Ca对原位自生Mg2Si/ZM5复合材料组织与性能的影响

通过真空感应炉中氩气保护,在ZM5熔体中加入Si获得原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料.采用金相显微镜、环境扫描电镜、拉伸实验等研究了Ca对该材料组织与性能的影响规律.结果表明:Ca的加入改变了Mg2Si/ZM5复合材料中Mg2Si相的形貌,使其从不规则的汉字状变成较细小的多角形,从而改善了材料的力学性能;当加入0.05?(质量分数)时,复合材料的室温力学性能最好,屈服强度提高了10.4%,延伸率提高了52.4%;在200℃高温下,当含Ca0.05%～0.10%(质量分数)时其屈服强度和延伸率最好,分别提高了30.1%和92.3%.     

Sb含量对铸态Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响.结果表明:加入0.25wt％Sb时,合金中形成了Mg3Sb2相,原来大量聚集于晶界的粗大汉字状Mg2Si相颗粒转变为相对细小的汉字状Mg2Si相颗粒,呈弥散分布于晶界及晶内,同时出现了少量多边形块状Mg2Si相颗粒,此时合金的力学性能有所提高;当Sb为0.5％时,Mg2Si相颗粒尺寸迅速减小,转变为球状或短棒状,此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到最大值;当Sb含量为0.75％时,Mg2Si相颗粒尺寸未见明显变化,但又发生聚集现象;当Sb含量为1.0％时,Mg2Si相颗粒又转变为尺寸较大的汉字状颗粒,此时合金的力学性能发生下降.     

原位生成TiB_2/Al-Si-Mg复合材料的组织与性能

结合LSM法和MCR法原位反应生成TiB2 粒子增强Al Si Mg复合材料。研究发现 :原位生成TiB2 粒子呈等轴状且尺寸 <1μm ,大都均匀分布在共晶组织中 ,与共晶Si交织在一起 ,在α(Al)中只有少量的TiB2 粒子 ;原位TiB2 粒子可明显强化Al Si Mg复合材料 ,且随着TiB2 粒子数量的增加 ,强化效果也随之提高 ,而且延伸率也略有升高 ,如 6 %TiB2 /ZL10 4复合材料室温拉伸强度可达 2 96MPa ,延伸率为 5 .5 %;热处理 (T6)可将共晶Si由原先的连续棒状变为孤立的颗粒状 ,大幅度提高材料抗拉强度 ,使 6 %TiB2 /ZL10 4复合材料室温拉伸强度达386MPa ,而材料仍属于韧性材料     

Mg-12Al-12Zn-xSi合金的显微组织与力学性能

研究了Si含量对铸态Mg-12Al-12Zn-x Si(x=1,2,4;wt%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入Si元素后,合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相、Mg2Si相和Mg2Zn11相组成;随Si含量从1%增加到4%,合金中的Mg2Si颗粒从少量的多边形块状、花瓣状转变为大量的多边形块状、条棒状,最后转变为多边形块状和粗大的骨骼状;且Si含量为2%时,Mg2Si相颗粒呈相对弥散分布;此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率达到最大值。合金的室温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

在位生成TiB2／Al—Si—Mg复合材料的组织与性能

结合LSM法和MCR法原位反应生成TiB2粒子增强Al-Si-Mg复合材料。研究发现,原位生成TiB2粒子呈等轴状且尺寸＜1um,大都均匀分布在共晶组织中,与共晶Si交织在一起,在α（Al)中只有少量的TiB2粒子。原位TiB2粒子可明显强化Al-Si-Mg复合材料,且随着TiB2粒子数量的增加,强化效果也随之提高,而且延伸率也略有升高,如6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度可达296MPa,延伸率为5．5％,热处理（T6)可将共晶Si由原先的连续棒状变为孤立的颗粒状,大幅度提高材料抗拉强度,使6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度达386MPa,而材料仍属于韧性材料。     

