异步轧制Mg-3Al-1Zn合金板材的微观组织

采用光学显微镜研究变形量为38％和45％的异步轧制 Mg-3Al-1Zn合金板材的微观组织.结果表明,经变形量为38％和45％的异步轧制后,板材的平均晶粒尺寸分别由13.6μm细化至2.8μm和 3.5μm.可见,异步轧制有利于板材的晶粒细化,但当晶粒细化到一定程度以后,继续增大变形量将很难使晶粒进一步细化.组织细化主要取决于所产生的附加剪切变形和再结晶形核质点的增多.     

轧制压下量对ZK60镁合金组织和阻尼性能的影响

研究了轧制压下量对ZK60镁合金显微组织及阻尼性能的影响。结果表明，随着轧制压下量增加，ZK60镁合金阻尼性能逐渐增强。在应变振幅为0.01%时，Q^-1值由铸态时的0.012 7增加至轧制态(压下量为50%)时的0.015 9(轧制面)、0.020 4(侧截面)与0.018 3(横截面)。合金(0002)基面织构强度随着轧制压下量增加而增强，由压下量10%时的6.547增加至压下量50%时的10.690,压下量对合金阻尼性能产生了一定影响；组织中再结晶体积分数增加对阻尼性能的影响起主导作用。     

Sm对铸态ZK30镁合金组织和耐腐蚀性能的影响

为提高高强镁合金的耐腐蚀性能,选用Sm作为合金化元素添加到ZK30镁合金中。采用真空感应熔炼炉制备了ZK30-xSm镁合金(x=0%,1%,2%,3%,4%,质量分数),并通过光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、静态失重法以及极化曲线等手段和方法,研究了合金的微观组织、成分和耐腐蚀性能。结果表明,加Sm镁合金主要由α-Mg基体和Mg41Sm5相组成,添加Sm元素以后,合金组织由树枝晶转变为细小的等轴晶,晶粒细化;产生的Mg41Sm5相减缓了ZK30镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀速率,随着Sm含量的增加,腐蚀速率呈先减小后增加的趋势,在Sm含量为1%时,腐蚀速率达到最低,为0.299 5mg/(cm2·h),耐腐蚀性较好,但Sm含量过多时(超过1%),产生了Mg3Sm相,合金的腐蚀速率加快,耐腐蚀性能变差。     

预变形方式对T76时效态7475铝合金组织及性能的影响

通过透射电镜组织观察、拉伸试验、剥落腐蚀试验以及极化曲线试验, 研究了拉伸与轧制预变形方式对7475铝合金组织、强度与抗腐蚀性能的影响。结果表明, 预变形引入大量位错, 且在125 ℃/3 h时效后仍大部分残留; 轧制预变形表面位错多于中心位错; 拉伸预变形与轧制预变形都导致T76过时效态7475铝合金中η'相减少、η相增多、晶内析出相尺寸增大、晶界析出相间距减小、合金强度与抗腐蚀性能降低; 当变形量一致时, 轧制预变形比拉伸预变形处理的合金强度高, 但抗腐蚀性能低。     

Ag添加对Fe基中熵合金组织与腐蚀性能的影响

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和负压铜模吸铸法制备双相FCC结构的铁基中熵合金,研究Ag元素微量添加对合金的组织结构以及在不同介质中腐蚀行为的影响。结果表明,合金中主要组元与添加的Ag元素的二元混合焓为正值,由于相分离在枝晶间富集形成FCC2相。随着Ag含量的增加,合金的腐蚀电位逐渐正移,腐蚀电流密度减小,容抗弧半径增大,合金耐蚀性能明显得到提升。其中,合金Fe_60.8Mn_13.4Si_8.7Cr_9.4C_3.7Ag₄在PBS溶液中的腐蚀电流密度可达2.139×10^-8A/cm²,耐腐蚀性能最优。     

