Sn对正挤压Mg-Al-Sn-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

在275~400 ℃对Mg-6Al-2Sn-0.5Zn-0.5Y和Mg-5Al-4Sn-0.5Zn-0.5Y合金正挤压,利用光学金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分析显微组织,并测试了其室温拉伸性能。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12相和Mg2Sn相组成。Sn含量由2%增加到4%后,Mg2Sn相和离异共晶β-Mg17Al12相体积分数增加,层片状共晶β-Mg17Al12相体积分数减少。挤压温度相同时,Mg-5Al-4Sn-0.5Zn-0.5Y合金挤压试样力学性能均优于Mg-6Al-2Sn-0.5Zn-0.5Y合金,275 ℃挤压试样抗拉和屈服强度最高,分别为329.9和254.4 MPa。两种合金的室温拉伸断裂方式均为准解理断裂。Sn的添加可有效促进挤压过程中动态再结晶的形核,并抑制再结晶晶粒长大,从而同时提高挤压态合金的强度和塑性。     

熔体过热处理对Mg-5Si合金组织与性能的影响

采用质量分数为99.9％的纯镁锭和99.9％的粒度为45μm的硅粉,制备了质量分数为5%的Mg-5Si合金,研究了熔体过热温度和保温时间对Mg-5Si合金铸态组织和力学性能的影响。研究实现了Mg2Si相尺寸由处理前的27μm减小到20μm,此时初生Mg2Si相的平均尺寸最小,分布趋于均匀,形貌逐渐向树枝状转变,甚至溶解为较为圆整的颗粒,且共晶Mg2Si相层片间距较小,并采用抗拉强度、屈服强度和伸长率表征其力学性能。研究结果表明：熔体过热温度为770℃、保温时间为30min时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为152MPa、84 MPa和6.5%,合金的力学性能得到明显改善。     

Si和Mg的添加量对Al-Mg-Si合金的显微组织和Mg2Si相形貌的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究Al-8.8Mg-9.2Si、Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si三种不同计算Mg2Si含量的合金在金属型下的铸态凝固组织演化,结果表明,合金的凝固路径为,室温下的凝固组织为一定量的初生Mg2Si相、二元共晶和三元共晶集群构成。随着Si含量和Mg含量的增加,初生Mg2Si相的数量增加,其生长形态由八面体多边形向二次枝晶壁较为发达的树枝晶状转变,共晶Mg2Si相的形态并没有明显的转变。通过对比Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si合金的凝固组织形貌,发现共晶晶胞的纵横比率累积值随着计算Mg2Si含量的增加而下降。     

微量钪对Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr 合金, 采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了2种合金不同处理态的显微组织, 测试了不同热处理状态下合金的力学性能和电导率。结果表明:添加微量Sc可以明显细化合金的铸态晶粒, 显著提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的力学性能和电导率, 其作用机理主要为Al₃(Sc, Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化。     

稀土元素Y对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和 高温力学性能的影响

制备了Mg-5.0Y-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr 和Mg-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr 2种合金, 研究了Y元素和Nd元素对合金组织和高温力学性能的影响。通过XRD分析了合金的物相组成进行了定性分析。稀土元素Nd在Mg-Nd-Zn-Zr合金中以Mg₁₂Nd相存在于铸态组织晶界, Nd、Y在Mg-Y-Nd-Zn-Zr中以Mg₄₁Nd₅和Mg₂₄Y₅相存在于铸态组织晶界。这些相均具有很好的耐热性, 是主要的强化相。研究结果表明, Y对合金铸态组织有明显细化作用。合金挤压轧制后经过T6处理后进行高温拉伸, 与Mg-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr相比, 加Y的Mg-5.0Y-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的抗拉强度和延伸率明显提高。300 ℃的抗拉强度达到了168.5 MPa, 延伸率为28.8%。     

