Al3Ti／Mg复合材料磨损行为的研究

研究了原位反应烧结法制备的Al3Ti/Mg复合材料的磨损行为,并且与纯镁和AZ91镁合金进行了比较.结果表明,原位内生Al3Ti颗粒能有效地增强镁基体,Al3Ti/Mg复合材料的耐磨性比纯镁和AZ91镁合金有明显的提高,且随Al3Ti颗粒增强相体积分数的增加,复合材料的耐磨性呈现上升的趋势;磨损表面的微观形貌显示,Al3Ti颗粒均匀分布在镁基体内部,且与基体结合牢固,起到了承担载荷和推迟复合材料磨损的作用.     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

热挤压对B4C颗粒增强AZ91镁基复合材料的影响

采用半固态机械搅拌法制备了B4Cp/AZ91镁基复合材料,研究热挤压对B4Cp/AZ91复合材料力学性能及耐磨性能的影响.结果表明,热挤压能有效改善B4Cp/AZ91复合材料B4C颗粒分布的均匀性.与铸态AZ91镁合金相比,铸态B4Cp/AZ91复合材料的硬度得到了一定程度的提高,而抗压强度和抗弯强度有不同程度的降低;经热挤压后,B4Cp/AZ91复合材料的硬度、抗压强度及抗弯强度都有不同程度的提高.磨损表面形貌显示,添加陶瓷颗粒以及对复合材料进行热挤压处理都能有效的提高其耐磨性能.     

热处理和稀土Ce对AZ91D合金性能的影响

研究了热处理和稀土Ce共同作用对AZ91D镁合金组织和性能的影响。结果表明,AZ91D镁合金中加入稀土Ce后,生成了杆状化合物Al4Ce,且网状分布的β-Mg17Al12相变成弥散化分布。随稀土Ce含量的增加,AZ91D镁合金的力学性能和耐蚀性能提高。经T4和T6热处理,杆状化合物Al4Ce的形貌保持不变。T6处理后,加入了稀土Ce合金的力学性能和耐蚀性能比铸态AZ91D镁合金的力学性能和耐蚀性能显著提高。     

稀土Ce含量对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了稀土Ce对AZ91D镁合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能和磨损性能的影响。结果表明,向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,出现了杆状化合物Al4Ce相,并提高了合金的室温力学性能。当稀土加入量为0.7%时,合金的抗拉强度和伸长率由117.4 MPa和4.0%提高至138.87 MPa和6.5%。进一步提高稀土含量,杆状化合物Al4Ce变得粗大,合金力学性能下降。AZ91D镁合金中加入稀土Ce可提高其耐蚀性,加入0.7%Ce的AZ91D镁合金的耐蚀性能提高了87%,当稀土Ce含量进一步提高时,AZ91D镁合金中的耐蚀性又变差。向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,其耐磨性能也得到提高,当稀土Ce含量为1.0%时,合金耐磨性能最优,但只是略高于稀土Ce含量为0.7%时合金的耐磨性。综合本研究结果,稀土Ce的最佳加入量为0.7%。     

稀土对AZ91镁合金干湿交替循环腐蚀行为的影响

镧铈(La,Ce)混合稀土的添加改变了AZ91镁合金微观组织和元素分布。La元素与Ce元素在AZ91镁合金中以不同的形式存在,一部分固溶在镁合金基体中,一部分参与生成了针状的Al4(La,Ce)相和粒状的Al_(10)Ce_2Mn_7相。稀土添加后AZ91镁合金中β相的体积分数有所降低,Al元素分布由晶界向晶内迁移。对不同添加量的稀土镁合金在模拟融雪剂溶液中的干湿交替循环腐蚀行为的研究结果表明,La、Ce混合稀土的添加,可以增加镁合金表面膜的致密度。虽然混合稀土降低了镁合金的自腐蚀电位,但腐蚀电流密度相比较于AZ91明显降低。SECM结果则表明,稀土添加可以减少镁合金表面微区的活性点数量。     

Ca对镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

研究了Ca对AZ91D镁合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.当AZ91D中加人的Ca含量大于1.0%时,β相(Mg17Al12)减少,并且在晶界上形成了网状分布的Al2Ca相.拉伸测试表明,当加入Ca含量小于1%时,可以提高合金的常温抗拉强度和延伸率,继续增大Ca含量时合金的力学性能明显下降.当AZ91D中加入的Ca含量达到1.0%时,常温抗拉强度和延伸率较AZ91D分别提高了8.2%和29.3%,并且腐蚀速率下降为AZ91D的17.2%.其原因主要是由于形成了网状分布的Al2Ca相,使镁合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,从而阻碍了镁合金的腐蚀.     

