Ca对高Zn镁合金高温抗蠕变性能的影响

系统研究了微量Ca的加入对Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和高温抗蠕度性能的影响。结果表明,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由α-Mg基体和块状准晶晶界相组成,在成分上准晶相与三元平衡相图中τ相(Mg32(Al,Zn)49)接近。少量Ca加入母合金后,块状准晶相部分转变为τ相和层片状φ相(Al2Mg5Zn2)。随Ca加入量增加,φ相的体积分数增多。Ca的加入显著提高了合金高温抗蠕变性能,175 ℃, 70 MPa蠕变条件下,Ca加入量为0.6%时,合金呈现最好的蠕变抗力,其稳态蠕变速率比母合金下降了近一个数量级     

纯Mg的蠕变行为研究

不同状态纯Mg试样在75-200℃,15-40 MPa条件下的蠕变实验表明:在等同条件下,铸态试样的晶粒粗大,蠕变速率较低;挤压态试样由于动态再结晶,晶粒变细,蠕变速率大幅上升;退火后由于晶粒长大,蠕变速率又呈下降趋势.根据应变速率幂指数公式,铸态纯Mg试样在较低应力时,应力指数n处于4.3-4.9的范围,在较高应力时,n7;激活能在76.0-89.4 kJ/mol的范围.根据应力指数和激活能并结合蠕变过程中的组织分析,纯Mg的蠕变受位错攀移、晶界滑移以及孪生的共同作用,其中位错攀移和品界滑移占主导地位.     

含Sr和Ca的Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能

以Mg-12Zn-4Al-0.3Mn(质量分数,%)为母合金,制备了6种合金.实验观察证实,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的铸态组织由α-Mg基体和沿晶界分布的准晶Q相组成.在母合金中加入少量的Sr后,亚稳准晶相转变为Mg32(Al,Zn)49平衡相以及Mg51Zn20共晶相.在母合金中复合加入Sr与Ca后,铸态组织出现了Al2Mg5Zn2共晶相.随着Sr含量的增加,合金室温和高温下的力学拉伸强度提高,高温蠕变性能下降;Sr与Ca的复合加入使合金抗拉强度和塑性下降,但高温屈服强度提高.在175℃/70 MPa条件下,Mg-12Zn-4Al-0.2Sr-0.4Ca-0.3Mn合金表现出良好的高温抗蠕变性能.     

AZ31镁合金电镀前处理工艺研究

采用扫描电子显微分析、失重实验等手段和方法探讨AZ31镁合金电镀前处理工艺。结果表明,采用CrO₃+Fe(NO₃)₃+KF酸洗后试样表面光亮,基本无失重;采用H₃PO₄+NH4HF活化,可有效去除试样表层氧化物,增强基体和浸锌层的结合力;采用硫酸盐浸锌工艺可获得致密的浸锌层。通过分析温度、电流密度、pH值对浸锌层的影响规律,获得了最佳的浸锌工艺：30g/L ZnSO_4?7H₂O, 150 g/L K₄P₂O₇10H₂O,7 g/L KF, 5g/L Na₂CO₃, 温度70℃～75℃, pH=10.2～10.4 ,浸锌时间10 min。在此前处理基础上电镀锌,镀层和基体结合力较好。     

Sm、Ti复合变质对AM60合金显微组织和力学性能的影响

采用XRD、OM和SEM等手段研究AM60合金中加入Sm和Ti后的组织和性能,并分别分析Sm和Ti对合金组织和性能的影响.结果表明,适量加入Sm和Ti都可以使合金组织得到极大地细化,减少了β相的析出,加入Ti后合金有少量的Al3Ti生成;Sm、Ti的复合加入则形成颗粒状Al2Sm、Mg41Sm5相和晕圈状球形化合物Al18Ti2Mg3,Ti的变质作用和适当的T6处理使合金中的杆状相钝化或者消失,粗大颗粒相变得圆整细小.复合添加比单独添加得到更优的力学性能,同时加入1.0％Sm和0.4％Ti,合金室温抗拉强度和伸长率分别达到226 MPa和6.7％,比母合金分别提高了34.5％和39.6％; 200℃高温抗拉强度和伸长率分别达到170 MPa和10.4％,比母合金分别提高53.2％和82.5％.T6处理可以进一步提高该合金的力学性能.     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Mg–12Zn–4Al–0.3Mn ALLOY CONTAINING Sr AND Ca

