Effect of hot plastic deformation on microstructure and mechanical property of Mg-Mn-Ce magnesium alloy

Hot plastic deformation was conducted using a new solid die on a Mg-Mn-Ce magnesium alloy. The results of microstructural examination through OM and TEM show that the grain size is greatly refined from 45 μ to 1.1 μm with uniform distribution due to the occurrence of dynamic recrystallization. The grain refinement and high angle grain boundary formation improve the mechanical properties through tensile testing with the strain rate of 1.0× 10^-4 S^-1 at room temperature and Vickers microhardness testing. The maximum values of tensile strength, elongation and Vickers microhardness are increased to 256.37 MPa, 17.69% and HV57.60, which are 21.36%, 133.80% and 20.50% more than those of the as-received Mg-Mn-Ce magnesium alloy, respectively. The SEM morphologies of tensile fractured surface indicate that the density and size of ductile dimples rise with accumulative strain increasing. The mechanism of microstructural evolution and the relationship between microstructure and mechanical property of Mg-Mn-Ce magnesium alloy processed by this solid die were also analyzed.     

镁合金表面功能纳米薄膜的制备

通过有机镀膜技术，对镁合金表面进行改性。对有机镀膜处理后的镁合金表面的接触角，表面自由能进行了测定。研究了不同有机镀液，在恒电流作用下，有机镀膜时间对镁合金表面性能的影响。结果表明，经过TTN溶液有机镀膜后，镁合金板表现出亲水性，其表面能比未处理镁合金板的表面自由能要高；而经过DHN和DAN溶液有机镀膜后，镁合金板表现出良好的疏水性，其表面能比未处理镁合金板的表面自由能要低，在二者中DHN处理后的疏水效果最好。实现了对镁合金表面疏水、亲水表面改性，能够很好的扩大镁合金在工业中的应用领域。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

镁合金表面功能纳米薄膜的制备

通过有机镀膜技术，对镁合金表面进行改性。对有机镀膜处理后的镁合金表面的接触角，表面自由能进行了测定。研究了不同有机镀液，在恒电流作用下，有机镀膜时间对镁合金表面性能的影响。结果表明，经过TTN溶液有机镀膜后，镁合金板表现出亲水性，其表面能比未处理镁合金板的表面自由能要高；而经过DHN和DAN溶液有机镀膜后，镁合金板表现出良好的疏水性，其表面能比未处理镁合金板的表面自由能要低，在二者中DHN处理后的疏水效果最好。实现了对镁合金表面疏水、亲水表面改性，能够很好的扩大镁合金在工业中的应用领域。     

多向锻造ME20M镁合金的组织演化与力学性能

通过金相组织观察、显微硬度测试、扫描电镜分析和应变速率为5×10^-5／s的室温拉伸力学性能实验，分别探讨多向锻造中ME20M镁合金的显微组织演化机制和力学性能变化规律。结果表明：显微组织演化分为3个不同阶段，分别对应3种不同机制：第一阶段在真应变量ε≤0．60时，为机械式击碎细化机制，晶粒尺寸由45gm细化到12gm；第二阶段在真应变量0．60〈ε≤0．80时，为形变诱导动态再结晶细化机制，晶粒进一步细化至2．1μm；第三阶段在真应变量ε≥1．50时，为热激活晶粒长大机制，部分晶粒长大至65gm。经多向锻造加工，镁合金室温力学性能显著提高，其伸长率、抗拉强度和显微硬度的最大值分别为26．25％、225．52MPa、HV55．1，比初始状态分别提高了245％、6．7％和15．5％。拉伸断口SEM观察发现，第6道次前断口韧窝尺寸明显减小且其数量随应变量的增加而增多，使材料延性改善；第6道次后韧窝尺寸变大，其塑性降低。     

T型通道挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce合金的超塑性和组织演变

采用T型通道挤压(TCP)对Mg-1.5Mn-0.3Ce合金(质量分数,%)进行了4道次热挤压变形,其平均晶粒尺寸由原始轧制态的35μm细化至2μm;TEM观察表明,经TCP变形后细小的第二相粒子Mg_(12)Ce弥散分布于晶内及晶界处.变形合金在573—673 K及1×10~(-1)—4×10~(-4)S~(-1)应变速率范围内显示良好的超塑性变形;在温度为673 K及3×10~(-3)s~(-1)条件下,得到最大的断裂延伸率为604%,应变速率敏感系数m为0.36.超塑性变形后断裂区域显微组织观察表明,Mg 1.5Mn-0.3Ce合金超塑性变形的主要机制为晶界滑移,在较高温度、较低应变速率条件下超塑性变形时出现晶内滑移现象,作为超塑性变形的协调机制促进晶界滑移,随应变速率的降低或温度的升高晶内滑移越明显.