬度为92. 12 HBW,比未经固溶时效处理时的硬度仅提高了7. 78%,且硬度测量误差范围波动较大。挤压变形合金随着时效温度的升高和时效时间的延长,大量颗粒状析出相均匀分布在基体上,析出相明显长大。挤压变形合金经固溶时效处理后的最大平均硬度为116. 94 HBW,比未固溶时效处理时的硬度提高了21. 4%,且硬度误差波动范围较小。挤压后合金经过固溶时效处理后,材料的性能稳定性明显提高。     

热处理对镁铝镓合金显微组织及力学性能的影响

为了提高镁铝镓合金的力学性能,通过金相显微镜、扫描电镜等分析手段及硬度、室温拉伸性能测试,研究热处理工艺对Mg-8%Al-2%Ga合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,Mg-8%Al-2%Ga合金固溶处理时,首先固溶的是片状的次生β-Mg17Al12相,然后是离异共晶β-Mg17Al12相;随着固溶时间的延长,晶粒逐渐长大,并且在随后的时效处理时析出方式由非连续析出为主逐渐变为连续析出为主.硬度测试结果表明,固溶+时效处理后试样的硬度与固溶时相比有明显提高;且2h固溶+16h时效时达到峰值.室温拉伸试验结果表明,经415℃、2h固溶+168℃、16h时效处理后,合金的综合力学性能最好.     

热处理对Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金组织和性能的影响

通过OM,SEM,TEM,XRD和力学拉伸实验,研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr(质量分数,%)合金组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-12Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相和Mg41Sm5相的粗大枝晶组成,经过固溶和时效处理后,时效析出了Mg24Y5相,Mg5Gd相演变为Mg3Gd相,固溶时效态合金纳米尺寸的长条状相的脱溶析出可有效强化合金。合金在不同状态下的室温抗拉强度为:铸态219.4 MPa、固溶态224.0 MPa和时效态299.8 MPa。     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

热处理工艺对Mg-8Zn-4Al-0.25Mn镁合金组织和性能的影响

研究固溶和时效处理对Mg-8Zn-4Al-0.25Mn合金组织和性能的影响.结果表明,试验合金经345 ℃固溶12 h水冷后,合金组织中的Mg32(Al,Zn)49和Al2Mg5Zn2相三元化合物数量急剧减小,并且原有连续网状Mg32(Al,Zn)49相变为断续网状,颗粒状Mg32(Al,Zn)49相和小块状Al2Mg5Zn2相变得更加圆整和细小.同时,合金的显微硬度随固溶时间增加而逐渐降低.经180 ℃时效处理后,析出大量弥散分布的细小Mg-Zn-Al三元颗粒状析出物,并且随着时效时间延长,合金的显微硬度逐渐增加,在12 h时达到最大值.     

Mg-6Al-5Zn-xCa(x=4,5,6,7)-5Gd合金的显微组织和力学性能

研究了不同高含Ca量的Mg-6Al-5Zn-x Ca(x=4,5,6,7)-5Gd合金铸态以及热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,铸态时,随着含Ca量的增加,连续分布于晶界处的第二相β-Mg_(25)(Al,Zn)_(37.5)逐渐变细,呈颗粒状的Al_2Gd相和块状的CaZn_5相部分溶解,以更加圆润的小颗粒状相和小块状相分布在组织中,其抗拉强度和屈服强度先升高后降低,伸长率下降;固溶处理后,大部分β-Mg_(25)(Al,Zn)_(37.5)相逐渐溶入合金基体中,合金的强度和伸长率均显著增加,随着含Ca量的增加,固溶组织中分布更多的颗粒状相和块状相,其抗拉强度和屈服强度先升高后降低,伸长率变化不大;固溶+时效处理后,产生时效强化,时效12 h后合金硬度达到峰值,随时效时间延长,硬度稍有降低,然后趋于平缓,说明合金有较优异的热稳定性。断口分析表明,随着含Ca量的增加和热处理方式的不同,合金的断裂机制有从脆性断裂向韧性断裂转变的趋势。当含Ca质量分数为6%时,合金铸态断口形貌中有明显韧窝存在,热处理后,其断口形貌中韧窝数量增多,大小一致,分布趋于均匀。实验合金以Mg-6Al-5Zn-6Ca-5Gd合金经390℃/8 h固溶+200℃/12 h时效处理后的力学性能最佳。     

热处理对Mg-4Y-3R_E合金微观组织和力学性能影响

采用熔铸法制备了Mg-4Y-3R_E-0.5Zr合金,利用固溶处理和时效处理;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的微观组织,利用能谱仪(EDS)对微区成分和析出相进行了分析,采用X射线衍射仪对合金的相组成进行分析。结果表明,Mg-4Y-3R_E-0.5Zr铸态合金由α-Mg和晶界处Mg-Y-Nd三元相组成,析出相为不规则的条状,固溶处理后晶界处三元相溶入基体,晶粒尺寸与铸态晶粒尺寸相差不明显。随着时效时间增加,晶粒尺寸无明显变化,时效2 h后,晶粒内部出现细针状和细小颗粒的析出相,且随时效时间延长析出相的数量明显增加。固溶+时效处理8 h后的合金比铸态合金的拉伸性能提高了30 MPa,而伸长率没有明显变化。     

