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.     

Ca，Y对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

向AZ91镁合金中加入具有阻燃作用的合金元素Ca和Y，研究了单独加入Ca和同时加入Ca，Y对AZ91合金铸态显微组织和力学性能的影响。结果表明：向AZ91合金中单独加入Ca可使该合金的铸态组织明显细化，当Ca含量大于1ω％时，合金铸态组织中生成了Al2Ca新相，使该合金的抗拉强度得到提高。在此基础上加入少量的Y（0．10％-0．50％）（质量分数，下同）可使合金的铸态组织进一步细化，该合金的抗拉强度随Y含最的增加先提高后降低。     

AZ91—1．0％RE镁合金及其高温热处理研究

研究了添加1%RE元素对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响,并研究了三种不同高温热处理工艺对合金显微组织和硬度的影响.研究表明,复合添加0.6?和0.4%Y对显微组织的细化效果要比单独添加1?的效果更好,且AZ91-0.6Ce-0.4Y合金的室温和150℃力学性能比AZ91和AZ91-1?更加优良.按文中的三种高温热处理工艺得到了三种特殊的网状组织结构.     

Ca含量对AZ61-1Si合金显微组织及力学性能的影响

利用OM、XRD、SEM、EDS等方法,研究了Ca含量对AZ61-1Si合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ca能显著改变Mg2Si相的形态及大小,细化晶界,而对基体晶粒尺寸影响不大.添加Ca后,AZ61-1Si镁合金的力学性能得到明显提高.     

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%.     

Y、Ca复合添加对AZ81镁合金组织和性能的影响

通过复合添加碱土元素Ca和稀土元素Y来改善AZ81镁合金的组织和力学性能,在CO_2+SF_6气体保护下制备了不同Ca、Y含量的AZ81-Y-Ca镁合金,通过光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱分析(EDS)、拉伸及蠕变力学性能测试等手段研究了Ca、Y合金化对AZ81合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加1.5%Y后AZ81合金的显微组织显著细化,Mg₁₇Al₁₂相的数量和尺寸减少,晶界和晶内形成块状和细小点状分布的Al_2Y相;AZ81-1.5Y合金中继续添加0.5%的Ca,其显微组织继续得到明显细化,组织中形成了点状或条状的Al_2Ca相。添加1.5%Y后AZ81合金的室温和高温拉伸力学性能得到大幅提高;随Ca含量的增加AZ81-1.5Y合金的抗拉强度呈先增大后减小的趋势,当Ca加入量为0.5%时得到最优的强化效果。Y和Ca的添加能够显著提高AZ81镁合金在175～200℃/70 MPa条件下的抗蠕变能力。在175℃/70 MPa条件下,Y和Ca的添加使得AZ81合金的蠕变应变量降低2～3倍,稳态蠕变速率降低近一个数量级。     

Ca对挤压AZ91镁合金组织及性能的影响

利用OM,SEM,XRD及力学性能测试等手段,研究了添加Ca元素的AZ91 XCa(X=0,0.5,1.0,1.5,wt%)合金挤压管材的显微组织及室温和高温力学性能。结果表明,Ca元素可以明显细化合金组织,使Mg17Al12相的形貌及分布发生改变;合金中加入少量Ca时,Ca主要溶入Mg17Al12相中,随着合金中Ca含量的增加,一部分Ca溶入Mg17Al12相,另一部分与Al化合形成Al2Ca相。Ca的加入提高了合金的高温强度和伸长率,但降低了合金的室温强度。少量的Ca有助于提高合金的高温力学性能,挤压AZ91 0.5Ca合金200℃时的力学性能可以达到σb=218.0MPa,σs=182.0MPa和δ5=24.0%,比挤压AZ91合金分别提高了27.0%,66.2%和16.5%。     

Ca含量对AZ91-2Sm镁合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能材料实验机,研究了Ca含量(0%～2.4wt%)对AZ91-2Sm镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,适量Ca的加入能细化AZ91-2Sm合金的晶粒,改善合金的组织;同时合金中出现高熔点、稳定性好的亮白色的块状Al2Sm和沿Mg17Al12相分布的Al2Ca相。在室温和高温(150、175℃)下,合金的抗拉强度和伸长率均随Ca含量的变化而变化,其中当w (Ca)=1.6%时,抗拉强度相比AZ91-2Sm增加了15.48%(室温)、8.03%(150℃)、2.66%(175℃),伸长率提高了32.86%(室温)、22.72%(175℃),但在150℃时伸长率相比AZ91-2Sm的下降8.78%。     

压力对挤压铸造AZ91-Ca合金组织与力学性能的影响

以AZ91-Ca合金为研究对象,采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和带能谱分析(EDX)的扫描电镜(SEM)等分析手段,研究了挤压铸造过程中压力变化对AZ91-1Ca合金显微组织和力学性能的影响规律,分析了压力对挤压铸造过程中合金晶粒细化与铸造缺陷抑制的作用机制。     

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.     

