Mg-7Zn-xCu-0.6Zr合金的热裂行为及热分析测试（英文）

通过热分析方法研究Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金在凝固过程中的显微组织演变。采用具有测力传感器和数据采集系统的约束棒实验装置研究Cu含量(0,1,2和3,质量分数,%)对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金热裂行为的影响。Mg-7Zn-xC u-0.6Zr合金的热分析结果表明,该合金主要由α-Mg和Mg Zn2相组成,而含Cu合金有3个潜热释放峰,分别对应α-Mg、Mg Zn Cu和Mg Zn2相。同时,随着Cu含量的增加,α-Mg相的反应温度降低,Mg Zn2和MgZ n Cu相的反应温度升高。热裂实验结果表明,由于添加Cu能提高合金的共晶温度,而缩小凝固温度区间,因此,Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr合金的热裂敏感性明显降低。     

Mg-5Al-xCa合金的热裂行为

在浇注温度700℃、模具温度200℃条件下,通过热裂曲线和凝固曲线测试以及OM、XRD、SEM等手段分析了Ca加入量对Mg-5Al-xCa(x=0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0,质量分数,%)合金热裂敏感性的影响。结果表明,当Ca加入量增加到4.0%时,合金的热裂敏感性随着Ca加入量的增加而减小;Mg-5Al-4.0Ca合金的热裂敏感性最小,其热裂敏感性系数仅为0.824;Ca加入量增加到5.0%时,合金的热裂敏感性又出现上升,其热裂敏感性系数上升到0.96。加入适量的Ca会降低Mg-5Al-xCa合金凝固时a-Mg的析出温度,并抑制Mg17Al12相形成,缩小合金凝固温度范围,增加组织中的共晶含量,有利于合金凝固后期的补缩,从而降低合金的热裂敏感性。但加入过多的Ca会增加含Ca脆性相的数量,并使合金组织发生粗化,从而导致合金的热裂敏感性增加。     

Mg-7Zn-xCu-0.6Zr合金热裂行为的研究

采用"T"型热裂模具研究了不同Cu含量对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0、1、2、3)合金热裂行为的影响。利用XRD和SEM对Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0、1、2、3)合金进行了显微组织和热裂区域组织形貌观察。通过测量热裂纹体积表征了Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0、1、2、3)合金的热裂倾向性。实验结果表明,Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0、1、2、3)合金中随着Cu含量的增加,晶粒得到细化,晶界上的共晶相增多,共晶相在凝固末期对分离的枝晶起到补缩的作用,降低合金热裂倾向性。研究表明,Mg-7Zn-x Cu-0.6Zr(x=0、1、2、3)合金微观裂纹的形成是液膜、凝固收缩补偿和晶间搭桥共同作用的结果。     

Mg对6061再生铝合金凝固特性和热裂行为的影响

利用约束杆模具测试不同Mg含量(0.9%,1.0%,1.2%,1.4%和1.7%)对6061再生铝合金热裂敏感性(HTS)的影响,采用双电偶热分析法研究6061再生铝合金凝固行为、凝固过程特征温度等。试验结果表明,合金热裂敏感性随着Mg的加入先减小后增大;在Mg含量为1.2%时,合金有最小的热裂敏感性。Mg的加入促使初生α-Al、Al_(13)Fe_4和α-AlFeSi的析出温度降低,Mg_2Si析出温度升高,合金凝固温度区间ΔT和易脆温度区间ΔT_V均降低。6061再生铝合金热裂是合金在易脆温度区间ΔT_V收缩和共晶反应收缩共同作用的结果。合金Mg含量低时,ΔT_V比较大,凝固收缩应力大导致热裂敏感性大;随着Mg含量增加,ΔT_V减小,凝固末期Mg_2Si相增多,共晶转变收缩量大引起热裂。     

Mg-xGd-1Er-0.5Zr合金热裂敏感性研究EI北大核心CSCD

本文基于Clyne-Davies模型评价了Mg-xGd-1Er-0.5Zr(x=8.0、10.0、12.0,质量分数,%)合金的热裂敏感性,并利用“约束杆”铸造钢模实验方法验证了该合金的热裂倾向。结果表明基于Clyne-Davies模型得到的计算结果能有效预测Mg-xGd-1Er-0.5Zr合金热裂敏感性,且随着Gd含量的增加,合金的热裂敏感性下降。采用数据采集系统、电子显微镜及X射线衍射仪等手段,对铸件凝固曲线、微观组织和析出相进行了分析,发现随着Gd含量的增加,合金的热裂敏感性降低,其原因是凝固后期Mg_(5)(Gd,Er)共晶液相的增多有利于枝晶间裂纹的补缩。此外,共晶液相也会抑制α-Mg枝晶的形核长大,使合金的凝固温度区间减小,从而降低合金的热裂敏感性。对热裂断口进行分析后认为,断口出现的液膜以及晶间搭桥提高了晶间结合力,这是热裂敏感性降低的另一个重要原因。     

