快速凝固对AZ61组织及性能的影响

通过铜模喷铸的方法制备得到快速凝固态AZ61镁合金,并通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)观察对铸态及快速凝固态AZ61镁合金的组织结构及相的组成进行表征。研究发现快速凝固态AZ61镁合金的组织均匀细小,且样品中弥散分布着颗粒状的Mg17Al12相,除此之外,该合金的α-Mg中还固溶了大量的Al、Zn元素。通过压缩实验发现快速凝固态AZ61镁合金具有极高的强度,其压缩断裂强度达到440 MPa,远高于铸态AZ61镁合金。同时还测试各个样品在3.5%NaCl中性溶液中TAFEL曲线并结合腐蚀表面SEM图研究样品的腐蚀性能。     

喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机对喷射沉积工艺制备的Mg-9Al-4.5Ca锭坯沉积态和挤压态的显微组织、相组成与力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的组织较常规铸态细小,经热挤压加工后组织进一步细化,沉积态合金的组织为等轴晶,晶粒度为3～5μm;沉积坯的相组成为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和MgZn2,经热挤压后相组成转变为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Mg17Al12和MgZn2;合金挤压态的力学性能较常规变形镁合金MB7有显著提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为470MPa、390MPa、8%。合金的强化机制主要为细晶强化,固溶强化和弥散强化。     

镁/铝双金属固液复合界面的研究

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计等分析ZL105铝合金和Mg真空固液复合结合区的显微组织、相组成、元素分布和显微硬度。结果表明:当温度为430℃、保温60 min时,得到的ZL105/Mg双金属材料缺陷少,结合区形成3个新相层,各层组织均匀、层间结合紧密、显微硬度趋势良好,最大硬度值为287.9HV;在结合区形成Al_3Mg_2和β-Mg17Al12两种金属间化合物,新相层中的A层为α-Mg枝晶和枝晶间连续网状分布的β-Mg17Al12共晶组织,B层为富Al的α等轴细晶,C层主要为铝基固溶体和Al_3Mg_2。     

熔体温度对自孕育ZA94镁合金半固态组织的细化

为探索熔体温度处理对自孕育法制备ZA94镁合金半固态坯料组织的细化作用,根据DSC分析结果,设计相应的温度梯度,研究不同熔体处理温度对ZA94镁合金半固态坯料组织的影响,并从形核与生长以及自孕育剂熔化状况对组织影响的角度探讨其细化机理。结果表明:随着熔体处理温度的升高,ZA94镁合金的晶粒尺寸呈先减小后增大的变化趋势;当熔体处理温度约为685℃时,晶粒尺寸最小,约为40μm。合理的熔体处理温度使孕育剂熔化率接近1,自孕育剂熔化后的残片和大尺寸的晶坯作为非均质形核的衬底,同时能量起伏和结构起伏促使其发生均质形核。     

半固态Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度研究

对半固态Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度进行研究,并建立Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度模型。结果表明:随Mg2Si的体积分数和初生α-Mg的固相分数的增大,Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度增大;随剪切速率的增大,Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度降低;Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度与Mg2Si的体积分数成多项式关系,与初生α-Mg的固相分数成指数关系,与剪切速率成负幂率关系。Mg2Si的体积分数、初生α-Mg的固相分数和剪切速率对Mg2Si/AM60复合材料的表观黏度有很大影响。     

ZnAl_(13)Cu_7MgSb锌合金时效组织和性能

研究了 Zn Al1 3Cu7Mg Sb锌合金经固溶处理和时效后的组织和性能。结果表明 ,在试验温度范围内 ,时效对该合金有明显的强化效果。时效早期 ,发生α′相的调幅分解 ,导致合金的硬度、σb 达到最大值。继续时效 ,调幅组织粗化和颗粒化 ,使合金的硬度、σb下降。时效后期 ,发生 α+ε→ T′+η反应 ,T′相的出现减缓了合金硬度、σb的下降。     