Mg、Mn成分优化对5083铝合金组织和性能的影响

设计了不同Mg、Mn含量的5083铝合金,采用室温拉伸、硬度测试和剥落腐蚀等实验,研究了Mg、Mn含量变化对5083显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,得到了最优的成分。当Mg含量在4.3%～4.4%,5083的力学性能和耐腐蚀性能较高。Mn含量在0.7%～0.8%,5083力学性能较高;而当Mn含量在0.5%～0.6%时,5083剥落腐蚀程度较低。实验室条件下得到力学性能和耐腐蚀性能优良的5083铝合金的Mg含量为4.38%,Mn含量为0.61%,该成分合金退火状态下的抗拉强度为209.1 MPa,硬度为87 HV,断后延伸率为16.04%,剥落腐蚀等级为PA级。Mg在5083合金中能形成Mg₂Al₃相,复合相Al-Mg-Cr、Al-Mg-Mn-Fe脆硬相,会降低5083合金塑性和韧性。Mn在5083中能形成AlMn_0.75Fe_2.25、Fe₁₉Mn等相,Al-Mg-Mn-Fe、Al-Mn-Fe-Si、Al-Mn-Fe复合相与Al基体间的界面为剥落腐蚀的主要根源。     

微合金化法对高锰铝青铜合金组织和性能的影响

在保证高锰铝青铜耐腐蚀性能的前提下,为了提高高锰铝青铜的强度,在多元复杂铝青铜中添加0.3%Cr,促进了合金组织中K相的析出;添加0.3%Zr,使β相和γ2相混合区域面积增加约1/4,并且α相形貌由块状变为竹叶状;添加0.3%Nb,促进了α相的细化和生成,使α相增加了约1/13;添加0.3%Co,使得组织细化,并促进了α相和K相的产生,α相略微增加,K相增加了约2.4倍。Cr、Nb、Co的加入不同程度提高了合金的抗拉强度,Zr的加入对合金抗拉强度没有明显影响。添加0.3%Cr,获得了最高的抗拉强度,约为775 MPa,断后伸长率由24.8%降为18.2%。Cr、Zr、Nb、Co的加入对合金的均匀腐蚀速率有一定的影响,其中Cr、Zr、Co的添加使得合金耐腐蚀性能略有降低,Nb的添加使得合金耐腐蚀性能得到改善。其中添加0.3%Cr、0.3%Zr、0.3%Nb、0.3%Co的铝青铜和未微合金化的铝青铜的均匀腐蚀速率由大到小分别为含0.3%Zr合金、含0.3%Cr合金、含0.3%Co合金、未微合金化合金、含0.3%Nb合金,但在实验条件下,所有合金的耐蚀性都符合国家标准极耐腐蚀材料。     

ZA35-xNi合金的枝晶臂间距和电化学性能

利用金相显微镜观察合金的显微组织并测量枝晶臂间距,采用电化学工作站研究不同镍含量ZA35合金的电化学腐蚀性能。结果表明,元素镍的加入对合金组织细化和耐蚀性能具有重要影响,当加入量为0.5%时所得ZA35-0.5Ni合金组织最为细化,为团絮状组织,二次枝晶臂间距最小,仅为12.84μm,比ZA35合金减小23%。该合金在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性能高,腐蚀电流密度较ZA35合金减小85%。     

石墨烯对AZ31镁合金在模拟体液中腐蚀性能的影响

镁合金具有良好的生物相容性和降解性能,在生物医疗领域具有广泛的应用前景,但镁合金耐蚀性较差成为制约其推广应用的瓶颈。本文针对石墨烯纳米片(GNPs)增强镁合金AZ31+xGNPs(x=0.0%、0.1%、0.3%、0.6%),开展金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)、失重实验和电化学测试等试验,以探索石墨烯对镁合金AZ31在模拟体液(SBF)中腐蚀性能的影响。试验结果表明,石墨烯(GNPs)的添加并未改变原有镁合金的物相,且细化AZ31镁合金晶粒,改善晶粒大小分布的不均匀性。随石墨烯含量的增加,AZ31镁合金在SBF模拟体液中的流失重量越少,AZ31镁合金的腐蚀速率,腐蚀电位与腐蚀电流密度也越低。分析表明,石墨烯增强镁合金AZ31在SBF模拟体液中的耐腐蚀性能得到增强,且随着石墨烯(GNPs)含量的增加而得到增加。本文的研究可为制备耐腐蚀镁合金及控制其腐蚀速率提供具有实际意义的试验数据。     

