Zr对Mg-Zn-RE合金显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪以及电子万能拉伸实验机等设备研究、分析了Zr对Mg—Zn—RE镁合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：Zr元素对合金组织有明显的晶粒细化作用,Zr改善了合金的组织,提高了合金的力学性能。并且当Zr加入量为0．3％时合金的力学性能最佳：抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16．9％。Zr的加入使合金断裂方式由准解理断裂向韧性断裂转变。     

Zr含量对Mg-5Zn-2Al镁合金组织与性能的影响

采用光学显微镜及拉伸试验机等手段,研究了Zr含量对Mg-5Zn-2Al合金铸态和热处理后显微组织及力学性能的影响.结果表明,Zr的加入使Mg-5Zn-2Al镁合金的铸态和热处理后的晶粒得到明显的细化.在铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度与伸长率均呈现先上升后下降的变化趋势.对于铸态合金而言,Zr含量为0.6%时,Mg-5Zn-2Al合金的晶粒最为细小,并且其抗拉强度与伸长率均达到最大值,为215 MPa和12.563%.经热处理后,合金的抗拉强度较铸态得到了显著地提高.当Zr含量为0.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为249 MPa.     

Zr含量对2519铝合金组织与力学性能的影响

研究了锆含量对2519铝合金的组织与力学性能的影响。结果表明，锆有利于细化合金铸态及再结晶组织，并随锆含量的增加，合金铸态及再结晶组织逐渐细化，合金的强度、硬度及伸长率逐渐升高；但当锆含量大于0．19％(质量分数，下同)时，合金的铸态组织中有粗大的初生Al3Zr相产生，合金的强度、硬度及伸长率降低。2519铝合金适宜的锆含量为0．19％。     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

Ca，Y对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

向AZ91镁合金中加入具有阻燃作用的合金元素Ca和Y，研究了单独加入Ca和同时加入Ca，Y对AZ91合金铸态显微组织和力学性能的影响。结果表明：向AZ91合金中单独加入Ca可使该合金的铸态组织明显细化，当Ca含量大于1ω％时，合金铸态组织中生成了Al2Ca新相，使该合金的抗拉强度得到提高。在此基础上加入少量的Y（0．10％-0．50％）（质量分数，下同）可使合金的铸态组织进一步细化，该合金的抗拉强度随Y含最的增加先提高后降低。     

Zr对Mg-5Sn合金显微组织与力学性能的影响

研究了含Zr0．4％-1．2％的Mg-5Sn合金（质量分数，％，下同）的显微组织和力学性能。显微组织观察表明，Zr元素能够起到明显的晶粒细化作用。扫描电镜EDS分析和XRD分析验证了这一结果。力学性能测试结果表明：随着合金中Zr含量的增加，抗拉强度及延伸率都有提高，延伸率提高更显著，Zr的晶粒细化起了主要作用；而合金的显微硬度基本不变，其原因是在合金中没有明显数量的硬质相出现。     

Sb对Mg-6Al合金显微组织及其焊丝力学性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-6Al合金的铸态显微组织及热挤压镁合金焊丝力学性能的影响。研究结果表明，Sb对Mg-6Al合金的铸态组织有明显的细化作用，细化了α-Mg晶粒和Mg17-Al12相，Sb与元素Mg形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2，该相在α-Mg晶粒内和晶界均有分布。当添加质量分数为1．0％的Sb时，合金铸态组织的细化效果最为显著。另外，添加合金元素Sb，对提高Mg-6Al合金焊丝的力学性能有显著效果，当加入质量分数为1.0％的Sb时，焊丝的抗拉强度σb最高，为334．6MPa，伸长率δ为14．54％，与Mg-6Al相比，σb与δ分别提高61％与37％。     

