Gd含量对AZ31合金组织和性能的影响

利用金属型铸造制备了不同Gd含量的AZ31镁合金试样,借助光学显微镜、扫描电镜、力学性能测试等方法,研究了不同Gd含量对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Gd含量的增加,晶粒的尺寸大小逐渐减小。当Gd含量为1.5%时,晶粒细化效果最好,抗拉强度和伸长率最高,布氏硬度最大。     

工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

以AZ31镁合金为研究对象，采用数值模拟和工艺试验相结合的方法，系统研究了焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接头温度场分布、微观组织以及力学性能的影响. 有限元数值模拟的结果表明，随着转速的增加或焊接速度的降低，接头产热逐渐增加，接头上层温度明显高于下层温度，说明搅拌摩擦产热主要来源于轴肩的摩擦运动，而搅拌针摩擦运动和材料的塑性变形只提供了少量的产热. 工艺试验结果表明，随着焊接速度的增加，接头晶粒尺寸降低，且组织均匀性得到改善. 随着转速的增加，接头晶粒尺寸不断增大，过渡区晶粒的均匀性变差. 拉伸过程中裂纹在焊核区与热力影响区之间的界面处萌生和扩展. 其中，转速为1400 r/min、焊接速度为300 mm/min的接头具有较好的力学性能，断后伸长率为16.5%，抗拉强度为252 MPa，分别达到母材的75%和90%.     

氟锆酸钾盐混合物对Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金组织和性能的影响

制备了三种氟锆酸钾(K2ZrF6)盐混合物(M),分别在三个温度下将三种盐混合物加入到铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金中。通过差热分析(DSC),X射线衍射(XRD),光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)和拉伸试验研究了合金的显微组织和力学性能,讨论了K2ZrF6盐混合物在合金中的晶粒细化机理。结果表明,铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金由α-Mg,Mg12(Y,Sm)Zn 和 (Mg,Zn)3(Y,Sm)三种相组成。SEM和XRD检测发现,添加K2ZrF6盐混合物不会在合金中产生新的相。在780°C下加入M3盐(60wt% K2ZrF6-20wt% NaCl-20wt% KCl)时,合金的晶粒细化效果最佳。通过在780℃下加入三种盐,铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金的力学性能得到提高,由M3盐细化后的合金具有最佳的力学性能。K2ZrF6盐混合物可细化铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金,这是由于Mg和K2ZrF6之间还原反应得到的细Zr质点和富锆区在合金中起到的晶粒细化作用。     

铸态Mg-8Y-6Gd-1Nd-0.17Zn稀土镁合金高温压缩本构行为及加工图

研究了铸态Mg-8Y-6Gd-1Nd-0.17Zn镁合金在应变量为50%、温度350℃~450℃、应变速率0.0001s-1~0.1s-1的范围内热压缩过程中的本构行为、组织演变和热加工性能。通过选用双曲正弦本构方程来描述合金的流变行为以及变形参数间的关系。实验结果表明，温度和应变速率对Mg-8Y-6Gd-1Nd-0.17Zn镁合金的流变应力行为有重要影响，其流变应力随温度的降低和应变速率的增加而增大，并且在温度高于400℃压缩时，合金的真应力应变曲线具有典型的动态再结晶特性。在本实验条件下，该合金变形期间的活化能（Q）和应力指数（n）分别为359.258 KJ / mol 和5.24，实验值与计算值之间的平均误差（ARE）为3.37％。最后基于动态材料模型加工理论，结合热加工图和压缩过程中的组织演变，确定了该合金的最佳热加工参数为：加热温度400~450℃，应变速率为0.0001s-1~0.001s-1。     

退火工艺对搅拌摩擦加工镁合金微观组织和显微硬度的影响

采用搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)技术对AZ31镁合金进行加工,通过采取不同温度及保温时间的退火工艺,研究了FSP镁合金在退火过程中的微观组织演变过程及硬度变化规律。结果表明,FSP成功制备了细晶AZ31镁合金,其平均晶粒尺寸细化程度达54.9%。当退火温度在200～300 ℃时,加工区(SZ)晶粒尺寸较为稳定,且组织发生不同程度的均匀化和细化;当温度超过300 ℃时,加工区晶粒互相吞噬而快速长大。在退火温度较低、短时间保温时热影响区(HAZ)组织变化不明显,而延长保温时间或者升高温度,HAZ区组织会迅速细化、均匀化;当退火温度超过300 ℃时,再结晶会在短时间内完成,随后晶粒继续长大。在300 ℃下保温60 min为最优退火工艺,可使SZ、HAZ组织分别细化10.9%、35.6%。     

时效处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜观察(SEM)、透射电镜观察(TEM)和拉伸性能测试研究不同时效时间对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物镁合金显微组织及力学性能的影响,通过质量损失和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:时效时间为4~20 h时,合金中析出相的尺寸及数量随时效时间的延长而增加,析出相主要以纳米级棒状和颗粒状的(Mg,Zn)3Gd相形式存在,部分棒状析出相与α-Mg基体具有共格界面关系。合金的强度及伸长率随时效时间的延长先升高后降低。在120 h的浸泡实验中,合金的平均腐蚀速率、点蚀孔洞的数量及孔洞尺寸随时效时间的延长而逐渐增大,腐蚀速率随浸泡时间延长呈现出先减小、后增大、再缓慢减小以及最后趋于稳定的过程。     

基底表面质量对ZK60镁合金镀镍层性能的影响

镁合金表面镀镍被广泛运用于镁合金工件防腐,而镀层的起泡和脱落严重影响工件的使用寿命。本实验以ZK60镁合金为研究对象,分析了不同工件基底表面质量对镀镍层性能的影响机制。研究表明:基底表面存在的划痕和点蚀坑会显著降低镀镍层质量,引起镀层的起泡和脱落。基底表面的划痕会被保留到镀镍层中,引发镀层变薄,应力集中等问题,增加镀层开裂的几率。点蚀坑中的杂质与镁基底有不同的电化学特性,会导致镀层减薄和结合不牢。因此,提高镁合金工件基底表面光洁度、清除基底表面点蚀坑是提高镁合金镀镍层性能的必要措施。