SiCp颗粒含量对SiCp/ Mg–5Al–2Ca复合材料组织与性能的影响

本研究通过搅拌铸造法制备了三种不同体积分数(2%,5%, 10%)的SiCp/Mg–5Al–2Ca复合材料,并在673 K下进行了热挤压。铸态复合材料中,少量SiCp颗粒的加入就能破坏了Al₂Ca相沿基体合金晶界分布并有效细化Al₂Ca相析出尺寸。随着SiCp体积分数的增高,Al₂Ca相尺寸有所降低,但不明显。经过热挤压后,Al₂Ca相破碎并沿挤压方向排布,基体合金晶粒得到细化。晶粒尺寸以及Al₂Ca相尺寸随着SiCp体积分数的增高呈微小降低。与单组元基体合金相比较,挤压态SiCp/Mg–5Al–2Ca复合材料的屈服强度和加工硬化率随着SiCp体积分数的增高而逐渐增高,而延伸率则逐渐下降;抗拉强度最大值则出现在SiCp体积分数为5%时。复合材料中SiCp颗粒以及Al₂Ca相的脱粘以及开裂是导致复合材料断裂的主要原因。     

热挤压对不同搅拌时间制备的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn复合材料组织和性能的影响（英文）

通过半固态搅拌铸造和热挤压变形复合工艺制备出SiCp质量分数为1%的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料。研究了搅拌时间分别为10和30 min时热挤压对纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明,对于铸态的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料来说,搅拌时间为30 min时,基体的晶粒细化,但在晶界处析出的Mg_(17)Al_(12)相数量增多,网状化严重且SiC团聚增加,使得复合材料的力学性能下降。而通过热挤压后,复合材料形成了粗晶与细晶交替的组织结构。特别是对于搅拌时间为30 min的复合材料,细晶区增多且纳米SiC颗粒分布更加均匀,这就使得力学性能高于搅拌10 min的挤压态的SiCp/Mg-9Al-1Zn复合材料。     

热挤压对不同搅拌时间制备的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn复合材料组织和性能的影响

通过半固态搅拌铸造和热挤压变形复合工艺制备出了质量分数为1%的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料。研究了搅拌时间分别为10min和30min时对纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明,对于铸态的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料来说,搅拌时间为30min时,基体的晶粒细化,但在晶界处析出的Mg17Al12相数量增多,网状化严重且SiC团聚增加,使得复合材料的力学性能下降。而通过热挤压后,复合材料形成了粗晶与细晶交替的组织结构。特别是对于搅拌时间为30min的复合材料,细晶区增多且纳米SiC颗粒分布更加均匀, 这就使得力学性能高于搅拌10min的挤压态的SiCp/Mg-9Al-1Zn复合材料。     

Si对往复挤压Mg-Al-Si再结晶组织和力学性能的影响

利用往复挤压细化了Mg-4Al-2Si、Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金组织,分析了Si含量对合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着Si含量增加,基体晶粒和Mg2Si颗粒粗化,拉伸强度降低。基体组织细化受Mg2Si相的形态和均匀性控制,为再结晶和Mg2Si相阻碍晶界移动的复合机制,力学性能主要由基体晶粒尺寸决定。     

Gd与Ca对Mg-7Al-1Si镁合金组织和性能的影响

以铸态Mg-7Al-1Si合金为基体,单独添加变质剂Gd及复合添加变质剂Gd与Ca,对比研究不同变质剂对铸态Mg-7Al-1Si合金组织及性能的影响。结果表明,单一添加变质剂Gd及复合添加变质剂Gd与Ca均能明显细化Mg-7Al-1Si合金的晶粒尺寸,β-Mg_(17)Al_(12)相细小弥散且含量降低。单一添加Gd及复合添加Gd与Ca后,蠕变应变量分别降低了69.3%、80.7%。复合添加Gd与Ca后,合金的抗高温蠕变性能比单独加入稀土元素Gd时更好。变质剂Gd与Ca有效改善了Mg-7Al-1Si合金的摩擦磨损性能。     