凝固速率对压铸态AZ91-1.5Si-0.4Ca镁合金组织和性能的影响

以AZ91-1.5Si-0.4Ca为对象(以AZ91为参照),通过设计并压铸成型4种厚度的板状试样获得了4个凝固速率。首先对各壁厚试样的凝固速率进行了数值模拟,并对2种合金试样的显微组织、室温和180℃拉伸性能、拉伸断口形貌进行了对比研究。结果表明:AZ91-1.5Si-0.4Ca中的Si与Mg生成Mg_2Si,Ca主要以固溶的形式存在;Si和Ca有一定的晶粒细化效用。随着凝固速率增加,AZ91-1.5Si-0.4Ca中的Mg_2Si相由粗大的多边形及汉字状向细小的多边形颗粒及短棒转变。随着凝固速率增加,2种合金试样的室温和180℃力学性能提高,AZ91-1.5Si-0.4Ca室温和180℃强度受凝固速率影响大于AZ91,伸长率受凝固速率影响则小于AZ91。当壁厚小于2.5 mm时,AZ91-1.5Si-0.4Ca的180℃强度高于AZ91;当壁厚小于3 mm时,AZ91-1.5Si-0.4Ca的室温强度高于AZ91。     

Ca对AZ91镁合金显微组织和性能的影响

利用真空电磁感应熔炼炉制备AZ91-XCa(X=0.7%,1.25%,1.74%,2.53%)镁合金,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试方法研究了合金元素Ca对AZ91镁合金显微组织的影响。结果表明:合金的主要物相是由基体Mg,β(Mg17Al12)和Al2Ca组成。随Ca含量增大,β(Mg17Al12)相由不连续的网状转变为细小的条状,同时,有Al2Ca相产生,并且随Ca含量增加,Al2Ca相增加。当Ca含量达到1.25%时,晶粒细化最明显,同时力学性能达到最好,该合金在室温下的抗拉强度达到150MPa,断面收缩率为22.8%。     

AZ91+0~2.0%La铸造镁合金的组织和力学性能

利用SEM和XRD等方法研究不同La添加量的AZ91+xLa(x=0%,0.3%,0.5%,0.7%,1.0%,1.5%,2.0%)(质量分数,下同)镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析合金的室温力学性能.结果表明:AZ91合金中加入0.3%～2.0%的La后,合金的晶界和枝晶界析出Al11La3化合物,其形态随La含量的增加从针状向片状过渡,同时β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸随La加入量的增加而减小.此外,La的加入可明显细化AZ91合金的显微组织,其最佳加入量为1.0%～1.5%.稀土La的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土细化组织、改变β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸、弥散强化等有关.在本试验研究的合金中,AZ91+1.5%La合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和断裂延伸率分别达到226 MPa和7.5%.     

Sr对AZ91镁合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等研究Sr对AZ91镁合金组织及力学性能的影响.结果表明:添加微量Sr可以细化并离散AZ91合金的铸态共晶组织,在合金晶界处Sr与Al生成多角块状或杆状的Al4Sr高熔点相;当Sr含量为0.2%时,AZ91-0.2Sr合金的综合力学性能最优,AZ91-Sr合金的时效进程与AZ91合金相比明显被抑制.由于这些析出相及合金晶界附近Al4Sr高熔点相的强化作用,AZ91-0.2Sr合金经T6处理后的室温和高温力学性能皆优于原AZ91合金的.     

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。     

微量B对AZ91镁合金显微组织与力学性能的影响

以AZ91-0.5Sr镁合金为研究对象,利用XRD、SEM以及拉伸性能测试研究了微量B对AZ91-0.5Sr镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,添加Al-3B中间合金后,AZ91-0.5Sr合金的晶粒有所细化.AZ91-0.5Sr合金是由α-Mg固溶体和离异共晶形成的β-Mg17Al12相组成.添加B后,合金中出现新相Al4Sr.加入w(B)=0.03%后,合金的平均晶粒尺寸由原来的约125 μm降低到约80 μm.AZ91-0.5Sr合金的抗拉强度和伸长率分别是137 N/mm2和1.9%.加入w(B)=0.09%以后,合金的抗拉强度达到151 N/mm2,提高了10.2%,力学性能有所改善.     

Ca和Sr对AZ91D合金组织的细化作用

研究了Ca ,Sr对AZ91D合金晶粒细化的影响。试验结果表明 ,往AZ91D合金中添加少量的Ca[w(Ca) <1.0 %] ,虽然可以起到细化晶粒、提高屈服强度的作用 ,但是由于Al2 Ca相在晶界的偏聚 ,使得合金的基体脆化 ,导致了合金的抗拉强度和伸长率均下降。往AZ91D合金中添加少量的Sr[w(Sr) <0 .2 %] ,晶粒尺寸基本不发生变化。往AZ91D合金中复合添加Ca ,Sr ,不仅可以减小AZ91D合金的晶粒尺寸 ,而且还可以提高Mg合金的综合力学性能。     

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%。     

碱土元素对AZ91D镁合金组织和性能的影响

通过向AZ91D合金中添加Ca、Ba、Sr3种碱土元素,熔炼制备了铸态镁合金,利用OM、SEM、EDS和XRD等手段研究了合金的铸态组织和物相组成,测试了其力学性能.结果表明, Ca、Ba、Sr的综合作用可以显著细化镁合金的铸态组织,并使网络状β-Mg17Al12相以球块状弥散分布,室温抗拉强度从AZ91D合金的156.3 MPa提高到AZ91D-0.5Ca-0.2Ba-0.1Sr合金的187.6 MPa.