冷轧变形对LZ91镁锂合金显微组织及力学性能的影响

采用硬度测试、单轴拉伸、金相分析、X射线衍射分析和扫描电镜分析等手段研究了冷轧变形对热挤压LZ91镁锂合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,热挤压态LZ91镁锂合金由α相、β相以及镁锌化合物组成,该合金具有良好的塑性变形能力,可进行大变形量的冷轧变形,最大变形量可达95%,而物相保持稳定;随着轧制变形量的增加,合金的延伸率呈现出先降低后升高然后再降低的特点。由于加工硬化和晶粒细化,合金的硬度和抗拉强度均得到提升,变形量为95%时,抗拉强度达到267 MPa。     

轧制变形对7A55铝合金晶间腐蚀的淬火敏感性的影响

研究了轧制变形量对7A55铝合金晶间腐蚀的淬火敏感性的影响。结合金相组织和透射电镜组织观察, 对影响机理进行了分析和讨论。实验结果表明, 淬火速率的下降会导致合金的抗晶间腐蚀能力降低; 随着轧制变形量的增大, 合金晶间腐蚀的淬火敏感性增大。组织观察表明, 缓冷条件下, 平衡相的析出、晶界无沉淀析出带的宽化, 造成了晶间腐蚀的淬火敏感性。变形量的增加, 合金再结晶程度提高, 晶粒组织更加扁平、细小导致了合金晶间腐蚀的淬火敏感性的提高。     

冷却条件对AZ31镁合金凝固组织及腐蚀性能的影响

利用光学显微镜研究不同的冷却条件下AZ31镁合金凝固组织的变化,通过浸泡失重法测定其在3.5%Na Cl腐蚀介质中的腐蚀性能,探讨冷却条件对AZ31镁合金凝固组织及腐蚀性能的影响。结果表明,空冷条件下,AZ31合金晶粒尺寸较为粗大,析出的Mg17Al12相呈短线状和小块状,并且只分布在局部晶界。水冷却条件下,AZ31合金的晶粒尺寸细小,Mg17Al12相数量较空冷试样少,呈颗粒状,弥散分布于晶界。盐水冷条件下,第二相最少,由于晶粒更加细小,因此第二相分布更加弥散。AZ31镁合金耐腐蚀性能随着冷却速度的增大而提高。     

LZ91铸态合金生物腐蚀机理研究

设计了Mg-9Li-Zn铸态合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀实验, 通过试样失重率、溶液pH值变化、金相分析(OM)、X射线衍射(XRD)等手段, 对Mg-9Li-Zn的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明: 腐蚀速率在第5天后稳定下降, 溶液pH值则在前7天逐渐增至9.63, 随后保持稳定。微小的点蚀坑出现在腐蚀的第1天, 随着腐蚀时间增加, 点蚀坑数量变多, 深度增加。点蚀坑首先出现在晶界附近区域, 使晶粒边界模糊, 然后逐渐增大。主要的腐蚀产物为Mg(OH)₂。     

AM60镁合金的高温热压缩流变应力行为的研究

在Gleeble-1500热模拟机上对AM60镁合金在应变速率为0.0005～0.5 s^-1、变形温度为250～450 ℃条件下的流变应力行为进行了研究。结果表明: AM60镁合金热压缩变形的流变应力受到变形温度和应变速率的强烈影响, 可以用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式进行描述。在本实验条件下, AM60镁合金热压缩变形时的应力指数n为7.2, 其热变形激活能Q为190 kJ/mol。     

