Sr对Mg-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

在Mg93Zn6Y合金中添加Sr元素,考察了添加量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sr对组织中的初生α-Mg相和第二相均具有细化效果。随着Sr添加量的增加,合金的平均晶粒尺寸由1 190μm逐渐减小到360μm。同时,第二相逐渐细化,其局部团聚现象也得到明显改善。随着Sr添加量的增加,合金的力学性能逐渐提高。当添加0.4%的Sr时,合金的抗拉强度和伸长率分别为191 MPa和3.8%,相比未添加Sr的合金提高了43.6%和90.0%。     

Cu对Mg-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

以Mg93Zn6Y1合金作为研究对象,主要研究了Cu对铸态Mg93Zn6Y1合金组织和力学性能的影响。结果表明,Cu的引入使得Mg93Zn6Y1合金的铸态组织得到显著细化。铸态Mg91.5Zn6Y1Cu1.5合金中的共晶组织[α-Mg+I-Mg3Zn6Y相+MgZnCu相(Laves相)]呈连续网状分布在枝晶和晶界间。合金的室温和高温(200℃)力学性能均得到提高。室温和高温下,铸态Mg91.5Zn6Y1Cu1.5合金的抗拉强度和伸长率分别为178 MPa、3.8%和153 MPa、10.6%,相比基本合金,分别提高了10.5%、40.7%和26.4%、49.3%。     

Nd对Mg-Zn-Y合金显微组织与力学性能的影响

采用金相显微镜、电子探针、扫描电镜、X-射线衍射仪及电子万能拉伸试验机等设备分析研究了Nd对Mg-Zn-Y合金的显微组织和力学性能的影响。显微组织观察表明:稀土Nd能够明显起到晶粒细化的作用,改善了实验合金的显微组织。力学性能测试表明:由于稀土Nd的添加提高了合金的力学性能,并且当Nd添加量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16.9%,硬度达到52.8HV。     

脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固及力学性能的影响

在Mg-Gd-Y-Zr合金凝固过程中施加不同频率的脉冲磁场,研究脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金凝固的影响.实验结果表明,脉冲磁场使Mg-Gd-Y-Zr合金晶粒细化,在频率为5 Hz条件下获得最佳的晶粒细化效果,平均晶粒尺寸从未加脉冲磁场条件下的65 pm细化到37 pm.脉冲磁场的搅拌导致熔体磁过冷及熔体温度梯度降低是晶粒细化的主要原因.脉冲磁场的施加使抗拉强度和延伸率较常规铸造合金分别提高了4.8%、78.5%.     

脉冲磁场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响

研究了不同脉冲参数和冷却条件对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,通过控制脉冲磁场参数和冷却条件,能明显改善ZA27合金的凝固组织,合金的力学性能也得到提高。在0~300V范围内,随脉冲电压升高,合金初生相由粗大的枝晶逐渐转变为细小的球状或蔷薇状晶,抗压强度也逐渐提高,其最高抗压强度较未处理时提高39.6%;在1~10Hz范围内,合金初生相随脉冲频率的提高而逐渐细化,其抗压强度逐渐提高;当浇注温度在490~580℃范围内或模具预热温度在10~400℃范围内提高时,合金的初生相均先细化后粗化,转折点分别为520℃和200℃,合金的抗压强度总体上逐渐提高。     

交流磁场对Mg-Zn-Zr-Gd合金组织及力学性能的影响

研究了交流磁场处理工艺参数(交流电压、交流频率和模具温度)对铸态Mg-6Zn-0.5Zr-1Gd合金的凝固组织及力学性能的影响。结果表明,交流磁场可以细化Mg-6Zn-0.5Zr-1Gd合金的凝固组织。当交流电压在0～300 V内,随着交流电压增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小。当交流频率在0～10 Hz内,随着交流频率增加,合金的晶粒尺寸先减小后增大。当模具温度在200～600℃内,随着模具温度增加,合金的晶粒尺寸也是先减小后增大。当交流电压为300 V,交流频率为5 Hz,模具温度为400℃时,合金的综合力学性能显著提高,此时合金的抗压强度为259.53 MPa,压缩率为20%,与未经过交流磁场处理的合金相比,分别提高了32.1%和11.7%。     

几种Mg-Zn-Y合金的热力学性能及组织研究

基于Miedema模型混合焓模型外推出4种不同成分的Mg-Zn-Y合金的部分热力学性能,利用实验获得相应成分的合金,并利用XRD及EDS进行物相分析及成分分析。结果表明,合金中各相的形成过程与理论计算结果一致,Zn与Y的生成焓最大,发生反应生成中间相的可能性最大。     

脉冲磁场对Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的影响

研究了脉冲磁场作用下长周期结构增强Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织的变化,研究了不同的脉冲电压、脉冲频率、浇注温度和模具预热温度对合金凝固组织的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,合金的凝固组织显著细化,其初生α-Mg相转变成细小、圆整的近球状或蔷薇状晶体,第二相分布变得均匀。当脉冲电压在0~240V范围内或脉冲频率在1~10Hz范围内,随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的凝固组织逐渐细化;当浇注温度在660~750℃范围内或铸型预热温度在200~600℃范围内时,随着浇注温度的升高或模具预热温度的降低,合金的凝固组织逐渐细化。     