Effect of Nd content on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-12Li-3Al alloy

In order to improve the mechanical properties of Mg-Li alloy with single β phase structure, Mg-12Li-3Al-xNd(x=0.3, 0.7, 1.1, 2.0wt.%) alloy was prepared. Subsequently, the as-cast microstructure and mechanical properties were observed and tested. The results showed that the structure of Mg-12Li-3Al-xNd(x=0.3, 0.7, 1.1, 2.0wt.%) as-cast alloy was composed of β phase matrix and Al_2Nd, Al_(11)Nd_3, MgLiAl_2, Al_4Li_9 and AlLi phases. With the increase of Nd content in the alloy, the Al-Nd intermetallic compounds have a trend to change from needle-like Al_(11)Nd_3 to granular Al_2Nd. The hardness of as-cast Mg-12Li-3Al-xNd(x=0.3, 0.7, 1.1, 2.0wt.%) alloy was stable at room temperature. The tensile strength of Mg-12Li-3Al-1.1Nd was as high as 180 MPa, the elongation rate of Mg-12Li-3Al-0.7Nd reached 53.7%, and the comprehensive mechanical properties of Mg-12Li-3Al-2.0Nd was the best. PLC phenomenon occurred during the tensile process of the alloys at room temperature. Therefore, the β-based Mg-Li alloy with good plasticity as well as enhanced strength can be obtained by a moderate addition of Nd and Al.     

Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金组织及室温变形行为

以Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金为对象,研究其组织形貌及相组成。并利用UTM5305电子万能试验机对其进行了不同应变速率以及不同变形量的室温压缩实验,获得真应力-应变曲线,构建合金的室温变形本构方程。研究压缩前后合金的微观组织和压缩性能演变规律。结果表明,Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金包含α-Mg、β-Li、Al_(12)Mg_(17)、AlLi和MgLiAl_2 5相,β-Li为基体相,α-Mg相呈条状或块状,纤维状Al_(12)Mg_(17)相位于α-Mg相内部,颗粒状MgLiAl_2相分布在晶界上,晶内相AlLi呈颗粒状。固溶处理后合金组织中析出相的数量明显减少,合金强度得到提升。根据Mg-9.5Li-2.56Al-2.58Zn合金真应力-应变曲线分析了应变速率对流变应力的影响,挤压态和固溶态合金室温压缩都存在峰值应力和峰值后的软化现象,有利于室温成形;并通过线性回归的方式获得不同状态下的材料本构方程常数n以及ln A–(Q/RT)的值,构建了基于Arrhenius模型的本构方程。合金组织随压缩变形量增加被逐渐压扁、拉长,AlLi相有所增多。     

固溶、时效处理对Mg-6Zn-3Al合金组织和性能的影响

通过OM、室温拉伸性能测试等方法,研究了固溶和时效处理对Mg-6Zn-3Al合金组织和性能的影响。研究表明:铸态Mg-6Zn-3Al合金组织为α-Mg基体和共晶组织,共晶组织以连续或半连续的网状结构分布在基体边界处。Mg-6Zn-3Al合金最佳热处理工艺为:350℃×16 h固溶,水淬+170℃×48 h时效,空冷,此工艺下,Mg-6Zn-3Al合金组织中有大量分布均匀的析出相,晶粒尺寸达到最小,抗拉强度和伸长率达到284.2 MPa和13.4%,比铸态试样分别提高了38.9%和22.9%。     

热处理工艺对多元Al-Si合金力学性能的影响

研究热处理工艺对多元Ai-Si合金综合力学性能的影响,将铸态、时效和铸态水淬+时效处理后的多元Ai-Si合金试样分别在3 000 kN试验机上进行拉伸试验,采用光学显微镜和扫描电镜等对合金的金相组织进行分析,并做了力学性能检测。结果表明:经过铸态水淬+时效处理的多元Ai-Si合金的综合力学性能最好,时效次之,铸态最差;铸态水淬是一个短暂的固溶处理,Al2Cu相、Mg2Si相和θ′相等在短暂固溶处理时溶入α固溶体中,时效过程中弥散析出,使合金力学性能大幅提升。     