Mg-6Zn-xCu-0.6Zr合金凝固路径及热裂倾向性

基于修正的Clyne-Davies热裂模型(CSC~*),对Mg-6Zn-xCu-0.6Zr(x%=0,1%,2%,3%,质量分数)合金热裂倾向性进行预测;采用双电偶热分析法研究Mg-6Zn-xCu-0.6Zr合金凝固路径、凝固过程中的特征温度、枝晶干涉固相分数等。利用"T"型热裂模具测试系统采集Mg-6Zn-xCu-0.6Zr合金凝固收缩力随温度(或时间)的变化曲线。实验结果与CSC~*预测值均表明合金的热裂倾向性随着Cu含量的增加而减小。Cu元素的加入使初生α-Mg相的析出温度降低、MgZn_2相的析出温度升高,从而使合金的凝固温度区间变窄,降低合金的热裂倾向性。Mg-6Zn-(0,1)Cu-0.6Zr合金热裂纹断口主要为液膜和分离的自由枝晶臂。Mg-6Zn-(2,3)Cu-0.6Zr合金断口表面生成大量的低熔点共晶相,液膜较厚,增强残余液相对分离的枝晶补缩能力,降低合金的热裂倾向性。     

Al对压铸Mg-10Zn合金热裂性及微观组织的影响

研究了不同Al含量(0,2%,3.5%,5%,质量分数)对压铸Mg-10Zn合金的热裂敏感系数(H_(TS))及显微组织的影响。结果表明,随着Al含量增加,合金的热裂敏感系数逐渐降低;结合热力学计算(Pandat8.0)Mg-10Zn-yAl合金的凝固行为,发现热裂敏感系数随合金凝固区间减小和末期液相体积分数的增加而降低,可有效判断合金热裂敏感系数变化趋势。显微组织分析表明,Al可有效细化铸态Mg-10Zn合金的晶粒尺寸。随Al含量增加,合金中第二相数量增加。压铸态Mg-10Zn合金的第二相主要为Mg_5Zn_2,Mg-10Zn-yAl合金的第二相为Mg_(62～69)Zn_(22～25)Al_(6～16)准晶相(I相)。     

Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响

采用等长热裂试棒法评价Ca对Mg-5Al合金热裂敏感性的影响,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸实验机和Image-J软件分析合金的热裂机制。结果表明:Ca含量2.5%时,合金热裂敏感性最低;共晶组织对合金热裂敏感性影响明显,单一、充足的共晶组织有利于对初生热裂纹补缩,降低合金热裂敏感性;在凝固末期,若合金力学性能不佳,在树枝晶搭桥区会产生不可补缩热裂纹。     

稀土钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的影响(英文)

通过Clyne-Davies模型对MgZn2.5YxZr0.5(x=0.5,1,2,4,6)系合金的热裂敏感性进行预测;采用X射线衍射和扫描电子显微镜分别对MgZn2.5YxZr0.5系合金进行显微组织和热裂区域组织形貌观察,并用自制的"T"形热裂模具,通过A/D转换,用计算机对MgZn2.5YxZr0.5系合金凝固过程中的温度、收缩应力信号数据进行采集和进一步的处理,并描绘其曲线。研究MgZn2.5YxZr0.5合金的凝固温度区间、脆弱区域的凝固温度变化、凝固最后阶段剩余液相分数以及合金中第二相种类等因素对MgZn2.5YxZr0.5系合金热裂倾向的影响:合金热裂倾向从大到小顺序为MgZn2.5Y2Zr0.5,MgZn2.5Y0.5Zr0.5,MgZn2.5Y4Zr0.5,MgZn2.5Y6Zr0.5,MgZn2.5Y1Zr0.5。由于MgZn2.5Y2Zr0.5合金的凝固温度区间最宽,脆弱区域的凝固温度变化最大,凝固最后阶段形成的液膜最少,枝晶干涉点后析出的第二相阻碍枝晶间的补缩等多种原因而造成合金的热裂倾向最大。     