AZ31B镁合金DE-GMAW焊接头组织与力学性能研究

为研究DE-GMAW(双电极气体保护焊)焊接2 mm厚AZ31B镁合金板材时旁路电流对焊缝成型、焊缝显微组织和力学性能的影响,利用光学显微镜和X射线衍射分析技术(XRD)对接头的显微组织、相及相的成分进行分析,同时用维氏硬度试验计和万能试验机对焊接接头的显微硬度和抗拉强度分别进行测量。结果表明:焊缝区主要由α-Mg和β-Mg17Al12两种相组成;旁路电流为160 A时焊缝外观成型良好,没有焊接缺陷,焊缝质量高;随着旁路电流增加,熔宽基本保持不变,熔深逐渐减小,同时焊缝区晶粒尺寸逐渐减小;焊接接头显微硬度逐渐增大,接头抗拉强度呈先增大后减小的变化规律,在旁路电流为160 A时达到最大值。     

钇对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究在通氩气下Y精炼剂对AZ91D镁合金组织和性能的影响。试验结果表明,AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。经复合净化处理后的AZ91D镁合金力学性能明显改善,平均抗拉强度由101.88MPa提高到141.91MPa,但延伸率提高不明显。     

稀土钇对AZ91D镁合金微观组织和腐蚀性能影响的研究

为改善镁合金的耐腐蚀性能,进一步拓宽镁合金的应用范围,研究通氩气下加入稀土Y对AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明:AZ91D镁合金加入Y后,显微组织主要由α-Mg基体相、β相(Mg17Al12)、Al2Y相和Al6Mn6Y相组成。加入1%Y能显著降低合金的腐蚀速度,提高合金的平衡电位和腐蚀电位,降低腐蚀电流。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织号性能

用单辊快速凝固（RS）薄带在330℃热挤压制备了直径中14mm的AZ91D合金棒材，用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化，研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现，热挤压后RS薄带之间焊合良好，挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55．9％；屈服强度高77．6％；伸长率与铸态相当；维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后，快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化，伸长率却提高了5．6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的α—Mg单相固溶体中有少量β—Mg17Al12相脱溶析出，而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出，室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织，而且和挤压加工过程密切相关。     

往复挤压制备Mg2Si/Mg-Al复合材料组织及时效行为研究

对用石墨型铸造方法制备的Mg2Si/Mg-Al基复合材料进行了多道次往复挤压及时效处理,以探讨该材料组织与硬度的变化规律。结果表明:Mg2Si/Mg-Al复合材料经往复挤压7道次后,Mg2Si相分布均匀且小于30μm,基体晶粒尺寸<10μm,复合材料硬度为150.7HV,与铸态相比提高了22.5%;挤压后的材料经215℃时效6h后,硬度为163.9HV,较铸态提高了33.3%。硬度的提高得益于基体组织、Mg2Si和Mg17Al12的细化,而时效后硬度进一步提高是由于固溶到基体中的Al原子以颗粒状Mg17Al12相析出。     

Mg-Y-Si合金制备及组织分析

在热力学计算分析的基础上,用SiO2粉末和纯镁制备Mg-3%Si(质量分数)中间合金,并用光电直读光谱仪测定制备的中间合金Si的含量,表明其含量稳定且可控。用普通重力铸造法制备了Mg-2Y-1Si合金和Mg-3Y-1Si合金,该合金的铸态组织由α-Mg相、(α-Mg+Mg2Si)共晶组织以及在晶内、枝晶间少量分布的点状Mg24Y5相组成。通过对α-Mg晶格常数的计算及通过原子尺寸、电负性、晶体结构的对比,证明Y固溶在基体中形成固溶体。研究表明,Y通过依附在生长界面前沿,有效抑制基体的生长速度,细化基体组织,且随着Y添加量的增加,细化效果更加明显。     