Ce对AZ91D镁合金干摩擦磨损性能的影响

研究了不同稀土Ce含量对AZ91D镁合金显微组织和干摩擦磨损性能的影响.通过x射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)观察与分析表明,AZ91D镁合金中添加稀土Ce后,生成了杆状的稀土化合物Al4Ce.干摩擦磨损结果表明,在高载荷作用下,稀土的加入量并不能提高AZ91D镁合金的摩擦磨损性能.     

Si、Ca和Ce混合添加对压铸镁合金疲劳性能的影响

研究了Si、Ca和Ce混合添加对压铸镁合金AZ91D在应力比R=0.1,循环基数N=107条件下的高周疲劳性能的影响.显微组织观察表明,当Si、Ca和Ce、Ca分别混合加入到AZ91D合金中时,合金组织细化,合金中分别出现Mg2Si和Al11Ce3新相,而没有含Ca相化合物出现.力学性能测试表明,随着Si、Ca和Ce、Ca的添加,合金的力学性能得到明显改善,但伸长率变化不大.疲劳性能测试表明,当合金中加入1.0%的Ce和0.4%的Ca时,合金的疲劳强度最高,达到83.5 MPa.含Si、Ca和Ce、Ca两种合金的疲劳断口都具有韧脆混合断裂特征.     

Effect of Ca on Corrosion Resistance Behavior of as-Cast AZ91 Magnesium Alloys

研究了0.5,1.0和1.5(质量分数,%,下同)的Ca对铸态AZ91镁合金微观组织和耐蚀性的影响。利用OM、SEM/EDS和XRD观察金相组织、进行微观分析和确定相组成。分别采用静态失重腐蚀、电化学腐蚀和盐雾腐蚀对不同成分的AZ91合金进行实验。结果表明,0.5Ca的存在没有形成任何新的金属间相,而是通过溶解于第二相和基质中抑制β-Mg17Al12相的不连续沉淀。AZ91-1.0Ca合金耐蚀性最好。AZ91-1.0Ca和AZ91-1.5Ca合金中出现了骨状的Al4Ca相,并且β相尺寸显著下降。在AZ91-1.0Ca合金中,β相分布十分均匀。因此,可以认为,随着不同含量Ca的加入,铸态AZ91镁合金耐蚀性的变化是由于其微观组织的变化而引起的。     

元素Ca对铸态AZ91镁合金耐蚀性的影响(英文)

研究了0.5,1.0和1.5(质量分数,%,下同)的Ca对铸态AZ91镁合金微观组织和耐蚀性的影响。利用OM、SEM/EDS和XRD观察金相组织、进行微观分析和确定相组成。分别采用静态失重腐蚀、电化学腐蚀和盐雾腐蚀对不同成分的AZ91合金进行实验。结果表明,0.5Ca的存在没有形成任何新的金属间相,而是通过溶解于第二相和基质中抑制β-Mg17Al12相的不连续沉淀。AZ91-1.0Ca合金耐蚀性最好。AZ91-1.0Ca和AZ91-1.5Ca合金中出现了骨状的Al4Ca相,并且β相尺寸显著下降。在AZ91-1.0Ca合金中,β相分布十分均匀。因此,可以认为,随着不同含量Ca的加入,铸态AZ91镁合金耐蚀性的变化是由于其微观组织的变化而引起的。     

7075铝合金对AZ91镁合金组织和性能的影响

为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化,当7075铝合金含量超过4%（质量分数,下同）时,AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少,并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高,当7075铝合金的加入达到4%,其抗拉强度与延伸率达到最大值,分别为186 MPa和8.2%     

Ca、Ba、RE复合微合金化对AZ91D合金组织和力学性能的影响

通过铜模浇注工艺制备了1.0Ca-0.3Ba-0.1RE复合微合金化的AZ91D合金(简称AZ91D-1.0Ca-0.3Ba-0.1RE).通过扫描电镜(SEM)和X-ray衍射仪观察了AZ91D-1.0Ca-0.3Ba-0.1Sr合金的铸态组织和物相,并对其进行了燃点和性能测试.研究结果表明:通过复合添加微量Ca、Ba和RE元素后,铸态镁合金主要有α-Mg、β-Mg17Al12、Al4Ba和Al4RE等相组成.相比于AZ91D合金,AZ91D-1.0Ca-0.3Ba-0.1RE的铸态组织明显细化,β相减少.其燃点和力学性能明显提高,燃点达到750℃,室温拉伸强度达到了195 MPa.     