Sc、Zr和Er微合金化Al-5Mg填充合金的焊接热裂敏感性

采用鱼骨状试样裂纹试验、SEM和DSC等分析方法研究Sc、Zr和Er的复合添加对新型Al-5.6Mg-1.0Zn-0.6Mn基填充合金焊接热裂敏感性的影响。结果表明:Sc、Zr和Er(含Ti)参与形核核心Al3(Sc,X)的生成,Er(Ti)元素在晶界处形成富Er相,这对试验合金焊道熔池区域的晶粒度和晶间相富集状态影响显著;优化的Sc、Zr和Er成分配比能获得优异的晶粒细化效果,并抑制含Er相对晶界结合的恶化作用,使合金获得较高的焊接热裂抗力;焊接热裂敏感性降低的机理为合金偏析程度的降低、凝固终了温度的相对提高、细小晶粒的转动滑移和细晶晶界应力的分散。     

钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性影响

基于Clyne-Davies模型对Mg-6.5Zn-xY-0.5Zr合金热裂敏感性进行预测,并通过"T"型热裂模具对热裂纹萌生时的温度和固相量等进行表征,采用扫描电子显微镜和X射线衍射等手段,分析析出相对合金热裂敏感性的影响。结果表明:合金热裂倾向由大到小的顺序为Mg-6.5Zn-2Y-0.5Zr、Mg-6.5Zn-0.5Y-0.5Zr、Mg-6.5Zn-1Y-0.5Zr、Mg-6.5Zn-4Y-0.5Zr和Mg-6.5Zn-6Y-0.5Zr。组织中含有I相合金的热裂敏感性要高于含有W相的合金,同时,含有I相和W相合金的热裂敏感性则高于只含有I相或W相的合金。研究还发现,易脆区域ΔTC是反映镁合金热裂敏感性的一个重要参数,合金的ΔTC值越高,合金的热裂敏感性也越高。     

Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的研究

由于镁合金凝固温度区间很长,所以容易产生热裂.作为新型的高强度变形镁合金,Mg-Zn-Y(ZW系)合金在半连续铸造过程中极易发生热裂.采用"CRC" (Constrained Rod Casting)铸造热裂试验及冷却曲线热分析方法研究了ZW系中ZW22、ZW42、ZW44、ZW26、ZW62合金的凝固路径,凝固最后阶段剩余液相分数以及锆细化等因素和其热裂倾向的关系.热裂纹位置因子、宽度因子等热裂敏感性因子的表征结果表明,合金的热裂倾向从大到小顺序为:无Zr的ZW62>ZW62>ZW22,ZW42和ZW44>ZW26合金.无Zr的ZW62合金比其他合金具有更大热裂倾向与几方面因素有关:具有最长的凝固温度区间;从枝晶干涉点到凝固终了温度间形成W相,阻碍枝晶间剩余液体的流动性,不利于枝晶间补缩;最后凝固阶段剩余液相最少,且该阶段固相分数随温度降低增长缓慢;粗大组织和发达的枝晶.     

Mg-xZn-2Y合金的热裂敏感倾向性（英文）

采用具有测力传感器和数据采集系统的约束棒实验装置研究Zn含量(0,0.5%,1.5%和4.5%)对Mg-2%Y合金热裂敏感倾向性的影响。实验结果表明,不添加Zn元素的合金热裂敏感倾向性最小。随着Zn含量的增加,Mg-2%Y合金的热裂敏感倾向性增强,当Zn含量为1.5%时达到最大值,然后随着Zn含量的进一步增加热裂敏感倾向性降低。在凝固过程中,由于Mg-1.5Zn-2Y合金具有较大的收缩力下降和凝固收缩力释放率,导致该合金的热裂敏感倾向最大。Mg-xZn-2Y系合金的热裂纹是沿着枝晶或晶界萌生和扩展的。通过ProCAST软件模拟合金的热裂敏感倾向性与实验结果一致。     

Al-Cu合金热裂倾向性评价

本文采用树脂砂型，开展了Al-Cu合金热裂倾向性试验，分析了试样热节处金相组织、热裂纹萌生时的温度和收缩力变化。结果表明，Cu含量小于5wt.%时，随着Cu含量升高，平均晶粒尺寸减小，靠晶界处析出呈连续网状分布的θ相增多，热裂倾向性减小。随Cu含量升高，热裂纹初始萌生温度降低，裂纹萌生时的固相体积分数先升高后降低。提出用热裂纹初次萌生时的温度减去完全凝固时的温度与合金结晶温度区间的比值判定Al-Cu合金热裂倾向性。该值越小，合金的热裂倾向性越小。     