脉冲磁场对石墨型铸造Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、EDS、XRD、拉伸试验机等手段,研究了不同的脉冲磁场参数对石墨型铸造长周期结构增强Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,脉冲磁场可改善石墨型铸造Mg-Y-Cu-Zr-Sr合金的组织和力学性能;当单次脉冲能量在0～57.6 J范围内或脉冲周期在0.1～1 s范围内时,随着单次脉冲能量的增加或脉冲周期的减小,合金晶粒尺寸逐渐减小,第二相体积分数逐渐增加,室温和高温力学性能逐渐提高;当单次脉冲能量为57.6 J,脉冲周期为0.1 s时,与未处理合金相比,合金晶粒尺寸减小了39%,第二相体积分数增加了230%,室温抗拉强度、伸长率分别提高了23%、47%,高温抗拉强度、伸长率分别提高了29%、99%。     

低合金化Mg-Zn-Y合金的显微组织与力学性能

通过常规铸造制备了3种成分的低合金化Mg-Zn-Y合金(Mg-0.6Zn-0.1Y、Mg-1.3Zn-0.1Y、Mg-2.0Zn-0.1Y,质量分数,％),并对其进行低温慢速挤压(140℃,0.1 mm/s).结果 表明:随Zn含量的增加,挤压前合金的晶粒尺寸逐渐减小.挤压后合金晶粒显著细化,形成弥散的纳米析出相,同时...     

Zn含量对Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪及电子万能实验机等设备研究了Zn对Mg-xZn- -Y(x=0、1、2、4,质量分数,%)合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着Zn的添加,合金二次相由Mg,:Nd和MgY转变为H相和W相.合金力学性能随Zn加入量的增加而提高,当加入量为2%时合金的力学性能达到最佳:抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16.9%.当加入量为4%时综合力学性能则又有所下降.     

低合金化Mg-Zn-Y合金的显微组织与力学性能研究

本文通过常规铸造制备了三种成分的低合金化Mg-Zn-Y (Mg-0.6Zn-0.1Y、Mg-1.3Zn-0.1Y、Mg-2.0Zn-0.1Y,wt.%),并对其进行低温慢速挤压（140℃,0.1mm/s）。研究结果表明：随Zn含量的增加,挤压前合金的晶粒尺寸逐渐减少。挤压后合金晶粒显著细化,形成弥散的纳米析出相,同时随Zn含量的增加合金的再结晶程度与纳米析出相的数量均增加,基面织构强度则无显著变化。挤压后合金的力学性能得到大幅提升,其中Mg-2.0Zn-0.1Y合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到406.4MPa、424.5MPa、12.2%。随Zn含量增加,Mg-Zn-Y合金的延伸率显著增加,其断口形貌由解理面转变为细小的韧窝,断裂方式由解理断裂转变为韧性断裂。     

挤压铸造Mg-Zn-Y合金显微组织与力学性能的研究

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、万能拉伸试验机等手段,研究了不同挤压压力(0,50,100,150 MPa)对挤压铸造Mg_(93)Zn_6Y_1合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:不同挤压压力下合金显微组织由基体α-Mg相和I-Mg_3YZn_6准晶相组成。α-Mg相呈枝晶状形态存在,分枝明显,I-Mg_3YZn_6准晶相以(I-Mg_3YZn_6+α-Mg)层片状共晶组织形态存在,呈网状分布在基体枝晶间。随着挤压压力的增大,α-Mg晶粒明显细化,层片状共晶组织变得细小,且由连续网状逐渐变为断裂网状,分布更均匀。合金的拉伸力学性能随着挤压压力的增大而逐渐提高,当挤压压力为150 MPa时,合金拉伸力学性能最优,其抗拉强度和伸长率分别为193 MPa和4.2%,增幅为30.4%和75.0%,合金力学性能的提高主要归因于细晶强化和I-Mg3YZn6相的强化作用。合金拉伸试样的断口形貌呈现准解理断裂特征。     

脉冲-交流磁场对AZ31镁合金组织及力学性能的影响

采用无磁场的常规铸造处理、施加脉冲磁场、施加交流磁场、施加脉冲-交流复合磁场4种工艺处理方式对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响进行了分析,另外在施加复合磁场中考察了3种不同工艺参数:脉冲电压、脉冲频率及模具温度对合金的初生相形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明,与交流磁场处理或脉冲磁场处理相比,复合磁场处理细化效果最好。经复合磁场处理后,合金的初生相由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶,平均晶粒尺寸从3.5 mm减小到0.93mm,断面等轴晶的比例由55.8%提高到97%;复合磁场中随着脉冲电压(0~300V)或脉冲频率(1~10 Hz)增加,初生相由不完整的树枝晶逐渐退化为细小的等轴晶或蔷薇状晶;随模具温度从20℃增加至600℃,复合磁场处理后合金的晶粒尺寸先增大后减小然后再增大,200℃时晶粒尺寸最小。3种磁场处理方式中,复合磁场处理对合金的力学性能提高最明显,与常规铸造相比,合金的抗拉强度与伸长率分别提高了35.8%和25.6%。     

