铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

摘 要:采用重力铸造法制备Mg-4A1-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能.结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6％;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

Mg-6Al-1Zn-xSi合金的显微组织与高温力学性能

采用重力铸造法制备了不同Si含量的Mg-6Al-1Zn-x Si合金,分析了合金的显微组织,测试了合金在150℃下的拉伸力学性能。结果表明,合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Si含量的增加,α-Mg基体晶粒的平均尺寸逐渐减小,Mg2Si颗粒的平均尺寸逐渐增大;β-Mg17Al12由分布于晶界及晶内的点状转变为网状分布于晶界上;合金的高温抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。此外,高温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Mg-9AI-6Si镁合金组织及性能研究

利用普通重力铸造方法,制备了Mg-9Al-6Si镁合金.用光镜(OM),扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)研究了铸态Mg-9Al-6Si镁合金的显微组织,用XRD分析了合金的相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,用SEM观察了合金拉伸断口形貌.结果表明:Mg-9Al-6Si镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和分布在其上的粗大棱状枝晶或多边形块状初晶Mg2Si相及连成网状的β-Mg17Al12相组成,无汉字状Mg2Si相.该合金室温拉伸断口是以准解理断裂为主的脆性断裂,断裂沿α-Mg基体和Mg2Si相的界面处产生并扩展,抗拉强度为137.45 MPa,硬度为123 Hv1.     

Al-Si-Cu-Zn压铸铝合金的显微组织及拉伸性能

针对不同处理状态Al-Si-Cu-Zn压铸铝合金的显微组织及拉伸变形行为进行研究,并与重力铸造Al-Si-Cu-Zn合金进行比较.结果表明,压铸态Al-Si-Cu-Zn合金的组织更为细小;与重力铸造Al-Si-Cu-Zn合金相比,压铸态Al-Si-Cu-Zn合金的室温抗拉强度可提高27%左右,室温屈服强度可提高18%左右,在室温、150℃和200℃下的断裂伸长率可分别提高约72%、86%和90%;固溶处理导致Al-Si-Cu-Zn压铸铝合金的拉伸性能降低;Al-Si-Cu-Zn压铸铝合金在拉伸加载条件下主要发生韧性断裂.     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

研究了往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能。结果表明,往复挤压可显著细化Mg-4Al-2Si合金的组织,随着挤压道次的增加,基体晶粒与Mg2Si相颗粒不断细化,其中,基体晶粒由于动态再结晶而细化。挤压8道次时,基体晶粒和Mg2Si颗粒的平均尺寸分别由铸态的45μm和20μm减小至1.5μm和1.3μm;但是,当挤压道次为11时,基体晶粒与Mg2Si相颗粒均出现粗化现象。往复挤压可使合金的高温力学性能大幅度提高,挤压8道次时,高温屈服强度最高,为197 MPa;挤压11道次时,高温抗拉强度最高,为256 MPa,与铸态高温强度相比,分别提高了163.9%和239.7%。合金的高温强化机制为Mg2Si颗粒的弥散强化作用,高温拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si(AS42)合金组织和性能的影响.结果表明,铸态与热处理态合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相3部分组成.固溶处理使合金中的β-Mg17Al12相发生部分溶解,汉字状Mg2Si相颗粒出现球状化,合金的力学性能有较大幅度的提高.铸态与热处理态合金的断裂形式均为准解理脆性断裂.     

Mg对反重力铸造ZL116合金组织和性能的影响

通过OM、XRD以及室温拉伸试验等手段,分析了Mg对反重力铸造ZL116合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量提高,ZL116合金的抗拉强度有所提高,伸长率基本没有变化。反重力铸造方式中差压铸造的ZL116合金力学性能最优,低压铸造次之,调压铸造的力学性能差于重力铸造。随着Mg含量提高,ZL116合金中的强化相Mg2Si含量也随之增加,最终导致ZL116合金抗拉强度提高。     

Fe、Mn、Ce对压铸Al-Mg和Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

研究了几种主要合金化元素Fe、Mn、Zn以及稀土元素Ce在Al Mg4.5和Al Mg4.5Si2.6压铸合金中的存在形式,比较了显微组织中第二相种类和形貌对合金力学性能的影响。结果表明Al Mg4.5Si2.6压铸合金中主要存在α-Al相、多边形状Al8(Fe,Mn)_2Si相、层片状Al-Mg_2Si共晶相和短棒状Al(Si)Ce相,Al Mg4.5压铸合金中主要存在α-Al相、少量Al-Al3Mg2共晶相、长条状Al_6(Fe,Mn)相以及不规则的小块状Al_4Ce相,微量Zn主要固溶于合金基体中。在两种合金金相组织中都有剪切带的存在,溶质原子在该区域富集,第二相含量更高。相比于Al Mg4.5合金,Al Mg4.5Si2.6合金强度和硬度更高,但是塑性较低。Al Mg4.5Si2.6合金中层片结构的Al-Mg2Si共晶组织在拉伸过程中容易形成解理台阶,表现为明显的脆性断裂。Al Mg4.5压铸合金在拉伸过程中表现为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂机制,长条状的Al6(Fe,Mn)粒子尖端处很容易造成应力集中,加速了合金的断裂。     

Si对铸造Mg97ZnY2合金组织及性能的影响

采用普通铸造法制备了Si增强的Mg97ZnY2合金,研究了不同Si含量对Mg97Zn1Y2合金组织及力学性能的影响,利用光学显微镜(OM)观察金相组织,XRD分析了加入微量Si的Mg97ZnY2合金组织及相组成,测试了合金硬度和室温拉伸力学性能。结果表明:加入一定量Si后,Mg97Zn1Y2合金组织中形成颗粒状Mg_2Si相及亚稳定Mg_5Si_6相,在凝固过程中富集于固-液界面前沿,阻碍α-Mg树枝晶的自由长大,从而细化合金铸态组织;随着Si的含量增加,合金的硬度不断提高,当含量为1.8%时,合金的硬度达到95.5 HV,提高了18.5%;加入0.2wt%Si的Mg97ZnY2合金抗拉强度和伸长率均高于铸态Mg97ZnY2合金,抗拉强度达到220 MPa,伸长率为10%,其抗拉强度增加了24%,伸长率增加了37%。     

Sr和Sb变质AZ61-0.7Si合金的铸态组织和力学性能

Mg2Si相的变质和细化被认为是改善含Si镁合金力学性能的关键因素之一.研究了Sr和Sb变质AZ61-0.7Si镁合金的铸态组织和力学性能.研究结果表明:添加0.4%(质量分数)Sb对AZ61-0.7Si镁合金中的汉字状Mg2Si相有一定细化作用,但没有明显变质效果.相反,添加微量Sr对AZ61-0.7Si合金中的汉字状Mg2Si相有明显变质和细化作用.在AZ61-0.7Si合金中添加0.03%～0.09%Sr(质量分数)后,合金中的Mg2Si相从粗大汉字状形貌变为细小的颗粒状和/或多边形状.相应地,合金的抗拉性能和蠕变性能得到显著提高.