Mg-9Zn-xAl合金半固态成形的热力学分析及试验研究

采用相图计算软件Pandat计算了Mg-9Zn-xAl(x=2, 4, 6)合金的凝固温度窗口、固相率对温度的敏感性、温度加工窗口和相组成及其转变路径,并进行了实验验证。结果表明：Mg-9Zn-xAl镁合金适合进行半固态成形,其半固态加工温度窗口较大,易于进行半固态成形操作,且在半固态加工温度区间,其固相率对温度的敏感性均小于0.015。当Al含量不同时,其相的转变温度和路径不同。Mg-9Zn-xAl在凝固过程中均形成α-Mg、MgZn,Mg32(Al,Zn)49和Al5Mg11Zn4相,当Al含量增加至6%时形成了Mg17Al12相。自孕育流变成形Mg-9Zn-xAl合计的晶粒尺寸和圆整度分别为65.3μm、56.5μm、52.2μm和1.3、1.19、1.23。当工作温度为150℃时,其抗压强度和抗压变形量分别为278MPa、283MPa、295MPa和36.22%、33.02%、31.21%。     

Sm对Mg-6Al-2Ca-Zn合金热裂敏感性的影响

采用热裂曲线分析、凝固曲线分析、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等多种分析和测试方式,研究了Sm含量对Mg-6Al-2Ca-Zn合金热裂敏感性的影响。结果表明:随着Sm含量由1%增加至4%,合金热裂敏感性呈"V型"变化,其中Mg-6Al-2Ca-Zn-2Sm合金热裂敏感性最小。颗粒状Al2Sm弥散分布,增加了液膜和枝晶桥数量,降低了合金热裂敏感性。过量Sm导致晶粒粗化,液膜数量、强度降低,收缩应力增大,从而使热裂敏感性增加。     

Zn含量对Mg-Zn二元合金热收缩行为的影响

通过专门设计的可以检测镁合金凝固收缩行为的试验装置,对Zn含量分别为2%,6%和10%的3种Mg-Zn二元合金在自由收缩与受阻收缩两种状态下冷却过程中的冷却温度、收缩位移与收缩应力变化进行检测,进而获得可以表征合金热裂敏感性的应力累积系数及其出现时的固相率区间和自由线收缩过程中的最大线收缩率指标。结果表明,在Zn含量低于最大固溶度时,随着Zn含量的提高,Mg-Zn二元合金的热裂倾向降低,但Zn含量大于最大固溶度的亚共晶Mg-10Zn合金则表现出冷裂的特点。     

钇含量对MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)合金热裂敏感性的影响

采用热分析法和铸造热裂试验研究MgZn_(4.5)Y_(x )Zr_(0.5)(x=0.5,1,2,4,6(质量分数,%))合金的热裂行为。结果表明:MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金的枝晶干涉温度T_(coh)最高、在脆弱区域的温度差ΔT_c最大、在最后凝固阶段剩余的液相量最少、形成的液膜厚度较薄,补缩程度较低,所能抵御的凝固收缩力最小、裂纹扩展速率最大。这些现象说明MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金具有最高的热裂敏感性。随着Y含量的增加,聚集在晶界处的低熔点相对合金热裂行为的作用以及合金的热裂形成机制均发生变化:当Y含量不超过1%时,低熔点相主要对晶间结合力起破坏作用,合金的热裂形成机制主要是晶间搭桥的断裂;当Y含量超过1%时,低熔点相主要对枝晶分离区起补缩作用,合金的热裂形成机制为晶间搭桥、枝晶分离区域的补缩和液膜共同作用。     

含LPSO相和W相Mg−Zn−Y−Zr合金铸造、力学和腐蚀性能的比较

为了开发新型铸造镁合金,研究含长周期堆垛相(LPSO)和W共晶相的Mg?Zn?Y?Zr合金.硬度和电导率测试结果表明,T6热处理的温度是合适的.与含W相的合金相比,含LPSO相合金的热裂敏感性更低,这与合金的凝固区间有关.然而,两者具有相同的流动性.在T6条件下,增加Y含量可以提高合金的屈服强度,但合金的其他拉伸性能基...     

浇铸温度与模具温度对AZ91D和Mg-3Nd-0.2Zn-Zr镁合金热裂性能的影响(英文)

研究了浇铸温度和模具温度两个温度参数在重力金属型铸造中对商业AZ91D和新型Mg-3Nd-0.2Zn-Zr(质量分数,%;NZ30K)镁合金热裂性能的影响。结果表明,模具温度对合金热裂性能的影响比浇铸温度的更显著,后者的影响仅在模具温度较低时(AZ91D在341 K,NZ30K在423 K)有所显现。与只包含补缩参数的热裂模型相比,同时包含补缩参数、晶粒尺寸和合金凝固区间的热裂模型更能够准确地评价不同镁合金的热裂性能。为了获得较好的热裂抗力,建议AZ91D合金的浇铸温度为961~991 K,模具温度≥641 K;NZ30K合金的浇铸温度为1003~1033 K,模具温度≥623 K。