触变注射成形法制备石墨烯纳米片增强镁基复合材料

采用触变注射成形的方法制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强AZ91D镁基复合材料,利用OM、SEM、EDS、TEM和XRD研究了GNPs含量(0.3%、0.6%、0.9%,质量分数)对镁基复合材料微观组织的影响,并进行了力学性能测试。结果表明,GNPs在基体中呈条状均匀分布,与基体结合良好,GNPs的加入能够细化晶粒尺寸和减少孔隙。与AZ91D镁合金基体相比,GNPs的添加明显提高了复合材料的强度和硬度,当GNPs的含量为0.6%时,复合材料的力学性能最好,硬度和抗拉强度分别达到92.3 HV和245 MPa。     

空心陶瓷颗粒增强镁基复合材料的压缩行为研究

通过搅熔铸造法制备了3%、6%、9%,平均粒径为100、150μm空心陶瓷增强镁合金复合材料(FAC/AZ91D)。研究了不同质量分数的空心陶瓷对该复合材料组织、密度、热膨胀系数和压缩性能等物理性能的影响,利用XRD分析了FAC/AZ91D复合材料的物相,界面形貌及成分由配置能谱分析(EDS)的扫描电镜(SEM)来分析。结果表明,空心陶瓷增强AZ91D镁合金复合材料的布氏硬度比基体有较大提高;通过Olympus对组织的观察发现,基体引入空心陶瓷后,组织细化,AZ91D镁合金铸态网状Mg17Al12消失;FAC/AZ91D复合材料在20~200℃的热膨胀系数低于基体,所制备的该复合材料室温压缩强度较基体有较大程度改善。     

铈对AZ91D镁合金ECAP组织及性能的影响

通过普通凝固技术获得含有0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和0.9%Ce的AZ91D镁合金,进行等通道转角挤压(ECAP)实验.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金微观组织形貌,用扫描电镜附带的能谱分析仪(EDS)分析其微区组织成分,并测试挤压前后合金的维氏硬度.结果表明,适量Ce的加入可使AZ91D合金在晶界处析出Al4Ce金属间化合物,阻碍基体相生长而细化合金显微组织;Ce量影响Al4Ce金属间化合物的形貌.Ce<0.5%时,Al4Ce相呈颗粒状析出.而Ce>0.5%时,Al4Ce相呈杆状或片状生长;Ce能显著提高AZ91D合金室温硬度;ECAP后合金的强化效果更佳,其中三次挤压后的AZ91D-0.5%Ce合金维氏硬度提高了近1倍.     

熔铸法制备原位内生Al3Tip/AZ91D复合材料

采用熔铸法制备了Al3Tip体积分数分别为4%和8%的AZ91D复合材料,研究了其显微组织和物相,测试了其致密度、硬度及磨损性能。结果表明,复合材料组织致密,原位内生的Al3Ti颗粒尺寸细小,呈球形且在基体中分布较均匀,与基体结合紧密;随Al3Ti体积分数的增加复合材料的致密度降低,硬度升高,但其耐磨性反而有所降低。与基体AZ91D合金相比,Al3Tip/AZ91D基复合材料的硬度和耐磨性均得到明显提高。     

复合添加Ce、Sr和La对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Ce、Sr和La对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加Ce、Sr、La可显著细化镁合金铸态组织,使呈网状分布的β-Mg17Al12相断裂成块状或粒状,均匀分布在基体中,并在合金组织中生成杆状或者针状的Al4Ce和Al4La相。复合添加0.5%Ce-0.3%La-0.2%Sr的镁合金显微组织最佳,并且抗拉强度达到了270 MPa,伸长率达到了7.75%。     

超声原位Al2Y /AZ91镁基复合材料流变模型研究

利用高能超声法原位制备Al2Y /AZ91镁基复合材料半固态浆料,对其半固态表观粘度进行测量,实验表明：半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料表观粘度随固相分数和Al2Y的体积分数的增加而增大,半固态表观粘度与固相分数之间关系按指数规律变化,在相同的实验条件下,半固态表观粘度随超声功率增大而减小。在对实验数据拟合的基础上,建立了半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料的流变模型。     

微合金化对AZ31组织和力学性能的影响

研究了Ca和Zr元素对AZ31镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并探讨其化学成分与组织结构和力学性能之间的变化.结果表明,在AZ31镁合金中加入Ca后,合金的组织明显细化,晶间析出相增多,β Mg17Al12相数量减少,当Ca含量为0.37%时,在晶界上出现了新相Al2Ca相,Al2Ca相对合金有强化作用,合金的抗拉强度为190.4 MPa.当Ca含量达到1.54%时,晶粒尺寸最小为63.4 μm;采用电磁悬浮铸造技术,在AZ31镁合金中加入Zr,可以细化合金的显微组织,提高其力学性能,当Zr含量达到0.07%时,合金的抗拉强度为210.8 MPa,与铸态AZ31镁合金相比提高了19.56%,伸长率为12.9%,提高了20.56%.