SiCp／Mg-6Al-0．5Mn复合材料的组织与力学性能

采用压力浸渗制备了体积分数为51.5%的SiCp/Mg-6Al-0.5Mn镁基复合材料.通过力学性能测试与组织观察,研究了高体积分数SiC颗粒增强体对基体合金的显微组织与力学性能的影响.结果显示,在Mg-6Al-0.5Mn基体合金中加入体积分数为51.5%的SiC颗粒后,复合材料的压缩性能得到了大幅度的提高,室温下的抗压缩强度从329.5 MPa增大到624.8 MPa.SiCp/Mg-6Al-0.5Mn复合材料的组织致密,分布均匀,其断裂方式包括界面脱开、基体韧断和增强体开裂.SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Mg2Si化合物.     

铸态及挤压态Mg-11Li-3Al-xZr合金的组织及性能

通过真空感应熔炼及挤压变形制备了铸态及挤压态的Mg-11Li-3Al-xZr(x=0、0.1)合金,采用OM、XRD、SEM、EDS观察并分析了合金的显微组织,测试了不同状态合金的力学性能。结果表明,Mg-11Li-3Al-xZr合金均含有β-Li、α-Mg、θ-MgLi_2Al、AlLi相,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金中还存在Al_3Zr相。铸态合金晶粒粗大,挤压变形过程中发生动态再结晶使晶粒细化。Zr的添加能明显细化晶粒,尤其在挤压后Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金晶粒尺寸仅为Mg-11Li-3Al合金的1/4左右。铸态时两种合金力学性能相近,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金伸长率略低;挤压变形后两种合金伸长率较高,而且由于加工硬化和细晶强化作用,强度明显提高,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金的强度达到194 MPa,较铸态提高32.8%。     

热压烧结-热挤压复合工艺制备SiCp/6061Al基复合材料

采用热压烧结-热挤压复合工艺制备了SiC体积分数为35%的SiCp/6061Al基复合材料。观察了复合材料的金相组织和断口形貌,检测了复合材料的密度和抗拉强度。分析了热压和热挤压复合工艺对复合材料的影响。结果表明:采用热挤压二次成形后,增强体在基体中的分布均匀化,与挤压方向平行;复合材料的致密度达到98.09%,抗拉强度达到248 MPa;基体组织晶粒细化,并产生大量的位错和亚晶组织;SiCp/6061Al复合材料断裂机理主要由6061Al基体的韧性断裂和增强体SiC颗粒的脆性断裂组成。     

Mg_(17)Al_(12)热挤压细化对SiCp/AZ91复合材料组织及性能的影响

采用热挤压法破碎铸态SiCp/AZ91镁基复合材料中的Mg_(17)Al_(12),对Mg_(17)Al_(12)破碎及弥散分布行为进行研究,并对复合材料的力学性能进行表征。结果表明:铸态SiCp/AZ91复合材料经热挤压后,不规则片状及线形Mg_(17)Al_(12)在基体合金和SiC颗粒的剪切应力场作用下,破碎成大量亚微米级的颗粒,并随基体合金的塑性变形发生重新分布,弥散分布在动态再结晶晶粒的晶界附近,通过钉扎晶界作用能够细化复合材料晶粒尺寸到2.3μm。此外,破碎化的Mg_(17)Al_(12)还起到弥散强化基体的作用,与晶粒细化协同作用,显著提高了复合材料的强度。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

研究了往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能。结果表明,往复挤压可显著细化Mg-4Al-2Si合金的组织,随着挤压道次的增加,基体晶粒与Mg2Si相颗粒不断细化,其中,基体晶粒由于动态再结晶而细化。挤压8道次时,基体晶粒和Mg2Si颗粒的平均尺寸分别由铸态的45μm和20μm减小至1.5μm和1.3μm;但是,当挤压道次为11时,基体晶粒与Mg2Si相颗粒均出现粗化现象。往复挤压可使合金的高温力学性能大幅度提高,挤压8道次时,高温屈服强度最高,为197 MPa;挤压11道次时,高温抗拉强度最高,为256 MPa,与铸态高温强度相比,分别提高了163.9%和239.7%。合金的高温强化机制为Mg2Si颗粒的弥散强化作用,高温拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金组织与力学性能研究