Nd、Ca复合添加对铸态Mg-Gd-Zr合金组织及力学性能的影响

采用金属型铸造法制备了Mg-6Gd-0.5Zr合金(GK60)、Mg-4Gd-2Nd-0.5Zr(GNK420)合金和Mg-4Gd-1Nd-1Ca-0.5Zr(GNXK4110)合金,研究了Mg-6Gd-0.5Zr合金中Nd替代Gd元素,Nd、Ca复合添加替代Gd元素对合金组织和力学性能的影响。结果表明：元素总量一定时,随着合金元素种类的增多,合金晶粒尺寸显著减小,平均晶粒尺寸从GK60合金的114.59μm减小到GNK420合金的102.69μm和GNXK4110合金的79.51μm;第二相由Mg₅Gd相和Mg₃Gd相演变到Mg₅(Gd, Nd)相,再到Mg₇(Gd, Nd, Ca)相,第二相数量显著增多。由于晶粒细化及第二相的强化作用使得三种合金的屈服强度和抗拉强度逐渐提高,而伸长率先降后升,GNXK4110合金力学性能最好,屈服强度和抗拉强度分别达到98.36 MPa和162.5 MPa,伸长率达到7.97%。     

Zn、Ag对热挤压单相生物镁合金组织和力学性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和X-射线衍射(XRD)分析了元素Zn、Ag对热挤压单相生物镁合金微观组织及力学性能的影响。X射线衍射结果表明元素Zn和Ag的添加没有改变镁合金的相组成及晶体结构。与未添加Zn和Ag元素的合金相比,添加3%Zn元素镁合金(Mg-3Zn合金)的屈服强度由101 MPa提高到121 MPa,抗拉强度由188 MPa提高到228 MPa,而延伸率由17.86%降低至12.57%。进一步添加0.5%的元素Ag后,合金(Mg-3Zn-0.5Ag合金)的屈服强度和抗拉强度没有明显变化,但延伸率提高至14.77%。EBSD和XRD织构分析结果表明,添加合金元素Zn和Ag后镁合金的晶粒尺寸增大,晶粒中的孪晶数量减少,但{0002}基面织构强度增加,这是其力学性能差异的根本原因。     

成形工艺对Mg-Sn-Al-Zn-Si合金组织性能的影响

将铸态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-0.8Si镁合金进行单向挤压和往复挤镦变形, 采用OM、SEM等分析合金组织, 采用拉伸实验测定合金力学性能。结果表明: 单向挤压组织中的合金相分布较均匀, 其晶粒比铸态合金的晶粒细小, 挤压态试样的抗拉强度、延伸率分别比铸态合金提高31%和11.9%。相对于单向挤压工艺, 往复挤镦时挤压力明显增大, 与原始铸态和单向挤压试样相比, 往复挤镦合金的晶粒更细小, 组织更均匀, 其抗拉强度、延伸率比铸态分别提高106%和270%。     

挤压温度对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）及拉伸实验机研究了挤压温度对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响．结果表明,挤压变形后AZ61镁合金发生了动态再结晶,合金晶粒得到明显细化．当挤压温度从370℃提高到400℃时,合金晶粒长大,抗拉强度和屈服强度均呈明显的下降趋势,而伸长率则变化不明显．当挤压比为32,挤压温度为370℃时,合金的力学性能优良,组织细化均匀,此时合金的抗拉强度为320．2MPa,屈服强度为236．8MPa,伸长率为15．4％．     

Si、Mg添加量对Al-Mg-Si合金的显微组织和Mg2Si相形貌的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究分析了Al-8.8Mg-9.2Si、Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si三种不同Mg₂Si含量的合金在金属型下的铸态凝固组织演化。结果表明,合金的凝固路径为L→L₁+Mg₂Si→L₂+Mg₂Si+(Al+Mg₂Si)_二元共晶→Mg₂Si+(Al+Mg₂Si)_二元共晶+(Al+Mg₂Si+Si)_三元共晶,室温下的凝固组织为一定量的初生Mg₂Si相、二元共晶和三元共晶集群构成。随着Si含量和Mg含量的增加,初生Mg₂Si相的数量增加,其生长形态由八面体多边形向二次枝晶壁较为发达的树枝晶状转变,共晶Mg₂Si相的形态并没有明显的转变。通过对比Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si合金的凝固组织形貌,发现共晶晶胞的纵横比率累积值随着计算Mg₂Si含量的增加而下降。     