高硅含量镁铝硅合金的组织与力学性能

为探讨改善Mg-Al合金耐热性能的途径,开发性能优良、价格廉价的镁合金,采用硅合金化的方法,研究不同硅含量时Mg-9%Al-x%Si合金(x=3,6和9)的凝固组织和室温力学性能。结果表明,三种铸态合金均由-αMg相、Mg2Si和-βMg17Al12组成。Mg2Si呈树枝状,且随硅含量提高,枝晶越发达,体积分数也增大。随Si量的增多,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率下降,硬度提高。经过415℃×12h固溶处理后,Mg2Si相的尖角钝化,部分Mg2Si相呈形状规整的椭圆形。固溶处理使Mg-9%Al-6%Si合金的抗拉强度和伸长率提高,时效可提高合金强度和硬度。Mg2Si相固液界面生长前沿的溶质边界层造成的成分过冷区及生长晶面上不同地方之间硅元素过饱和度的差异造成Mg2Si晶体凝固界面失稳,从而使得本属于小晶面生长的Mg2Si相在实际生长条件下为枝晶生长方式。     

Si对原位自生Mg2Si/AM60复合材料组织及性能的影响

采用原位合成技术制备Mg2Si/AM60复合材料,研究不同Si含量对其组织及性能的影响.结果表明:镁合金中加入结晶Si后,出现短棒状及中国汉字状的Mg2Si相;当Si含量较高时,中国汉字状的Mg2Si相消失,变成不规则的块状.制备过程中对复合材料进行机械搅拌,Mg2Si相的分布较未搅拌更加均匀、弥散.复合材料的抗拉强度、硬度随Si含量的增加呈上升趋势,延伸率则下降.当Si量为1.0%(质量分数,下同)时,强度较基体提高12%,含量为5%时,硬度较基体提高48.6%.     

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-4Al-2Si(s42)镁合金的铸态组织和高温力学性能.结果表明,铸态合金主要由a-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成.其中,离异共晶β-Mg17Al12相呈网状分布于晶界上,初生Mg2Si相呈多边形块状随机分布于基体组织中,共晶Mg2Si相呈粗大的汉字状沿晶界或穿晶分布;150℃高温短时拉伸,合金的抗拉强度为97MPa,屈服强度为58MPa,伸长率为18%,拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.5Zr的组织和力学性能

研究了新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.45Zr的组织和力学性能。研究表明,试验合金的铸态组织为近等轴晶,主要由α-Mg基体和晶界处的(α-Mg+Mg12Nd)共晶组成。试验确定了固溶试验合金的较优时效处理工艺。试验合金经T6热处理后,室温屈服强度较ZM6合金显著提高。同时,试验合金的高温瞬时抗拉强度、屈服强度以及抗蠕变性能均显著优于ZM6合金。     

稀土锶盐混合变质及热处理对原位复合Al/Mg2Si/Si材料组织的影响

利用普通重力铸造方法,制备了原位自生Al/Mg2Si/Si复合材料,研究了稀土与锶盐对材料的变质的影响及热处理对材料组织的影响。结果表明:随冷却速度的减慢,稀土与锶盐对材料的变质会减弱,自生复合材料中Mg2Si的生成量增多,形貌由细小的不连续的断网状向粗大的骨骼状或短片状转变;共晶硅则变为较粗大的棒片状;初生-αA1生成量增多,晶粒形貌由球状或近似球状向不规则形状转变;在较快冷速下,材料中过量的Si会抑制Mg、Si元素的扩散,降低共晶Mg2Si相的析出总量;热处理可使自生复合材料组织中共晶硅变成细小颗粒状,断网状的共晶Mg2Si变为细小的棒状甚至颗粒状。     

超声处理对原位Mg2Si/AM60复合材料的影响

采用连续功率超声对原位Mg2Si/AM60复合材料熔体进行处理,研究了超声处理对复合材料中的第二相形貌以及力学性能的影响。结果表明,经过600W超声处理60s,原位自生Mg2Si颗粒增强AM60复合材料中的半连续网状Mg17Al12转变成颗粒状,粗大的汉字状Mg2Si破碎成细小的颗粒状,较均匀地弥散分布,晶粒尺寸减少到80μm,其抗拉强度和伸长率较无超声的178.24MPa、3.56%分别提高了10.4%、48.3%,达到196.75MPa、5.28%。     

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.     