利用XRD、OM、SEM、TEM研究了喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金挤压态的显微组织和合金的力学性能。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金主要包含基体α-Mg和Al2Ca相,基体组织为等轴晶,平均晶粒尺寸为3μm;Al2Ca颗粒主要沿镁基体晶界分布,颗粒尺寸在1.0μm左右,并在Al2Ca相中存在孪晶结构;合金的σb、σ0.2、δ分别为450、325MPa,5%。在拉伸断口上存在大量石块状的Al2Ca相,表明合金的断裂方式为沿晶断裂;与经热挤压的铸造AZ91镁合金对比,该合金强度明显提高,但合金塑性降低;合金强度的提高主要来源于合金的细晶强化和Al、Zn对合金的固溶强化,而伸长率降低是由于合金中存在的大量Al2Ca颗粒是沿镁基体晶界分布,导致合金的塑性降低。     

Zn与Mg质量比对热挤压Al-Zn-Mg-Sc显微组织及力学性能的影响

制备了Al-2Mg-0.4Sc、Al-5Mg-0.4Sc、Al-5Mg-2Zn-0.4Sc和Al-5Zn-2Mg-0.4Sc等4种合金并在350℃进行热挤压,通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸测试,研究了Zn/Mg比对于Al-Zn-Mg-Sc合金组织与力学性能的影响。结果表明,Zn/Mg比的提高对于铸态晶粒具有细化作用,挤压后发生动态再结晶,晶粒尺寸显著减小,但挤压态晶粒尺寸并未随Zn/Mg比的提高而减小。另一方面,Zn/Mg比的提高使Mg32(Al,Zn)49第二相数量增加,且呈现更明显的网状结构。挤压态Al-Zn-Mg-Sc合金屈服强度随Zn/Mg比的提高而提升,主要由于大量Al3Sc粒子与碎化的第二相呈网状分布于晶界,使第二相强化起到主导作用。     

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。     

热挤压及固溶对Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu高强铝合金组织与性能的影响

对Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu合金进行了热挤压试验,并对挤压态合金进行了不同温度固溶处理,采用OM、SEM、EDS、万能试验机研究了热挤压及不同温度固溶对合金组织与强度的影响。结果表明:铸态Al-7Zn-2.5Mg-2.5Cu合金组织为粗大的树枝晶,经热挤压后合金晶粒明显细化,挤压态合金强度比铸态提高了104.5%。随着固溶温度的升高,试验合金晶粒逐渐增大,抗拉强度先升高后降低。475℃×1 h固溶的合金中Mg Zn2第二相粒子充分溶入Al基体中,抗拉强度达到最大值,合金的最佳固溶温度为475℃。     

Zn元素对Mg-6Al-2Nd-2Ca组织和性能的影响

采用金属型重力铸造方法制备了Mg-6Al-2Nd-2Ca和Mg-6Al-2Nd-2Ca-1.2Zn合金,并对铸态合金进行均匀化处理和热挤压加工,通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、透射电镜和万能拉伸实验机等分析测试方法,研究了Zn元素对Mg-6Al-2Nd-2Ca合金显微组织和力学性能的变化。实验结果表明：Zn元素的加入有助于细化晶粒,Zn在合金中主要以固溶体的形式存在,降低了Al在α-Mg基体中的固溶度,生成更多的Al-Nd相。两种合金经过均匀化处理后,与铸态相比显微组织更加均匀,第二相数量略有减少。经热挤压后,两种合金中的硬脆相被挤碎,晶粒得到明显的细化,力学性能明显提升,在细晶强化、第二相强化的共同作用下Mg-6Al-2Nd-2Ca-1.2Zn合金表现出优良的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为294.0 MPa、197.1 MPa、11.6%。     