热处理对挤压AZ80镁合金杯形件组织和性能的影响

采用环形通道转角挤压工艺在350℃下制备AZ80镁合金杯形构件,并通过OM、SEM、拉伸试验等手段研究固溶、时效工艺对构件显微组织和力学性能的影响,确定与该新型挤压工艺相匹配的最佳热处理工艺参数。结果表明:成形过程中材料受强剪切应力作用,晶粒细化明显,杯形件壁部强度明显提升;残留共晶相引起应力集中导致伸长率降低;固溶处理有效促进脆性共晶相回溶,提升合金的伸长率;直接时效处理时,在共晶相周围聚集形成β-Mg17Al12析出带,降低合金的协调变形能力,导致时效强化效果不明显;通过固溶+时效处理,晶粒尺寸均匀,β-Mg17Al12相沿晶界均匀析出,合金的强度和塑性均得到明显提高。环形通道转角挤压成形的AZ80镁合金杯形件最佳热处理工艺参数为415℃×1.5 h固溶+175℃×36 h时效。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明：合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

自然时效对AZ31B电场扩散焊接头组织与性能的影响

采用中间添加铝粉的电场辅助扩散技术成功连接AZ31B镁合金。通过OM、SEM、XRD以及剪切实验等方法对比分析焊态和焊后自然时效处理状态下接头焊缝区的显微组织、元素分布、相组成和力学性能,探讨自然时效对镁合金电场辅助扩散焊接头组织和性能的影响规律。结果表明:在焊缝区形成一层与母材基体呈波浪状结合界面的镁-铝共晶反应层,反应产物主要由α-Mg、Al12Mg17和Al3Mg2金属间化合物组成;焊缝区显微硬度明显高于母材;经自然时效处理后接头的抗剪强度最大达60.3 MPa,比焊态下接头的最大抗剪强度(35 MPa)提高约72.3%。     

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织与性能

用单辊快速凝固(RS)薄带在330℃热挤压制备了直径Φ14mm的AZ91D合金棒材,用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化,研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现,热挤压后RS薄带之间焊合良好,挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55.9%;屈服强度高77.6%;伸长率与铸态相当;维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后,快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化,伸长率却提高了5.6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的á-Mg单相固溶体中有少量β-Mg17Al12相脱溶析出,而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出,室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织,而且和挤压加工过程密切相关。     

Mg-9Gd-Sm-0.5Zr合金组织和力学性能研究

采用合金熔炼、组织分析和拉伸试验,研究Mg-9Gd-Sm-0.5Zr合金的微观组织和力学特性。结果表明,合金的组织由α-Mg基体、Mg5Gd和Mg41Sm5相组成,晶界上有许多颗粒状相和短棒状相,晶内分布少数尺度比较大的鱼骨状和块状析出相。与其它系镁合金不同的是,Mg-9Gd-Sm-0.5Zr合金抗拉强度随温度升高而升高。     

新型耐热铝合金Al-Cu-Mg-Ag棒材固溶处理温度的研究

采用DTA差热分析、显微组织分析的方法 ,对新型耐热铝合金Al-Cu -Mg -Ag挤压棒材的过烧温度进行了研究 ,确定了该合金的固溶处理温度。对不同温度固容处理后的拉伸性能的研究 ,进一步验证了该合金的固溶处理温度     

金属-铸型界面反应法制备镁合金合金化表层的热力学分析及试验研究

提出镁合金凝固过程中与预置在铸型表面的合金元素前躯体反应,制备镁合金合金化表层的新思路。以ZnS为前躯体计算分析其热力学可行性,并进行相关试验研究。结果表明:Mg与ZnS反应生成Zn和Mg S,在693~1 000 K具有热力学可行性;液态Mg在表面预置ZnS的铸型中凝固后,Mg表面Zn的质量分数为10.0%,Zn的质量分数由表及里逐步降低,表面以下距离超过35μm后,Zn的质量分数近乎为0。