热处理工艺对超高强铝合金组织与性能的影响

通过硬度、拉伸性能测试, 金相、扫描电镜、透射电镜观察, X 射线衍射分析, 研究了热处理工艺对新型电磁铸造合金(Al-9.0Zn-2.5～2.8Mg-2.0～2.4Cu-0.1～0.15Zr-0.224Ag)显微组织和性能的影响。结果表明:合金的峰时效制度为120 ℃/24 h。在峰时效条件下, 合金的抗拉强度达到730 MPa, 屈服强度达到705 MPa, 延伸率为8.8 %。合金有显著的时效硬化特性, 其强化机制主要是沉淀强化, 合金的主要强化相为GP 区和η′过渡相。合金的断裂形式为微孔聚集型韧性断裂。     

热处理工艺对Al-7Si-0.35Mg-3.6Cu-0.15Ce合金显微组织和力学性能的影响

研究了在Al-7Si-0.35Mg合金中添加Cu、Ce元素后, 热处理工艺对合金显微组织和力学性能的影响。实验结果表明, 较优的热处理工艺为505 ℃保温12 h, 淬火后160 ℃保温10 h。热处理后, 共晶硅相从铸态的不规则板条状、针尖状及粗大块状变为尺寸细小的长条状、球状; 合金布氏硬度提高了72%; 抗拉强度为393 MPa, 伸长率为7.4%, 分别提高了80%与68%; 合金的断裂方式从脆性断裂转变为准解理断裂。     

Ce对Mg-3Al-2.5Si合金中初生Mg_2Si相的变质作用与机理

采用金相光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,研究了不同Ce含量对Mg-3Al-2. 5Si合金中初生Mg_2Si相的变质效果。结果表明,加入适量Ce可以有效细化初生Mg_2Si相,初生Mg_2Si逐步由"骨骼枝"状和"花瓣"状向细小规则的多边形状转变。Ce的加入量为0. 2%和0. 6%时,对初生Mg_2Si相的变质机理主要以"吸附毒化"机制为主。当Ce加入量为1%时,对初生Mg_2Si相的变质和细化效果最好,尺寸减小到18μm以下。合金基体中形成了大量细小短杆状CeSi_2相,可成为初生Mg_2Si的有效形核核心,此时Ce对初生Mg_2Si的变质有"吸附毒化"和异质形核机制两方面作用;当Ce加入量超过1. 6%时,初生Mg_2Si再次粗化,表现出过变质效果。     

Si含量对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织与力学性能的影响

通过室温拉伸、高温拉伸,研究了固溶时效态Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能随Si含量的变化关系; 利用扫描电镜、透射电镜和高分辨投射电镜观察不同Si含量合金峰时效态下的微观组织特征变化。研究结果表明: 合金中Si含量增多,会导致Al-Cu-Mg-Ag合金拉伸强度尤其是高温拉伸强度下降; Si含量从0.03%增加到0.20%,合金固溶时效后残余大尺寸第二相粒子(AlFeMnSi)数量增多,合金延伸率明显下降; 当Si含量大于0.10%时,合金基体中开始有β″(MgSi)相析出,影响时效初期析出过程中Mg-Ag团簇的形成,抑制了Ω相的析出,θ'相密度随之增加。     

轧制温度对大应变轧制Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc合金组织与性能的影响

在不同温度下对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc进行大应变轧制,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及拉伸试验等研究轧制温度对合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧温度400 ℃时,Al-4.5Cu-1.5Mg-0.1Sc铝合金再结晶充分,晶粒尺寸细小均匀,结合热处理可有效改善基体中第二相分布不均现象; 400 ℃热轧并T6态处理后合金综合力学性能较好,抗拉强度为455 MPa,伸长率为21.8%; 合金断裂形式为韧性断裂,断口上分布着大量细小的韧窝。