以Mg--12Zn--4Al--0.3Mn(质量分数, %)为母合金, 制备了6种合金. 实验观察证实, Mg--12Zn--4Al--0.3Mn合金的铸态组织由α--Mg基体和沿晶界分布的准晶Q相组成. 在母合金中加入少量的Sr后, 亚稳准晶相转变为Mg₃₂(Al, Zn)₄₉平衡相以及Mg₅₁Zn₂₀共晶相. 在母合金中复合加入Sr与Ca后, 铸态组织出现了Al₂Mg₅Zn₂共晶相. 随着Sr含量的增加, 合金室温和高温下的力学拉伸强度提高, 高温蠕变性能下降; Sr与Ca的复合加入使合金抗拉强度和塑性下降, 但高温屈服强度提高. 在\linebreak 175 ℃/70 MPa条件下, Mg--12Zn--4Al--0.2Sr--0.4Ca--0.3Mn合金表现出良好的高温抗蠕变性能.     

Microstructure and mechanical properties of ZA62 based magnesium alloys with calcium addition

As-cast microstructure and mechanical properties of Mg-6Zn-2Al-0.3Mn (ZA62) alloys with calcium addition were investigated.The as-cast microstructure of the base alloy ZA62 consists of the α-Mg matrix and eutectic phase Mg51Zn20.The Mg51Zn20 eutectic was gradually replaced by MgZn phase and Mg32(Al,Zn)49 phase when calcium is added into the base alloy.Further addition of calcium leads to the increase of grain boundary phases and formation of a new quaternary Mg-Zn-Al-Ca eutectic compound.In comparison with the base alloy,the increase of calcium addition to the base alloy results in the reduction of both strength and ductility at ambient temperature,but increase at elevated temperatures due to the thermal stability of Ca-containing phases.At elevated temperatures,the creep resistance of ZA62 based alloys containing calcium is significantly higher than that of AZ91 which is the most commonly used magnesium alloy.     

An investigation on the creep behavior of pure magnesium

不同状态纯Mg试样在75-200 ℃, 15-40 MPa条件下的蠕变实验表明: 在等同条件下, 铸态试样的晶粒粗大, 蠕变速率较低; 挤压态试样由于动态再结晶, 晶粒变细, 蠕变速率大幅上升; 退火后由于晶粒长大, 蠕变速率又呈下降趋势. 根据应变速率幂指数公式, 铸态纯Mg试样在较低应力时, 应力指数n处于4.3-4.9的范围, 在较高应力时, n>7; 激活能在76.0-89.4 kJ/mol的范围. 根据应力指数和激活能并结合蠕变过程中的组织分析, 纯Mg的蠕变受位错攀移、晶界滑移以及孪生的共同作用, 其中位错攀移和晶界滑移占主导地位.     

Sm对AM60合金显微组织和力学性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和DNS100电子万能试验机研究AM60合金中加入Sm后的显微组织和力学性能,并分析Sm对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加元素Sm可以细化镁合金的晶粒,改变β相的形态和大小,从连续或断续网状、长条状,变为卵石状或颗粒状均匀弥散分布在α-Mg基体上,显著改善合金的显微组织。Sm的加入可形成稳定性较高的颗粒状Al2Sm高温化合物相。随着Sm含量的增加,合金的抗拉伸强度和伸长率呈现先升后降的趋势,当Sm含量为1.0%(质量分数,下同)时抗拉伸强度和伸长率分别达到最大值210MPa和6.9%。室温下AM60合金的断口呈解理断裂,加入Sm变质后其断口形貌表现为准解理+局部韧性断裂特征。