汽车发动机用AZ91D合金的表面喷涂与性能

采用热喷涂工艺在压铸态AZ91D合金表面制备了Al涂层,研究了热处理温度和保温时间对AZ91/Al涂层界面组织形貌的影响,并对比分析了扩散层的耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,热处理前Al涂层与基材为机械结合,热处理后Al涂层与AZ91合金基材的界面处可形成冶金结合扩散层,且随着保温时间延长,扩散层厚度不断增加;热处理温度在375 ℃以下时扩散层主要由β-Mg₁₇Al₁₂相构成,375 ℃×8 h热处理后为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂相,425 ℃×1 h热处理后为γ-Mg₂Al₃和β-Mg₁₇Al₁₂相。AZ91合金基材和扩散层腐蚀电位从高至低顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的腐蚀电流密度均低于AZ91合金基材,阻抗谱图中容抗弧半径从大至小顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的耐腐蚀性能均优于AZ91合金基材;γ、β和α+β扩散层的摩擦稳定性系数都高于AZ91合金基材,而磨损速率和磨痕宽度都要小于AZ91合金基材,其中β扩散层的磨损速率和磨痕宽度最小,具有最佳的抵抗磨损的能力。     

镁合金AZ91D真空压铸的组织与性能

对镁合金AZ91D真空压铸下的组织与性能进行了研究。结果表明，真空压铸可以明显改善AZ91D合金组织中的孔洞分布，。提高铸件的密度。对铸件进行热处理（T4）后，铸件表面气泡相对于普通压铸而言有明显改善，可以热处理。热处理后（T4和T6），由于AZ91D具有固溶强化和时效强化效果，合金的性能相对于压铸态有大幅度的提高。     

固溶处理AZ91-xCu合金的组织与腐蚀性能

以真空熔炼方法制备的AZ91-xCu(x=0、0.5、1、2)合金为研究对象,对其进行400 ℃保温12 h固溶处理,利用X射线衍射、扫描电镜、浸泡失重法及极化曲线测试等手段对合金的微观结构和腐蚀性能进行了研究。结果表明:铸态与固溶态AZ91-xCu合金基体主要由α-Mg与β-Mg₁₇Al₁₂相组成,Cu的添加使基体产生了Mg₂Cu、Cu₅Zn₈等相,其中固溶态AZ91-2Cu合金中出现了新相Al₂Cu;固溶处理时合金中的β-Mg₁₇Al₁₂相大量溶入基体,晶界明显,剩余第二相主要分布于晶界处,少量弥散分布于晶内;添加Cu与固溶处理均加快AZ91合金的腐蚀速率,其中固溶态AZ91-2Cu合金腐蚀速率最大。     

AZ91D-xNd合金压铸件的组织和性能

研究了稀土元素Nd对AZ91D压铸态合金组织和性能的影响.试验结果表明,少量稀土元素Nd的加入,对提高AZ91D合金常温力学性能的作用较小,疏松、夹杂等组织缺陷是影响合金力学性能的重要因素;合金中加入少量的稀土元素Nd后所形成的Mg12Nd等高熔点化合物,可对合金晶粒起到钉扎作用,从而抑制晶界之间的滑移,阻碍位错的开动,有效地提高了合金的高温力学性能,与室温相比,150 ℃时合金的强度下降幅度仅为15%左右;合金在室温时表现为以解理断裂为主的脆性断裂,150 ℃拉伸时拉伸断口整体上表现为以韧性断裂为主的混合断裂.     

AZ91D+xNd压铸镁合金拉伸和疲劳断裂模式

压铸AZ91D镁合金中添加稀土Nd后,生成了新的稀土化合物Al11Nd3相,合金显微组织得到细化,力学性能得到提高,但是当Nd的添加量达到1.5%时,合金的力学性能又有所下降。AZ91D xNd合金拉伸断口具有准解理、撕裂棱及韧窝等韧性特征,但其断裂方式仍属于脆性断裂。含Nd的AZ91D合金疲劳裂纹萌生于试样的表面或亚表面下的孔隙或夹杂处,疲劳裂纹扩展区为平面状断面,含1.0%Nd合金的疲劳辉纹最为清晰,疲劳断口主要表现为脆性与韧性的混合断裂方式,局部存在准解理台阶与河流花样以及穿晶型和沿晶型二次裂纹。     