Gd对铸态Mg-4Y-2Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器对铸态Mg-4Y-2Sm-xGd-0. 5Zr(x=0、1、2、3)合金进行了微观组织及物相分析,同时用拉伸试验机对其进行了力学性能测试。研究结果表明:铸态Mg-4Y-2Sm-0. 5Zr合金组织由α-Mg基体、第二相Mg_(24)Y_5和Mg_(41)Sm_5组成;随着稀土元素Gd的加入,合金组织中有Mg_5Gd相生成; Gd含量为1%时,Mg-4Y-2Sm-1Gd-0. 5Zr合金中的第二相分布均匀,晶粒得到细化,综合力学性能达到峰值,抗拉强度为203 MPa,伸长率为12. 68%,与Mg-4Y-2Sm-0. 5Zr合金相比分别提高了50 MPa,8. 46%。随着Gd元素含量的增加,第二相增多且主要沿晶界逐渐呈连续网状析出,力学性能下降。适量Gd元素的加入可以显著改善Mg-4Y-2Sm-0. 5Zr合金的力学性能和伸长率,过量Gd元素的加入则会降低合金的综合力学性能。     

铈对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响

在AZ31合金中添加0、0．2％、0．5％和1％（质量分数）的铈（Ce）制备了4种合金，研究不同Ce含量和合金变形状态对力学性能和显微组织的影响。试验表明，添加Ce元素后，形成的Al4Ce对合金有强化作用，但其铸态组织仍然粗大，经过轧制及退火后，合金的组织得到改善。力学性能测试结果表明，轧制态合金强度随Ce含量的增加而上升，伸长率亦有所提高，300℃退火1h后，强度比轧制态有所降低，伸长率提高较大。含0．5％铈的3号合金综合力学性能最好，屈服强度为168MPa，抗拉强度达到255MPa，伸长率为22％。     

Al对铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织及力学性能的影响

通过成分分析、组织观察及力学性能测试等手段,研究了微量Al对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金铸态组织及室温力学性能的影响,分析了合金中相的组成,成分的沉降规律以及合金的断裂方式。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金主要由α-Mg基体和共晶组织构成,晶粒近似呈等轴状,晶粒尺寸约为40μm,铸锭轴向不同位置成分偏差较小,晶粒尺寸较为均匀;添加微量Al后成分分布发生明显变化,顶部及底部的晶粒尺寸出现显著差异;同时合金的力学性能也随位置不同而不同,均小于原始Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金;合金断裂方式主要是沿晶界的脆性断裂,断口中存在明显的二次裂纹。添加Al后,与RE形成Al2RE相,与Zr形成Al3Zr相,液态即形成的大密度Al2RE及Al3Zr相在熔体中沉降,使得元素分布不均,顶部Zr含量明显减小,造成晶粒显著增大;Al2RE与Al3Zr相的存在降低了合金塑性,恶化铸态组织,导致合金发生沿晶脆性断裂。     

Ho对铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr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、X射线衍射仪、电子拉伸实验机、布氏硬度计等研究了铸态Mg-5Y-3Sm-xHo-0.5Zr(x=0,2,4,6)合金的组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金主要由α-Mg和大部分位于晶界的Mg24Y5和Mg41Sm5第二相组成。添加Ho后,在晶界处出现了Mg24Ho5新相,Ho的含量高低对合金相组成没有影响。随着Ho含量的不断提高,析出的第二相逐渐增多,晶粒尺寸逐渐减小。当Ho含量为4%时,该铸态合金的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别为193 MPa、170 MPa、72.8 HBW和4.15%。     

锆对铸造3104铝合金微观结构和力学性能的影响

研究了不同锆添加量的3104合金的析出组织和力学性能。结果表明,随着Zr含量的增加,合金晶粒尺寸减小,当Zr质量分数大于或等于0.25%时,合金晶粒最小(20μm)。同时,晶粒形状由羽毛状变为等轴状。此外,Zr还可以通过形成Si相和其它金属间化合物来改善合金中Si和Mn元素的分布。维氏硬度分析表明,Zr的加入会降低Al-Mn-Fe 3104合金的硬度。此外,根据拉伸试验结果,当Zr质量分数不高于0.25%时,随着Zr含量的增加,合金的抗拉伸强度和延伸率都有所提高。适当的Zr含量可以起到钉扎位错和阻碍滑移的作用,提高合金的强度和韧性。     

Mg-Y-Ca-Zr合金板带材轧制实验研究

对变形镁合金Mg-3.5Y-0.8Ca-0.5Zr进行热轧实验,并对轧制板带的显微组织形貌和力学性能进行了分析.结果表明,通过热轧可获得厚度为0.5mm 的 Mg-3.5Y-0.8Ca-0.5Zr轧制板带,板带晶粒尺寸小于铸态组织的晶粒尺寸.随着轧制道次的增加,板带抗拉强度呈现先增大后减小的变化趋势,伸长率随轧制道次的增加呈现增大的趋势.     