组织对差温轧制Al-Zn-Mg-Cu合金厚板晶间腐蚀性能的影响

采用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射器(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)对差温轧制(DTR)和常规轧制(CTR)Al-Zn-Mg-Cu合金厚板各层试样的微观组织进行了分析测试,并利用电化学实验平台测试了差温轧制(DTR)和常规轧制(CTR)试样的极化曲线以及IGC实验。结果表明,通过采用差温轧制(DTR)工艺可以改善厚板各层晶粒尺寸的均匀性,通过抑制再结晶率可以减少大角度晶界占比,并使各层的晶界析出相细小及形貌差别变小,沉淀无析出带宽度变窄和差别减少;从而导致DTR试样的耐晶间腐蚀性能普遍要优于CTR试样。电化学曲线测试也表明,DTR工艺能改善Al-Zn-Mg-Cu合金板沿厚度方向的腐蚀性能均匀性,沿厚度方向各层的点蚀电位和腐蚀电位等电化学参数变化减小。     

热暴露对Al-Li-Cu合金力学性能和抗腐蚀性能的影响

研究了Al-1.3Li-5.8Cu-0.4Mg-0.4Ag-0.12Zr合金在不同温度、不同时间下热暴露对其组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。合金热暴露处理后的抗拉强度随热暴露时间延长总体表现出先上升后下降的趋势; 热暴露过程中, 不稳定的立方相(Al₅Cu₆Li₂)大量溶解, 此时基体中大量析出细小弥散分布的T₁相(Al₂CuLi), 并成为基体中主要的强化相。热暴露后期, T₁强化相逐渐粗化, 强化效果减弱; 同时, 晶界无沉淀析出带不断宽化, 从而导致了合金在腐蚀介质中的晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性增强。     

微量Cu元素对Al-Zn-Mg合金力学性能及剥落腐蚀性能的影响

采用室温拉伸、剥落腐蚀浸泡、电化学测试等方法研究了微量Cu元素对Al-Zn-Mg合金力学性能及剥落腐蚀性能的影响,并结合扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段分析了其机理。结果表明:Cu元素含量由0增加到0.18%,合金晶内η'强化相(MgZn₂)体积分数由13.34%增至26.42%; 合金抗拉强度由383.2 MPa增至407.0 MPa; 晶界相分布更加连续,间距由37.5 nm降至11.3 nm; 合金耐剥落腐蚀性能降低,最大腐蚀深度由30.08 μm增至228.62 μm。     

固溶处理对Mg-3Zn-xZr合金力学性能及耐腐蚀性的影响

采用低碳钢电阻炉制备Mg-3Zn-x Zr(x=0.1,0.3,0.5,0.7)合金。研究锆含量不同时合金材料经固溶处理后的微观结构组织、力学性能及耐腐蚀性能。结果表明,随着锆含量从0.1%增加到0.7%,合金晶粒逐步细化,抗拉强度、屈服强度和塑性变形能力得到显著改善,耐蚀性能先升高后降低。固溶处理后,合金的晶粒虽略有长大,但力学性能得到进一步改善,耐蚀性能也得到提高。     

挤压态ZK60镁合金往复挤压力学性能研究

对挤压态ZK60镁合金进行往复挤压成形,研究往复挤压后材料的显微组织和力学性能变化规律。结果表明,往复挤压的温度和挤压道次对ZK60镁合金力学性能及显微组织有较大影响,随着挤压温度的提高和挤压道次的增加,ZK60镁合金呈现较高的抗拉强度、较低的屈强比和较大的延伸率等,室温塑性变形性能较好。往复挤压使晶粒明显细化,伴随出现再结晶过程,细晶分布具有一定的流向性。随着挤压道次的增加,晶粒等轴倾向明显,细晶分布趋于均匀化。室温拉伸断口形貌韧窝数量与深度均明显增加,变形能力提高显著。