冷轧对固溶时效Mg-Li合金显微组织及性能的影响

对固溶时效的Mg-11Li-3Al-xZr(x=0、0.1)合金挤压板进行了轧制,采用OM、XRD分析了轧制前后合金显微组织的变化,通过拉伸试验测试了不同变形量下合金的拉伸性能。结果表明,固溶时效合金组织主要由β-Li和少量颗粒状化合物组成,轧制过程中合金内部析出α-Mg、θ-MgLi_2Al以及AlLi等相,并且随着轧制进行,θ-MgLi_2Al相逐渐转变为AlLi相。随着轧制变形量增大,合金晶粒尺寸变大,固溶时效Mg-11Li-3Al-xZr合金的力学性能先升高后降低。Mg-11Li-3Al合金在60%冷变形量时综合性能最好(抗拉强度为242 MPa,伸长率为46%);Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金在40%变形量下综合性能最佳(抗拉强度为255 MPa,伸长率为24%)。     

热处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

通过OM、XRD、TEM、SEM和电子拉力试验机等,研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相、Mg12Nd相的粗大枝晶组成,经过热处理后,合金中方块状颗粒相明显增多,且分布在晶界处;固溶时效态合金析出的纳米尺寸方块相可有效强化合金。时效态合金中β'析出相形态类似多个纺锤形相连接而成,相互之间的夹角呈120°,且具有周期结构。铸态、固溶态和时效态合金在不同状态下的室温拉伸强度分别为:189.3、201.4和251.1MPa。     

热处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

通过OM、XRD、TEM、SEM和电子拉力试验机等,研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和含Mg5Gd相、Mg12Nd相的粗大枝晶组成,经过热处理后,合金中方块状颗粒相明显增多,且分布在晶界处;固溶时效态合金析出的纳米尺寸方块相可有效强化合金。时效态合金中β'析出相形态类似多个纺锤形相连接而成,相互之间的夹角呈120°,且具有周期结构。铸态、固溶态和时效态合金在不同状态下的室温拉伸强度分别为:189.3、201.4和251.1MPa。     

固溶和时效对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及硬度试验等手段,研究了固溶和时效处理对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响。结果表明,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr铸态合金主要由α-Mg相和X-Mg12ErZn相组成;合金的最佳固溶工艺为540℃×32 h,在该工艺条件下X-Mg12ErZn完全溶入α-Mg基体中,析出大量的W-Mg3Er2Zn3相,且晶粒没有明显长大;随后合金经过180℃的时效处理,与固溶态合金相比,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr时效态合金组织变化不明显,仍由α-Mg相和W-Mg3Er2Zn3相组成,合金的显微硬度值变化不大。     

热处理对Mg-12Gd-2Y-0.5Sm-0.5Sb-0.5Zr显微组织的影响

采用OM、SEM、EDS、TEM和SAED等技术研究了Mg-12Gd-2Y-0.5Sm-0.5Sb-0.5Zr合金在铸态、时效态及固溶态的显微组织变化。结果表明,与铸态合金显微组织相比,时效态合金析出相更加细小弥散;铸态合金析出相有α-Mg、Mg5Gd相和Mg24Y5相,固溶态有α-Mg、Mg3Gd相和Mg24Y5相,时效态有α-Mg,Mg41Sm5,β'相。β'相形态为多个纺锤形相联结而成,相互夹角呈120°,具有周期结构。     

Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

添加Al、Si元素对Mg-4Li系合金组织与力学性能的影响

利用磁悬浮真空高频感应加热法制备Mg-4Li、Mg-4Li-3Al、Mg-4Li-3(Al-Si)、Mg-4Li-6(Al-Si)合金铸锭,然后对其进行热挤/压制。采用OM、SEM、电子万能试验机等测试方法,观察并分析轧制后试验合金的显微组织和拉伸变形行为。结果表明:添加Al的轧制态Mg-4Li合金形成了第二相β-Mg_(17)Al_(12)粒子,而添加Al-Si共晶的轧制态Mg-4Li-3(Al-Si)、Mg-4Li-6(Al-Si)合金形成第二相β-Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Si粒子,组织晶粒得到细化。轧制态的Mg-4Li、Mg-4Li-3Al、Mg-4Li-3(Al-Si)、Mg-4Li-6(Al-Si)合金的最大抗拉强度分别为310、325、340、370 MPa。     

高温短时间时效处理对Mg-3Nd-1Zn合金微观组织及力学性能的影响

将固溶处理后的Mg-2.7Nd-0.6Zn-0.5Zr合金在200~300℃之间进行不同温度及时间的高温时效处理,研究高温短时间时效处理对合金的微观组织和力学性能的影响,并利用OM,SEM和TEM对合金的微观组织进行表征.结果表明,固溶态Mg-2.7Nd-0.6Zn-0.5Zr合金经250~275℃高温短时间时效后,其室温屈服强度和抗拉强度最高分别增加了近70%和29%,宏观组织中出现呈直线性不均匀分布的析出相.析出相的显微形貌为颗粒状,成分为Mg12Nd.析出相的线性分布方向平行于Mg基体(0001)Mg基面,合金的时效硬化行为与这种沿基面呈平行线分布的颗粒状析出相密切相关.在250~275℃范围内时效20~30 min后屈服强度较高,这是由于在变形过程中颗粒状Mg12Nd的特殊分布对基面滑移及晶粒间协调变形起到很强的抑制作用.