Zr对电磁连续铸造Al-4.0Cu-1.4Mg-0.5Mn 合金铸态组织与力学性能的影响

采用金相、硬度测量、拉伸试验、扫描电镜,XRD等测试手段,研究了Zr对电磁连续铸造Al-4.0Cu-1.4Mg-0.5Mn系高强铝合金铸态下显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量Zr可明显细化合金铸态组织,且可显著提高合金力学性能,其作用机理主要为Al3Zr造成的细晶强化和弥散强化作用;含Zr的合金在室温下比不含Zr的合金宏观硬度提高3.91%,抗拉强度提高3.90%,屈服强度提高4.82%,伸长率提高48.66%;合金的断裂方式均属韧性断裂,但韧窝分布不均匀,在韧窝中心及边缘处都有第二相。     

Zr对Mg-Ce合金的晶粒大小及铸态组织性能的影响

采用普通的熔炼铸造方法，就Zr对Mg—Ce合金的晶粒大小及铸态组织、性能的影响进行了试验研究，并分析了其细化机理，对获得的细晶材料，测试了铸态下的力学性能并与未加细化剂的材料进行比较。结果证明Mg-Ce合金中添加Zr后，其晶粒明显细化，抗压强度明显提高，断口金相及扫描分析证明材料压缩时为穿晶断裂。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

Effects of Zr additions on structure and tensile properties of an Al-4.5Cu-0.3Mg-0.05Ti (wt.%) alloy

The effects of different Zr additions(0.05wt.%-0.5wt.%)on the structure and tensile properties of an Al-4.5Cu-0.3Mg-0.05Ti(wt.%)alloy solidified under a high cooling rate(18℃·s^-1),in as-cast and T6 heat-treated conditions were studied.The as-cast structure of the alloy consists of equiaxed grains ofα-Al with an average size of 64μm which is unaffected by the Zr additions,indicating the ineffectiveness of Zr in the grain refinement of the alloy.Scanning electron microscopy,along with X-ray diffraction analysis revealed the presence of elongatedθ-Al2Cu at the grain boundaries;in addition,coarse Al3Zr particles exist in the intergranular regions of the 0.5wt.%Zr-containing alloy.After the T6 heat treatment,the elongatedθparticles were fragmented;however,the coarse Al3Zr particles remained unchanged in the microstructure.Also,the formation of fineβ’-Al3Zr andθ’’-Al3Cu/θ’-Al2Cu phases during T6 heat treatment was revealed by transmission electron microscopy.The results of the tensile tests showed that the Zr additions increase the strength of the alloy in both as-cast and T6 heat-treated conditions,but reduce its elongation,especially with 0.5wt.%Zr addition.The 0.3wt.%Zr-added alloy in the T6 heat-treated condition has the highest quality index value(249 MPa).Fractography of the fracture surfaces of the alloys revealed ductile fracture mode including dimples and cracked intermetallic phases in both conditions.     

Refinement and fracture mechanisms of as-cast QT700-6 alloy by alloying method

The as-cast QT700-6 alloy was synthesized with addition of a certain amount of copper, nickel, niobium and stannum elements by alloying method in a medium frequency induction furnace, aiming at improving its strength and toughness. Microstructures of the as-cast QT700-6 alloy were observed using a scanningelectron microscope(SEM) and the mechanical properties were investigated using a universal tensile test machine. Results indicate that the ratio of pearlite/ferrite is about 9:1 and the graphite size is less than 40 μm in diameter in the as-cast QT700-6 alloy. The predominant refinement mechanism is attributed to the formation of niobium carbides, which increases the heterogeneous nucleus and hinders the growth of graphite. Meanwhile, niobium carbides also exist around the grain boundaries, which improve the strength of the ductile iron. The tensile strength and elongation of the as-cast QT700-6 alloy reach over 700 MPa and 6%, respectively, when the addition amount of niobium is 0.8%. The addition of copper and nickel elements contributed to the decrease of eutectoid transformation temperature, resulting in the decrease of pearlite lamellar spacing(about 248 nm), which is also beneficial to enhancing the tensile strength. The main fracture mechanism is cleavage fracture with the appearance of a small amount of dimples.