高性能镁合金及其成形加工技术与应用研究进展

镁是最轻的金属结构材料，其质量密度只有1．74g／cm^3，仅相当于铝的2／3，钢的1／4。同时镁合金还具有比强度比刚度高、尺寸稳定、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽、易于加工成形和容易回收等优点，因此有人将镁誉为“21世纪绿色工程金属”。镁合金是目前工程应用中最轻的金属结构材料，已成为国防军事、航空航天、汽车、电子通信等工业领域的重要材料。     

镁合金中的第二相颗粒强化

镁合金作为最为轻质的金属结构材料,广泛应用于航空航天、汽车工业以及数码电子产品等领域。相比于钢铁和铝合金,镁合金目前的强化手段有限,因此镁合金中的第二相强化就显得尤为重要。通过总结不同体系镁合金中第二相(包括时效析出相、长周期堆垛有序(LPSO)相和镁基合金中的增强体)的组织特点、强化效果及其强化机制发现:①非稀土系镁合金主要依靠析出相强化;②稀土系镁合金有效强化第二相比非稀土系镁合金多;③增强体的强化效果取决于其自身的成分、形貌、尺寸以及和基体的结合能力等因素。未来镁合金第二相强化的研究可重点关注以下几个方向:①新型纳米强化相的引入;②LPSO相和多种析出相的协调强化作用;③优质廉价镁基增强体的设计。     

镁合金的强韧化进展

主要对目前镁合金增强、增韧的合金化发展趋势、晶粒细化途径及特点进行了论述，同时阐述了镁合金强韧化机理。     

镁合金熔炼阻燃方法及进展

镁合金在熔炼浇铸过程中容易发生剧烈的氧化燃烧。熔剂保护和气体保护是目前国内外应用最为广泛的镁合金阻燃方法,但同时带来了环境污染等问题。因此,人们希望通过合金化的方法达到阻燃的目的,并且已经取得了进展。     

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。     

锆元素对Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金微观组织和力学性能的影响(英文)

研究锆元素对Mg97Y2Zn1镁合金微观组织和力学性能的影响。锆元素的添加可以细化铸态Mg97Y2Zn1合金的组织。在挤压过程中,Mg97Y2Zn1镁合金在原始晶界和第二相周围优先形核。锆元素的添加促进合金的再结晶过程,这是因为锆元素的添加使合金形成更多的晶界,从而提高了再结晶的形核率。此外,锆元素的添加还能够提高合金的强度和伸长率等力学性能。     

重力铸造Mg-5.8Sm-0.4Zn-0.3Zr合金的热处理研究

重力铸造制备了Mg-5.8Sm-0.4Zn-0.3Zr(SZ58K)镁合金,对其进行固溶处理,并绘制了时效曲线。采用X射线衍射分析(XRD)、光学金相分析(OM)、扫描电子显微分析(SEM)等手段,研究了热处理(固溶处理、时效处理)对SZ58K镁合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金的铸态组织由α-Mg基体和晶界附近的Mg41Sm5相组成;固溶处理后,第二相组织分解,晶体内部出现少量小尺寸方块状相,其主要成分为Sm;晶粒尺寸略微长大,抗拉强度和塑性大幅提高,但屈服强度无明显变化;再经过时效处理(T6)后,屈服强度大幅提高,但由于塑性剧烈下降,抗拉强度提高幅度较小。     

AZ31合金用于镁二次电池负极材料的电化学性能

采用扣式电池循环伏安测试(CV)、充放电测试和扫描电子显微(SEM)技术,研究AZ31合金与工业纯镁(99.95%)作为镁二次电池负极材料时的电化学性能和镁在电极表面的沉积形貌。结果表明:作为镁二次电池的负极材料,AZ31合金与工业纯镁相比,其镁的溶解-沉积的过电位稍高,初始循环过程的库仑效率略低,但长期循环的库仑效率稳定,并能有效抑制枝晶镁的形成,且其长期循环性能优于工业纯镁的。     

稀土元素Nd、Y对镁合金性能与组织的影响

针对具有不同成分比的Mg—Nd和Mg—Y合金,主要进行了显微组织和拉伸力学性能两方面的研究。通过金相照片、电子扫描显微照片观察到了显微组织。通过EDAX能谱分析、X射线衍射,又对其中存在的相进行了初步的分析。而在力学性能方面,通过拉伸试验分别测量了各种合金的屈服强度、抗拉强度与伸长率,绘制了应力一应变曲线。通过SEM观察了断口形貌,对其断裂机制进行了研究。随后对镁合金中稀土元素含量变化对合金微观组织以及力学性能带来的影响进行了初步的探讨,并发现了一定的规律。     

高性能镁合金发展现状与趋势

镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料,近年来已成为全球学术界的一个研究热点,并越来越受到工业界的重视。目前我国在镁合金的研究和应用上取得了很大进展,已经研制出耐热镁合金、高强高韧镁合金等新材料,在变形镁合金领域也取得了突破,本文重点介绍几种有特色和良好应用前景的高性能镁合金,以及镁合金成形加工技术的最新研究进展。高性能镁合金包括阻燃镁合金、低成本高强度铸造镁合金和高强耐热变形镁合金,成形加工技术包括镁合金涂层转移精密铸造技术、镁合金熔体复合纯净化技术、不含六价铬离子的镁合金超声阳极氧化表面处理技术、大型镁铸件低压成型技术以及镁板差温拉深工艺。镁合金的深入研究有力地推动了镁合金产业的发展。