挤压态喷射成形Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金组织及力学性能

利用喷射成形技术制备了Mg12Al1.5Zn6.5Ca1Nd镁合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了挤压态实验合金的微观组织及力学性能。结果表明:挤压态实验合金组织主要由α-Mg和Al2Ca组成,合金组织为等轴晶,晶粒大小约为2μm,第二相Al2Ca颗粒主要弥散分布在晶界处,颗粒平均尺寸小于1μm;基体内存在位错网及位错塞积,Al2Ca相中存在孪晶结构;合金抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、延伸率(δ)分别为470 MPa、350 MPa、4.7%,主要强化方式为细晶强化、弥散强化、固溶强化;断口存在微孔聚合形成的孔洞,孔洞底部的杂质相或孔洞周围硬脆相与基体之间易萌生微裂纹,合金断裂机制为微孔聚合型沿晶断裂。     

SiCp颗粒含量对SiCp/Mg-5Al-2Ca复合材料组织与性能的影响（英文）

通过搅拌铸造法制备了3种不同体积分数(2%,5%,10%)的SiCp/Mg-5Al-2Ca复合材料,并在673 K下进行了热挤压。铸态复合材料中,少量SiCp颗粒的加入就能破坏Al2Ca相沿基体合金晶界分布并有效细化Al_2Ca相析出尺寸。随着Si Cp体积分数的增高,Al_2Ca相尺寸有所减小,但不明显。经过热挤压后,Al2Ca相破碎并沿挤压方向排布,基体合金晶粒得到细化。晶粒尺寸以及Al2Ca相尺寸随着Si Cp体积分数的增高呈微小减小。与单组元基体合金相比较,挤压态Si Cp/Mg-5Al-2Ca复合材料的屈服强度和加工硬化率随着Si Cp体积分数的增高而逐渐增高,而延伸率则逐渐下降;抗拉强度最大值则出现在Si Cp体积分数为5%时。复合材料中Si Cp颗粒以及Al2Ca相的脱粘以及开裂是导致复合材料断裂的主要原因。     

Al对铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织及力学性能的影响

通过成分分析、组织观察及力学性能测试等手段,研究了微量Al对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金铸态组织及室温力学性能的影响,分析了合金中相的组成,成分的沉降规律以及合金的断裂方式。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金主要由α-Mg基体和共晶组织构成,晶粒近似呈等轴状,晶粒尺寸约为40μm,铸锭轴向不同位置成分偏差较小,晶粒尺寸较为均匀;添加微量Al后成分分布发生明显变化,顶部及底部的晶粒尺寸出现显著差异;同时合金的力学性能也随位置不同而不同,均小于原始Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金;合金断裂方式主要是沿晶界的脆性断裂,断口中存在明显的二次裂纹。添加Al后,与RE形成Al2RE相,与Zr形成Al3Zr相,液态即形成的大密度Al2RE及Al3Zr相在熔体中沉降,使得元素分布不均,顶部Zr含量明显减小,造成晶粒显著增大;Al2RE与Al3Zr相的存在降低了合金塑性,恶化铸态组织,导致合金发生沿晶脆性断裂。     

SiCp颗粒含量对SiCp/ Mg–5Al–2Ca复合材料组织与性能的影响

本研究通过搅拌铸造法制备了三种不同体积分数(2%,5%, 10%)的SiCp/Mg–5Al–2Ca复合材料,并在673 K下进行了热挤压。铸态复合材料中,少量SiCp颗粒的加入就能破坏了Al₂Ca相沿基体合金晶界分布并有效细化Al₂Ca相析出尺寸。随着SiCp体积分数的增高,Al₂Ca相尺寸有所降低,但不明显。经过热挤压后,Al₂Ca相破碎并沿挤压方向排布,基体合金晶粒得到细化。晶粒尺寸以及Al₂Ca相尺寸随着SiCp体积分数的增高呈微小降低。与单组元基体合金相比较,挤压态SiCp/Mg–5Al–2Ca复合材料的屈服强度和加工硬化率随着SiCp体积分数的增高而逐渐增高,而延伸率则逐渐下降;抗拉强度最大值则出现在SiCp体积分数为5%时。复合材料中SiCp颗粒以及Al₂Ca相的脱粘以及开裂是导致复合材料断裂的主要原因。     