镁硅质量比对Al-Mg-Si合金组织、热学和力学性能的影响

以Al-Mg-Si(6XXX)系合金为基础,通过改变Mg、Si质量比,采用金属型铸造研究不同w(Mg)/w(Si)对合金的组织、热导率及力学性能的影响。结果表明,当w(Mg)/w(Si)小于1.53时,合金中的相组成主要为共晶Si、α-Al和β-Mg₂Si相;当w(Mg)/w(Si)为1.53时,合金中出现θ-Al2Cu相,而共晶Si相消失;当w(Mg)/w(Si)大于1.53时,合金中出现新相S-Al2CuMg相,而θ相逐渐减小最后消失;当w(Mg)/w(Si)为1.53时,合金具有最佳的综合性能,其热导率为175.5 W/(m·K),抗拉强度为153 MPa,硬度(HV)为109.14,伸长率为6.54%。     

Sb对原位Mg2Si/Mg复合材料组织的影响

利用Mg-Si二元合金结晶的特点，在普通重力铸造的条件下，制备了原位Mg2Si／Mg复合材料，着重研究了Sb对复合材料中Mg2Si增强相形态的影响。结果表明，在Mg-10Si合金中，加入质量分数为0．8％Sb，不仅促进Mg2Si的均匀形核，而且Sb偏析于Mg2Si的界面上，阻止了Mg2Si的进一步长大。原位Mg2Si的形态由粗大的树枝状转变成均匀分布的颗粒状，形成了较理想的Mg2Si颗粒增强Mg基复合材料的组织。     

Influence of Sb modification on microstructures and mechanical properties of Mg2Si/AM60 composites

The refining effect and mechanism of Sb on Mg2Si and the microstructure of the matrix were investigated. The results indicate that there are Mg3Sb2 particles in the composites with the addition of Sb, and Mg3Sb2 can promote the formation of fine polygonal type Mg2Si by providing nucleation site. Meanwhile, the grain size of Sb modified alloy is finer than that of the matrix. The improved microstructure results in the improvement of mechanical properties. The ultimate tensile strength is increased by 12.2% with the addition of 0.8% Sb.     

稀土对Mg2Si/AZ91D复合材料中Mg2Si相的影响

研究了不同含量的富La混合轻稀土(RE)和钇(Y)对Mg2Si/AZ91D复合材料中初生Mg2Si相形貌的影响。结果表明,混合轻稀土RE和Y对Mg2Si/AZ91D复合材料中的初生Mg2Si相均有明显的细化变质效果,但Y对初生Mg2Si相的细化变质效果优于等量混合轻稀土。合金液经0.8%的混合轻稀土RE或Y变质后,初生Mg2Si相由粗大的树枝状转变为细块状或颗粒状;当RE或Y加入量达到1.2%时,均出现过变质现象,初生Mg2Si相再次明显粗化。其变质机理主要与RE、Y和它们的化合物富集于Mg2Si相生长表面,从而抑制其生长有关。     

Effects of temperature on fracture behavior of Al-based in-situ composites reinforced with Mg2Si and Si particles fabricated by centrifugal casting

An aluminum-based in-situ composites reinforced with Mg₂Si and Si particles were produced by centrifugal casting Al–20Si–5Mg alloy. The microstructure of the composites was examined, and the effects of temperature on fracture behavior of the composite were investigated. The results show that the average fraction of primary Si and Mg₂Si particles in the composites is as high as 38%, and ultimate tensile strengths (UTS) of the composites first increase then decrease with the increase of test temperature. Microstructures of broken specimens show that both the particle fracture and the interface debonding affect the fracture behavior of the composites, and the interface debonding becomes the dominant fracture mechanism with increasing test temperature. Comparative results indicate that rich particles in the composites and excellent interface strength play great roles in enhancing tensile property by preventing the movement of dislocations.     

Mechanical properties and creep resistance of Mg-Li composites reinforced by MgO/Mg_2Si particles

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｇ Ｌｉａｌｌｏｙｉｓａｎｅｗａｎｄｓｕｐｅｒ ｌｉｇｈｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａ ｔｅｒｉａｌ.Ｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｐａｃｅａｎｄｗｅａｐｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉｇｈｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｒｉｇｉｄｉｔｙ .Ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈ[1～8] ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ:1 )ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｂｉｎａｒｙａｌｌｏｙｉｓｌｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｖｅｒｙｐｏｏｒ;2 )ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｃａ…