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。     

轧制变形量对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

使用光学显微镜、动态机械热分析仪、X射线衍射仪和扫描电镜研究了不同轧制变形量对Mg-4Zn-2Y和Mg-4Zn-4Y合金显微组织、力学性能及阻尼性能的影响。结果表明,经轧制后合金中出现片层状的LPSO相;两种合金阻尼性能中与应变振幅无关的阻尼性能Q^-1₀随着轧制变形量的增加,其变化趋势基本一致,与应变振幅相关的阻尼性能Q^-1_h随着轧制变形量的增加而降低,Mg-4Zn-2Y合金以及Mg-4Zn-4Y合金的阻尼机制为位错型阻尼;随着轧制变形量的增加,合金断口中的韧窝数量增加,解理面减少,主要断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂;相同轧制变形量下,Mg-4Zn-4Y合金的强度优于Mg-4Zn-2Y合金,而阻尼性能要低于Mg-4Zn-2Y合金。     

Y对常规凝固Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用常规凝固技术制备了Mg-45Zn-xY(x=1.0,4.0,5.5,8.0,质量分数,%)合金。利用SEM、EDS、OM、TEM、XRD、DSC和硬度测试技术研究了Y对Mg-45Zn-xY系合金组织及性能的影响,同时对准晶相(I-phase)的形成机制进行了分析。结果表明:合金组织主要由α-Mg颗粒或枝晶、花瓣状的Mg3Zn6Y准晶相、层片状的(I-phase+α-Mg)共晶组织以及Mg7Zn3相组成;准晶相形貌、含量及分布与Y含量密切相关,随着Y含量的增加,花瓣状准晶相含量逐渐增加,当Y含量为5.5%时,花瓣状准晶相含量最多,合金的硬度达到最大值,HB为1557 MPa,当Y含量为8.0%时,合金中的花瓣状准晶相消失;准晶以层片状共晶组织和花瓣状形式存在,花瓣状的特殊形貌是正二十面体沿五次轴方向生长的结果。     

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%。     

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.     

热挤压对Mg-Zn-Y合金耐腐蚀性能的影响

采用金属型铸造法制备Mg-4Zn-1Y(wt%)合金,并在450℃下挤压成棒材。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、浸泡试验及电化学试验对铸态和挤压态Mg-4Zn-1Y微观组织、相组成及其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究。结果表明:铸态合金的平均晶粒尺寸为50~60μm,而挤压态合金的平均晶粒尺寸降低到4~5μm。热挤压可明显提高合金的耐腐蚀性,且挤压态合金纵截面耐腐蚀性要稍优于横截面。在3.5%NaCl溶液中,挤压态合金纵截面的腐蚀速率仅为铸态合金腐蚀速率的1/2。     

Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

以Mg6Zn2Y为基础研究了Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y基合金组织和性能的影响.结果表明铸态下增加1%Zn的合金的组织变得粗大,抗拉强度降低约10%,伸长率降低25%;同时添加1%Zn和1%Y的合金组织明显细化,抗拉强度和伸长率分别提高11%和17%;挤压后由于Y的加入形成了高熔点的化合物相,合金受这些相抑制,没有发生动态再结晶,力学性能因挤压变形得到不同程度的提高,对比分析Mg7Zn3Y合金拥有抗拉强度355 MPa和伸长率4.5%较好的综合性能.     

超声熔体处理对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和性能的影响

通过在7055铝合金熔体浇注前作超声处理，研究了超声作用对其显微组织和力学性能的影响。试验结果表明，对7055铝合金熔体作超声处理，超声波在熔体中产生空化作用，活化了熔体中的微小杂质粒子，使其成为结晶核心，从而促进了形核，使晶粒细化，组织均匀，提高了材料的抗拉强度，并使材料的塑性也得到大幅度提高。     

热处理对Mg-Zn-Y合金显微组织和显微硬度的影响

本文采用铜模铸造方法制备出的Mg-Zn-Y合金,对所制试样进行两种不同工艺的热处理,并研究热处理对该合金的微观组织和显微硬度的影响。研究发现T6（420℃×24h＋150℃）态和高温退火（550℃×2h）态的合金晶粒中分散着一些小的颗粒相,T6态的絮状组织发生分离、显微硬度降低,而高温退火态合金的显微硬度却有一定程度的升高。     

热挤压和时效处理对生物可降解Mg-Zn-Y合金性能的影响

本研究采用粉末冶金法制备了Mg-6%Zn-1%Y生物医用镁合金并进行了热挤压变形处理。挤压后的样品在150°C下分别时效24h和72h。对实验用合金的显微组织和腐蚀行为进行了研究。显微组织结果表明,合金包含α-Mg, MgZn, MgZn2和Mg3YZn6（I相）。热挤压工艺显著细化晶粒并提高了合金的力学性能和耐腐蚀性能。其中热挤压后合金的压缩强度在365~399MPa之间,且浸泡实验中的析氢量低于烧结态合金。另外,由于更均匀的腐蚀行为,时效72h的合金分别在浸泡实验和动电位极化实验中显示出更低的腐蚀速率和腐蚀电流密度,并在电化学阻抗谱(EIS)中获得了较高的电阻值(Rp),结果表明,时效72h合金较其他3种合金具有更优异的腐蚀性能。     

半固态等温处理Mg-Zn-Y合金微观组织演变

研究了挤压Mg-2Zn-x Y(x=0.5,1,2,at%)合金在半固态等温处理过程中的微观组织演变规律。结果表明:3种Mg-2Zn-x Y合金中,挤压Mg-2Zn-1Y合金中α-Mg基体晶粒尺寸最小,挤压Mg-2Zn-2Y合金中出现了大量的孪晶;当半固态等温时间为10 min时,随着等温温度的升高,Mg-2Zn-x Y合金中α-Mg固相晶粒均逐渐趋于球化,且α-Mg固相颗粒逐渐分离,晶界处的液相和晶内液池体积分数均明显增加;随着580℃等温时间的延长(≤30 min),Mg-2Zn-0.5Y合金微观组织演变以Ostwald熟化机制为主,而Mg-2Zn-1Y和Mg-2Zn-2Y合金微观组织演变过程中Ostwald熟化机制和固相颗粒熔化机制同时起主导作用。     

Y含量对Mg-Zn-Y合金耐腐蚀性能的影响

采用金属型铸造制备Y含量分别为1%、2%、3%的Mg-Zn-Y合金。利用光学显微镜、X射线衍射及扫描电镜对三种合金的铸态组织、相成分及表面腐蚀形貌进行了分析。采用浸泡试验和电化学试验对该合金在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究。结果表明:随着Y含量的增加,合金组织逐渐细化;且合金中第二相由球状、短棒状、条状及网状的混合结构转变成单一的连续网状结构。在试验研究的Y含量范围内,合金元素Y的添加提升了该合金的耐腐蚀性能,Y含量为3%的合金耐腐蚀性能最佳。     

熔体温度对超声处理Mg-Zn-Er合金组织和性能的影响

采用高强超声熔体处理法制备Mg-Zn-Er合金,研究了导入超声时熔体温度对合金铸态显微组织和性能的影响。结果表明,在超声处理时间和超声输出功率分别为100s和600W时,随着导入超声时熔体温度的提高,合金的铸态显微组织由粗大的枝晶转变为细小均匀圆整的晶粒,并得到最佳的导入超声熔体温度为718℃。在此温度下导入超声时,制得的Mg-5Zn-2Er合金晶粒最细小圆整、粒径分布最均匀,其室温抗拉强度和伸长率都达到最大值,分别为199.6MPa和11.6%,而合金的高温抗拉强度则为最小值。     

Nd、Ca对铸态Mg-Zn-Y合金组织与性能的影响

以Mg-3.0Zn-0.5Y合金为基体,分别添加1.0wt％Nd和0.6 wt％Ca,研究了Nd、Ca对铸态Mg-3.0zn-0.5Y合金组织和力学性能的影响.结果表明,添加Nd和Ca的合金比不添加的合金晶粒略小;添加Ca的合金生成了金属化合物,合金的抗拉强度和伸长率分别下降了28.2％和79.6％;添加Nd的合金抗拉强度变化不大,伸长率降低16.8％.     

熔体超声处理对Sn-Zn合金组织与性能的影响

通过测试合金导电率、抗拉强度、硬度及观察合金显微组织,研究了超声功率、超声时间以及施振温度3个参数变化对Sn-9Zn合金组织与性能的影响。结果表明,施加超声波后,合金组织细化明显,抗拉强度和硬度提高,而组织细化造成晶界增加,导致合金导电率略微降低。当超声功率、施振温度保持恒定,随着超声时间的增加,合金组织细化明显,抗拉强度、硬度大幅提高,导电率下降;当超声时间、施振温度保持恒定,随着超声功率的提高,合金组织略有细化,抗拉强度、硬度小幅提高,导电率小幅波动;当超声时间、超声功率保持恒定,随着施振温度的升高,抗拉强度、硬度先小幅上升,250℃后逐渐下降。较佳的试验方案为施振温度为250℃、超声波输出功率为700 W、超声时间为45 s。     

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-Zn-Y合金组织及力学性能的影响

在Mg93Zn6Y1合金凝固过程中施加脉冲磁场处理,主要研究了放电电压对Mg93Zn6Y1合金组织和力学性能的影响。结果表明,施加脉冲磁场对Mg93Zn6Y1合金凝固组织中的初生α-Mg相和准晶相均具有显著的细化效果。随着放电电压的增加,初生α-Mg相尺寸逐渐减小,其形貌由粗大枝晶状逐步转变为细小花瓣状和颗粒状。同时,准晶相也得到逐步细化,其形貌由粗大的连续网络状转化为不连续状和颗粒状,平均宽度和平均面积比分别由26μm和32%减小至10μm和14%。随着放电电压的增加,Mg93Zn6Y1合金的力学性能显著提高。当放电电压为300V时,Mg93Zn6Y1合金的抗拉强度和伸长率分别为172.1 MPa和1.6%,相比未处理合金提高了71.2%和60.0%。     

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。     

Nd对铸态及轧制态Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

在Mg-3.5Zn-0.6Y合金中添加不同含量(0、0.4%、0.8%、1.2%)的稀土元素Nd,研究其对Mg-3.5Zn-0.6Y合金铸态及轧制态显微组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.4%、0.8%的Nd的合金晶粒较细小,呈等轴晶,并且含有Mg41Nd5和Mg24Y5相。镁合金在热轧时第二相被破碎,晶粒变得更加细小。铸态合金经400℃×12h扩散退火,轧制态合金经400℃×0.5h退火后抗拉强度及伸长率最大,分别为234MPa、14.6%和265MPa、11.7%。