Ca、Si复合合金化对AZ31镁合金显微组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪研究了Ca、Si元素对AZ31镁合金铸态组织的影响。结果表明,在AZ31镁合金中同时加入Ca、Si元素后,Ca主要以固溶形式存在于AZ31镁合金中,Si的加入对Ca的分布没有产生影响,Si主要和Mg生成Mg2Si化合物,同时沿晶界分布的β-Mg17Al12相逐渐演变为在晶界附近和晶内弥散分布的细小点状(球状)和针状相。随着Si含量的增加,部分点状相开始粗化,并在基体中出现了汉字状的Mg2Si相。当加入0.3%的Ca与0.4%的Si时,合金铸态组织最为细化。     

Mg-4Al-1RE-xCa耐热镁合金的组织和性能

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线分析等手段研究了Mg-4Al-1RE-xCa镁合金的铸态和压缩蠕变态组织,测试了其室温、高温拉伸性能和高温抗蠕变性能。结果表明,Mg-4Al-1RE合金为树枝晶结构,晶粒粗大且分布不均匀,强化相为针状Al11Nd3相。随着Ca含量的增加,晶粒明显细化,生成的骨骼状Al2Ca相和颗粒状Al2Nd相逐渐增加,而Al11Nd3相数量减少、尺寸变短。室温时,随着Ca含量的增加,铸态合金屈服强度和硬度有所提高,抗拉强度和塑性显著下降;150℃条件下合金的强度较室温时低,而塑性明显提高。Ca含量为0.8%时合金的瞬时高温抗拉强度最高,为138 MPa。沿晶分布的Al2Ca相热稳定性好,有利于合金抗蠕变性能的提高,一旦呈封闭网状,会对基体产生割裂作用,降低力学性能。     

搅拌铸造SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织与力学性能

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料板材,研究该复合材料铸态、热挤压态和热处理态的显微组织及力学性能。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布于铸锭中,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内,晶界粗大的第二相呈非连续状分布;复合材料经热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷明显消除,破碎的晶界第二相及SiC颗粒沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;对热挤压板材进行(495℃,1h)固溶处理+(177℃,8h)时效处理后,其抗拉强度达430MPa,此时的主要析出强化相为S′(Al2CuMg);热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合,热处理SiCp/2024铝基复合材料的主要断裂方式为基体合金的延性断裂、SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

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%.     

Si对喷射成形AZ91镁合金微观组织的影响

在保护气氛中采用喷射成形技术制各AZ91和AZ91+2.0%Si镁合金,采用OM、SEM、XRD及TEM等技术分别对合金的微观组织进行观察和分析.结果表明:与相同成分的铸造镁合金相比,喷射成形技术显著细化合金组织;喷射成形沉积态AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为17 μm,离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析被有效改善:对于喷射成形AZ91+2.0%Si镁合金,喷射成形过程中高的冷却速度抑制了Mg2Si相的长大,细小的Mg2Si相呈现为近球形或多边形态,与基体结合良好且弥散分布,并可以作为а-Mg异质彤核核心,使合金组织得到充分细化.     

喷射沉积Al—2.15Li—1.28Mg—1.26Cu—0.10Zr合金的拉伸断裂行为

采用新型的喷射沉积工艺制备了Ａｌ２．１５Ｌｉ１．２８Ｍｇ１．２６Ｃｕ０．１０Ｚｒ合金，对其不同时效状态的拉伸性能及断裂行为进行了研究。实验结果表明，喷射沉积ＡｌＬｉ合金经１９０℃、２０ｈ时效后达到峰时效状态，此时材料的综合性能最优（σｂ＝５２８ＭＰａ，σ０．２＝４２０ＭＰａ，延伸率为１２％）。固溶淬火态实验合金拉伸断口为完全穿晶韧窝型。时效态合金的断裂方式为穿晶和沿晶混合型。随时效时间的延长，沿晶断裂的比例增加。实验合金沿晶断裂的原因是位错的共面滑移、晶界无析出区和晶界平衡相的析出     