超声处理对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

在Mg_(93)Zn_6Y合金凝固过程中施加超声处理,主要研究超声功率对合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,超声处理对Mg_(93)Zn_6Y合金铸态组织中的初生α-Mg和准晶相均具有显著的细化效果。随着超声功率增加,其细化效果逐渐加强,初生α-Mg相的形貌由粗大树枝晶状转变为细小花瓣状,准晶相由粗大的连续网络状转变为细小的孤岛状和颗粒状。当超声功率为600W时,合金的抗拉强度和伸长率分别达到215MPa和3.1%。相比未处理的合金,分别提升了51%和182%,表现出较好的综合力学性能。     

脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr合金组织中溶质含量的影响

在Mg-Gd-Y-Zr镁合金凝固过程中施加脉冲磁场,通过改变脉冲磁场的脉冲频率,研究脉冲磁场对Mg-Gd-Y-Zr镁合金凝固的影响.结果表明,脉冲磁场使Mg-Gd-Y-Zr镁合金晶粒细化的同时,在10 Hz外加脉冲磁场条件下使晶粒内部的合金元素Gd和Y的溶质含量增加,晶界析出的共晶含量相应减少.脉冲磁场使熔体内部的带电离子沿磁力线方向自旋运动,以及周期性变化的电场力对带电离子自由振动的抑制作用导致的溶质原子迁移所需的能量势垒增加是晶粒内部Gd、Y元素溶质含量增加的原因.     

Zr和脉冲磁场对Mg-Y-Zn-Ca合金组织及压缩性能的影响

对比研究了未处理、Zr处理、脉冲磁场处理及脉冲磁场-Zr复合处理对长周期结构增强Mg-5Y-2.5Zn-1.2Ca合金凝固组织及压缩性能的影响,同时考察了复合处理条件下脉冲电压和频率对合金的影响。结果表明,Zr处理、脉冲磁场处理、复合处理后,合金的凝固组织和压缩性能均有所改善,其中复合处理的效果最好;与未处理合金相比,复合处理后合金的抗压强度和压缩率分别提高43.9%和15.4%。在0~300V内,随着脉冲电压增大,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小;在1~10Hz内,随着脉冲频率增大,合金的平均晶粒尺寸先减小后增大,转折点为5Hz。晶粒尺寸越小,合金的第二相分布越均匀。合金的压缩性能与其晶粒尺寸基本对应。     

低压脉冲磁场对A357合金组织及阻尼性能的影响

研究了低压脉冲磁场对A357合金凝固组织及阻尼性能的影响。结果表明,低压脉冲磁场对A357合金凝固组织中初生α-Al相和共晶Si相具有显著的细化和变质作用。施加磁场处理后,T6态A357合金的阻尼性能显著提高。当在室温、频率为1 Hz和应变振幅为0.01%的条件下,经磁场处理的T6态A357合金的阻尼值达到了0.014 2,较未施加磁场处理的A357合金提高了170%。随着频率的增加,经磁场处理的T6态A357合金的阻尼值逐渐降低。     

Y含量对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用X射线衍射和金相显微分析研究了元素Y对Mg-3Zn-xY（x=0．5、1．5、3．0．6．0，质量分数／％）合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，在基体中和晶界分布的弥散质点随Y含量的增加而增多，尺寸增大。合金中二次相的种类取决于加（Zn）／w（Y）之比值，随着Y含量的增加，合金中的二次相依次从Mg，Zn，相＋I相、I相＋W相到W相＋H相、H相转变，晶间组织的形态也由点状、细线状向网状转变。合金的抗拉强度、硬度、冲击韧度随着Y含量的增加而提高，塑性则逐渐下降。但Y含量达到6％时合金的综合力学性能下降。     

Zn固溶量对Mg-Zn-Y合金组织的影响

利用电化学相分离法,成功提取Mg-Zn-Y合金中的第二相,并获得合金元素在Mg-Zn-Y合金中的固溶量,建立了镁合金中直接测定元素固溶量的方法。利用Miedema混合焓模型及Toop模型(对称)和Kohler模型(非对称)计算Mg-Zn-Y三元合金中Zn的活度及活度相互作用系数,通过实验测定及计算表明：Mg-Zn-Y中Zn的自相互作用系数与Y的相互作用系数均为正值,说明这一体系里Zn与Zn,Zn与Y是相互排斥的,Y的存在可以提高Zn的活度,即Y固溶量的增加会导致Zn固溶量的降低,增加了固液界面前沿液相中的成分过冷度,从而使得晶粒细化,晶界处片层状的Mg₃Y₂Zn₃共晶相聚集增多,逐渐连续成网状。