Nd对压铸镁合金AZ91D高周疲劳性能的影响

研究了不同Nd含量对压铸镁合金AZ91D在应力比R=0.1条件下的高周疲劳性能的影响。显微组织观察表明，随着AZ91D合金中Nd含量的增加，合金的晶粒逐渐细化．β-Mg17Al12相的尺寸减小，数量减少，且弥散升布。力学性能测试表明，压铸AZ91D＋xNd合金的抗拉强度、伸长率和条件疲劳强度随着Nd含量的增加明显提高．当Nd含量（质量分数，下同）为1.13％时达到最大值，分别为207MPa、6．8％和70MPa。疲劳断口SEM形貌分析表明，Nd含量为1．13％的合金具有最大的疲劳裂纹扩展区域，3种Nd含量的合金疲劳断口都存在撕裂棱和韧窝，表现为准解理和韧性断裂的混合特征。     

La-Ce混合稀土对AZ91D合金组织和性能的影响

以AZ91D镁合金作为研究对象,探究了La-Ce混合稀土含量对其组织性能的影响。结果表明:在AZ91D镁合金中加入混合稀土La-Ce后,铸态组织为网状β-Mg₁₇Al₁₂相及少量杆状稀土化合物。且随着稀土含量增多,β-Mg₁₇Al₁₂和杆状稀土化合物被细化。经固溶时效处理后,随稀土含量增加,试验合金伸长率增大,硬度和抗拉强度均先增后降,稀土含量为2.38%时,合金力学性能最佳。     

激光选区熔化AZ91D镁合金的微观组织与力学性能

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金试样,研究了成形过程中体能量密度对AZ91D试样的影响,采用光学显微镜(OM)、主要扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等方法,对SLM AZ91D合金的微观组织、物相和力学性能进行分析。结果表明,在功率为130 W、扫描速度为300 mm/s、体能量密度为144.44 J/mm³时,所得试样的致密度最佳。SLM AZ91D试样中存在α-Mg、β-Mg₁₇Al₁₂两相,并且熔池边缘由蜂窝状的等轴晶和柱状晶共同组成,与铸态AZ91D试样的微观组织和力学性能进行对比,SLM AZ91D试样的晶粒更细小(平均晶粒尺寸约为1.013μm),且显微硬度(97.10HV_0.1)及抗拉强度(316 MPa)均高于铸造态AZ91D试样(76.61HV_0.1;208 MPa)。     

添加VN颗粒的铸态AZ91镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为（英文）

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术和电化学实验研究铸态AZ91-xVN(x=0,0.25,0.5,1，质量分数，%)合金的显微组织和腐蚀行为。结果表明，VN对AZ91合金显微组织具有明显的细化和改性作用。随着VN颗粒的加入，AZ91合金的耐腐蚀性能先提高后降低。铸态AZ91-0.25VN合金具有最佳的耐腐蚀性能，其腐蚀速率最低(P_W=(1.47±0.06)mm/a)，这主要归因于其具有更多可作为腐蚀屏障的晶界。随着VN含量的进一步增加，合金中片状β-Mg₁₇Al₁₂析出相的量增加，由于β相与α-Mg基体易发生电偶腐蚀，合金的耐蚀性能逐渐降低。     

压铸稀土镁合金高周疲劳试验研究

采用升降法对AZ91D、AZ91D 1?和AZ91D 2?压铸镁合金室温高周疲劳行为进行了试验研究。结果表明:适量稀土Ce的添加能够使压铸镁合金AZ91D的室温拉伸性能和疲劳强度得到提高;利用升降法计算出3种成分合金在应力比R=0.1、循环基数为107下的条件疲劳极限分别为96.7 MPa1、16.3 MPa和105.5 MPa,相当于其抗拉强度的46%左右;合金的疲劳断口呈现出准解理与韧窝断裂的混合特征。     

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。     

含1%混合稀土压铸镁合金的高周疲劳性能

研究含混合稀土1%(质量分数)的压铸镁合金AZ91D在应力比r=0.1的高周疲劳性能。组织分析表明,压铸镁合金试样的表面层和心部的显微组织存在差别。室温条件下抗拉强度为185 MPa,屈服强度为159 MPa,延伸率为1.5%。测试存活率p=50%的p-S-N曲线,结果显示在3.8×105循环周次时的疲劳强度为70 MPa,得出在循环周次103~106之间,p=50%时,S与Np的关系式为lgNp=17.85–6.83lgS。在较低的应力下,一些疲劳试样断口出现擦痕,当缺陷较小时,疲劳断口表现为韧窝、撕裂棱、疲劳条带等韧性断口和准解理的混合特征,属于具有较低韧性的材料。     

Effects of Ce and Sb on the microstructure and properties of AZ91D magnesium alloy prepared by the EPC process