Influence of Nd on Microstructure and Bio-corrosion Rsistance of Mg-Zn-Mn-Ca Alloy

将0.4%(质量分数,下同)的Nd添加到Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金中,以研究稀土元素Nd对合金显微组织和耐生物腐蚀性能的影响。采用金相(OM)、带能谱的扫描电镜(SEM+EDS)以及XRD等手段分析了合金的微观组织。采用静态浸泡、析氢和电化学极化等手段研究了合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Nd的添加,合金的显微组织得到了明显的细化。在Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-0.4Nd合金中形成了2种第二相的机械混合物Ca2Mg6Zn3+Mg41Nd5。在SBF中浸泡7d以后,较多的此种混合物仍残留于含Nd合金的表面,而在不含Nd的合金中,只有极少量的颗粒状Ca2Mg6Zn3残留在其表面。故Nd的添加显著提高了Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金的耐生物腐蚀性能。     

Damage Behavior of SnAgCu Solder under Thermal Cycling

电子封装焊点的热循环失效是焊点材料损伤逐步发展的结果,本工作旨在对SnAgCu钎料的热循环损伤失效行为进行研究.以连续损伤力学理论为基础,提出了一种适用于热循环条件下SnAgCu钎料蠕变-疲劳交互作用的损伤模型.据此,设计了热力循环实验和热循环实验用以标定损伤模型相关参量.自行设计了双金属剪切加载装置并结合温度循环实验,对SnAgCu钎料的热力耦合损伤行为进行了深入研究.以电阻变化率作为损伤变量,并在热循环的不同周次测量试样的损伤值从而验证损伤模型.结果表明:所提出的幂函数形式的损伤模型能较好的描述SnAgCu钎料的热循环损伤演变.最后,对热循环条件下SnAgCu钎料试样的微观组织演变进行了SEM分析,从而揭示其损伤演变机理.     

Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag(质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

喷射沉积Mg-4Al-3Ca-1.5Zn合金的显微组织

采用扫描电镜、透射电镜等方法对喷射沉积Mg-4Al-3Ca-1.5Zn合金的组织变化进行了试验研究.结果表明,金属型铸态合金中强化相沿晶界析出,主要成分为C36[(Mg,Al)2Ca]和C14(Mg2Ca)相;而喷射沉积快速凝固的合金组织均匀,强化相为C15(Al2Ca)和C36相,其中C15相以棒状和粒状分布于C36基体中;C36相处于亚稳态,经过高温保温处理会转变为C15相;热挤压过程中合金发生动态再结晶,在晶界处有C36相析出.     

Effect of Ce-rich rare earth on microstructure and mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb magnesium alloy

To improve the comprehensive mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb magnesium alloy,different amount of Ce-rich rare earth(RE)was added to the alloy,and the effect of RE addition on the microstructure and mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb alloy was investigated by means of Brinell hardness measurement, scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectroscope(EDS)and X-ray diffraction(XRD).The results show that an appropriate amount of Ce-rich rare earth addition can make the Al4Ce phase particles and CeSb phase disperse more evenly in the alloy.These phases refine the alloy’s matrix and make the secondary phases[?-Mg 32 (Al,Zn)49 phase and?-Al 2 Mg5Zn2 phase]finer and more dispersive,therefore significantly improve the mechanical properties of the Mg-10Zn-5Al-0.1Sb alloy.When the RE addition is 1.0 wt.%,the tensile strengths of the alloy both at room temperature and 150oC reach the maximum values while the impact toughness is slightly lower than that of the matrix alloy.The hardness increases with the increase of RE addition.     

均匀化退火对Mg-3Al-1Zn-2.2/5Sr镁合金中第二相的影响

为研究均匀化退火处理对Mg-3Al-1Zn-2.2/5Sr镁合金中第二相的影响,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜观察(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,并结合Pandat热力学计算软件,对Mg-3Al-1Zn-2.2/5Sr镁合金均匀化退火后组织中的第二相的类型及形成原因进行了分析。结果表明:经过400℃,15 h(炉冷)的均匀化退火处理以后,合金铸态组织中原本存在的(Mg,Al)17Sr2相中固溶的Al元素所占原子分数有所降低。此外,Sr含量为2.2%(质量分数)的合金组织中可以观察到大量沿(Mg,Al)17Sr2相边缘分布的颗粒状Al4Sr相,而Sr含量为5%的合金中基本观察不到(Mg,Al)17Sr2相的变化。     