Mg-5Zn-1Y-xCa合金的显微组织表征及挤压温度对其生物降解行为的影响（英文）

研究不同钙含量(0.0%、0.1%、0.5%和1.0%,质量分数)的铸态和热挤压态Mg-5Zn-1Y合金的显微组织和生物降解行为,挤压温度分别为300、330和370°C。研究合金的化学成分、相组成、显微组织和生物降解行为。宏观和微观检测表明,钙的加入细化了晶粒结构,形成了金属间化合物相Ca2Mg6Zn3。热挤压过程使金属间化合物相破碎为细小颗粒,并沿挤压方向分布。而且,几乎所有的合金中都发生了动态再结晶,且在370°C挤压的合金中形成了更多的双态组织。极化曲线显示无钝化区,表明活性极化在合金中占主导地位,因此,通过添加钙使晶粒细化和通过热挤压发生动态再结晶会增加合金的生物降解速率。研究结果表明,铸态Mg-5Zn-1Y-0.1Ca合金的耐腐蚀性最好,而在挤压态合金中,300°C挤压的Mg-5Zn-1Y-0.5Ca合金表现出最低的生物降解速率。因此,热挤压并非总是能改善镁合金的生物降解行为。     

SiC_p/AZ91镁基复合材料的热挤压

采用搅拌铸造法制备SiC体积分数为5%、10%和15%的颗粒增强AZ91镁基复合材料（SiCp/AZ91）。复合材料经过T4处理后,于350°C以固定挤压比12：1进行热挤压。在铸态复合材料中,颗粒在晶间微观区域发生偏聚。热挤压基本上消除了这种偏聚并有效地改善颗粒分布。另外,热挤压有效地细化基体的晶粒。结果表明：热挤压明显提高复合材料的力学性能。在挤压态复合材料中,随着SiC颗粒含量的升高,基体的晶粒尺寸减小,强度和弹性模量升高,但是伸长率降低。     

Ca含量对Mg-5Al-10Zn-xCa镁合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备了Mg-5Al-10Zn-xCa(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5,质量分数,%)镁合金。通过X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜等研究了Ca含量对合金组织与力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-5Al-10Zn-xCa合金主要由α-Mg基体、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_(32)(Al,Zn)_(49)、MgZn_2和Al_2Ca相组成。当Ca含量从0.25%增加到1.25%时,β-Mg_(17)Al_(12)相由粗大的网状转变为细小的网状分布于晶界上,基体晶粒显著细化,此时合金的室温抗拉强度达到最大值157 MPa,较未加Ca时提高了49.5%;Ca含量继续增加至1.5%,晶粒及β-Mg_(17)Al_(12)相又发生粗化,抗拉强度发生下降;拉伸断裂形式均为准解理脆性断裂。     

热挤压态SiC颗粒增强Mg-6Al-1.5Ca合金组织和断口形貌研究

采用OM、XRD等显微表征技术,研究不同含量Si C增强颗粒对Mg-6Al-1.5Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-6Al-1.5Ca合金中生成了数量众多的网状第二相结构,其主要分布于合金的晶界部位。随着Si C的体积分数逐渐增加,Al2Ca相的平均尺寸减小,Al2Ca相属于Mg-6Al-1.5Ca合金中的唯一第二相,合金断口在径向上出现了沿拉伸方向断裂的Al2Ca相。随着Si C的添加量逐渐增加,发生断裂的Al2Ca相数量也逐渐减少。试样断口部位存在明显脆性断裂特征。     

Sc含量对含Zr的Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织和性能的影响

利用OM、TEM,拉伸试验机和杯突试验机研究了添加质量分数(下同)0.15%的Zr及同时添加不超过0.09%Sc的T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性。结果表明：Al-0.36Mg-1.23Si、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr-(0.03～0.09)Sc合金板材基体中弥散相粒子分别为(Al, Si)₃Ti相、(Al, Si)₃(Zr, Ti)相以及(Al, Si)₃(Zr, Sc, Ti)相。添加0.15%Zr将T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材的等轴状再结晶晶粒尺寸由53μm细化至23μm,再添加0.03%～0.09%Sc后，板材的再结晶晶粒略微细化至20μm左右。Sc含量增加，T4P态Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度均略有降低，断裂伸长率、n_10～20值、r₁₀值和杯突值I_E均无明显变化，板材再...