The effects of small amounts of cerium and antimony additions on the microstructure and the mechanical properties of AZ91D（Mg-9Al-Zn） based alloy were researched via the expendable pattern casting（EPC） process.The results show that the microstructure is obviously refined and the tensile strength of the AZ91D based alloy at ambient temperature is significantly improved.When compared to AZ91D,the AZ91D-1.0?-0.4%Sb alloy has higher ultimate tensile strength and elongation.Its ultimate tensile strength and elongation are enhanced by 39% and 47%,respectively.The morphology of the tensile fracture of the AZ91D-1.0?-0.4%Sb alloy has more characteristics of quasi-cleavage.This indicates that it has had a larger plastic deformation before failure.The tensile strength and elongation decrease with the increase of Ce and Sb contents because of the coarsening and volume increase of CeSb and Al11Ce3 phases.     

Microstructure and Mechanical Properties of CNT-Reinforced AZ91D Composites Fabricated by Ultrasonic Processing

Carbon nanotube(CNT)-reinforced AZ91 D alloy composite was fabricated by ultrasonic processing.The microstructure and mechanical properties of the CNTs/AZ91 D composites were investigated.Obvious grain refinement was achieved with the addition of 0.5 wt%CNTs.The SEM observation indicated that CNTs were distributed near the grain boundary or around the inter-grain β-Mg_(17)Al_(12) phase.No evident reaction product was found at the interface between CNTs and AZ91 D matrix.Compared to the monolithic AZ91 D alloy,the yield strength,ultimate tensile strength,and elongation of the 0.5 wt%CNTs/AZ91 D composite were improved significantly.However,the poor interface bonding between CNTs and AZ91 D matrix restricted further improvement in mechanical properties.     

流变压铸成形镁合金AZ91D的显微组织与性能

采用双螺杆机械搅拌法制备半固态镁合金浆料,对比研究了液态压铸与半固态流变压铸成形镁合金AZ91D的组织与性能,探讨了半固态成形镁合金铸件的热处理强化机制.试验结果表明,流变压铸成形铸件与液态压铸成形铸件在铸态时的力学性能相当;由于半固态成形减轻了铸件内部气孔、偏析等铸造缺陷,因而T4和T6热处理均明显地提高了半固态成形镁合金铸件的力学性能.研究还得出,液态压铸成形镁合金铸件经过固溶处理之后,其抗拉强度和伸长率也有所提高,但是,时效处理明显地恶化了铸件的力学性能.     

不同慢压射速度条件下AZ91D镁合金的真空辅助压铸

对不同慢压射速度条件下真空辅助对AZ91D镁合金压铸件组织及力学性能的影响进行了评估。在联合有自行改进的TOYO真空系统的TOYO BD-350V5型冷室压铸机上制备片状AZ91D镁合金压铸件。研究发现,充型时型腔真空压力随着慢压射速度的升高呈现3次方增长,导致真空辅助对压铸件中气孔的降低能力随着慢压射速度的降低而下降。常规和真空压铸件中压室预结晶组织（ESC）含量随着慢压射速度的变化趋势相似。在较低慢压射速度时,真空压铸件拉伸性能受ESC含量的影响很大,随着慢压射速度的升高,真空压铸件中气孔含量的影响将变得显著。     

压铸镁合金AZ91D高周疲劳性能研究

研究了压铸镁合金AZ91D在应力比R=0．1条件下的高周疲劳性能。结果表明：AZ91D压铸镁合金的室温条件疲劳强度在应力比R=0．1时大约相当于其抗拉强度的44％；AZ91D合金内部的一些缺陷如夹杂等，容易引起应力集中，从而导致裂纹的萌生；AZ91D合金的疲劳断口可以观察到3个典型区域：疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。疲劳裂纹扩展区的疲劳裂纹不明显，疲劳断口呈现出准解理断口的形貌。     

Application of cyclic upsetting-extrusion to semi-solid processing of AZ91D magnesium alloy

The microstructural evolution of AZ91D magnesium alloy prepared by means of the cyclic upsetting-extrusion and partial remelting was investigated. The effects of remelting temperature and holding time on microstructure of semi-solid AZ91D magnesium alloy were studied. Furthermore, tensile properties of thixoextruded AZ91D magnesium alloy components were determined. The results show that the cyclic upsetting-extrusion followed by partial remelting is effective in producing semi-solid AZ91D magnesium alloy for thixoforming. During the partial remelting, with the increase of remelting temperature and holding time, the solid grain size increases and the degree of spheroidization tends to be improved. The tensile mechanical properties of thixoextruded AZ91D magnesium alloy components produced by cyclic upsetting-extrusion and partial remelting are better than those of the same alloy produced by casting.