初始组织对热挤压Mg-6Al-2Ca-2Sm合金显微组织和力学性能的影响

对铸态Mg-6Al-2Ca-2Sm合金分别进行经固溶和固溶+时效处理获得不同初始组织试样,然后对不同初始组织的试样进行热挤压,研究了不同初始组织对热挤压Mg-6Al-2Ca-2Sm合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态合金经热挤压后发生明显的部分再结晶,显微组织得到显著细化;经固溶或固溶+时效处理能够改善合金组织,热挤压后合金显微组织分布更加均匀。初始组织分布能够改善热挤压Mg-6Al-2Ca-2Sm合金室温和高温力学性能,固溶+时效后进行热挤压,Mg-6Al-2Ca-2Sm合金具有最高的抗拉强度和延伸率。     

Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织(英文)

利用TEM和HRTEM研究Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织。结果表明:Mg-8Zn-4Al-1Ca合金较Mg-8Zn-4A1合金时效硬度显著增高。Mg-8Zn-4Al-1Ca合金在160°C时效16 h,有大量的盘状Ca2Mg6Zn3相沉淀弥散析出,此外,合金的微观组织中还存在晶格畸变、蜂窝状的莫尔条纹、刃型位错及位错环;经48 h时效后合金中沉淀相为粗大的盘状沉淀相和细小、弥散的粒状沉淀相;经227 h时时效后后,其组织中存在大量MgZn2相和Ca2Mg6Zn3相。因此,在Mg-8Zn-4Al-1Ca时效160°C的合金中添加Ca元素能有效提高合金的时效硬度及促进MgZn2强化相的生成。     

常压及高压凝固Al-Mg及Al-Mg-Zn合金中Al相的固溶体结构

采用X射线衍射仪、能谱仪和透射电镜分别对Al-9.6%Mg合金、Al-11Mg-4.5Zn合金和Al-17Zn-1.5Mg合金常压及6 GPa高压凝固后Al相的固溶体结构进行研究。结果表明:6GPa高压凝固后,Al-9.6%Mg合金中Mg在Al相中的固溶度显著增大;在Al-11Mg-4.5Zn合金和Al-17Zn-1.5Mg合金中,Mg、Zn溶质在Al相中的固溶度均增大,但Zn比Mg固溶的比例要大得多。在常压凝固条件下,与纯铝相比,3种合金中Al相的晶格常数均增大。与常压凝固相比,高压凝固Al-9.6Mg合金和Al-11Mg-4.5Zn中Al相晶格常数分别增大了1.178%和0.220%;在Al-17Zn-1.5Mg合金中,Al相晶格常数变化很小。此外,在Al-Mg-Zn合金中,原子半径较大的Mg固溶到Al相中,导致其晶格常数增大,原子半径较小的Zn固溶到Al相中,导致其晶格常数减小,且高压凝固后,溶质的原子半径越小,在Al相中固溶的比例越大。     

Zn与Mg质量比对热挤压Al-Zn-Mg-Sc显微组织及力学性能的影响

制备了Al-2Mg-0.4Sc、Al-5Mg-0.4Sc、Al-5Mg-2Zn-0.4Sc和Al-5Zn-2Mg-0.4Sc等4种合金并在350℃进行热挤压,通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸测试,研究了Zn/Mg比对于Al-Zn-Mg-Sc合金组织与力学性能的影响。结果表明,Zn/Mg比的提高对于铸态晶粒具有细化作用,挤压后发生动态再结晶,晶粒尺寸显著减小,但挤压态晶粒尺寸并未随Zn/Mg比的提高而减小。另一方面,Zn/Mg比的提高使Mg32(Al,Zn)49第二相数量增加,且呈现更明显的网状结构。挤压态Al-Zn-Mg-Sc合金屈服强度随Zn/Mg比的提高而提升,主要由于大量Al3Sc粒子与碎化的第二相呈网状分布于晶界,使第二相强化起到主导作用。