Cu含量对Al-Mg-Si合金显微组织及力学性能的影响

采用显微组织分析、拉伸性能测试和X射线衍射等手段,研究了Cu含量(0. 2wt%、0. 4wt%、0. 6wt%)对Al-Mg-Si合金不同处理态下的显微组织和力学性能的影响。结果表明,Cu含量的增加可以显著改善Al-Mg-Si合金的力学性能。热轧态时,合金内部有一些破碎的残留相,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度最高为183 MPa;合金经固溶时效处理后,析出大量强化相粒子,并且随着Cu含量的增加,强化相粒子增多,少量的Al_2Cu相、Mg_2Si和Al_2Cu Mg相会参与合金的时效硬化作用,合金的抗拉强度随之提高,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度相比Cu含量为0. 2wt%的合金提高了13. 8%;在冷轧态下,Cu含量为0. 6wt%的合金的抗拉强度达到416 MPa,比Cu含量为0. 2wt%的合金的抗拉强度提升了18. 5%,3种合金的断后伸长率均在4%～5%范围内。     

稀土Nd对铸造Al-Si合金低温拉伸断裂行为的影响

研究了稀土Nd元素对Al-7Si-0.3Mg合金的低温拉伸性能及其断裂行为的影响。结果表明拉伸温度对铸造Al-7Si-0.3Mg的拉伸性能有显著影响,在低温(-60℃)下拉伸,合金的强度提高但伸长率降低。随着Al-7Si-0.3Mg合金中Nd含量的增加,合金在低温(-60℃)下的屈服强度、抗拉强度和伸长率呈现先升高后降低的趋势。Nd元素含量为0.2wt.%时合金力学性能达到最高值,这是由于Nd对组织细化和Si相的变质作用;当合金中Nd含量分别大于0.4%和0.8%后,组织中会形成棒状Al_4Nd相和片状Al_2NdSi_2相,这些脆性相在拉伸时割裂合金基体,使合金的低温拉伸性能降低。     

微量Cu对AISiMg合金铸态时效析出行为的影响

采用DSC分析和硬度测定,研究了金属型铸造条件下微量Cu对AlSi11Mg0.3合金铸态时效析出行为的影响。实验结果表明:微量Cu对合金的铸态硬度值影响不大,但能明显提高AlSi11Mg0.3合金的铸态时效硬化潜力。DSC分析结果表明:Cu/Mg含量比小于1时,沉淀相析出孕育速度加快,Cu/Mg含量比大于1时,沉淀相析出孕育速度减慢;Cu含量对沉淀相达到最大析出速度所需时效时间影响不大;随着Cu含量的增加,反映沉淀相析出热效应的放热峰峰高增大。Cu含量对沉淀相析出行为的影响与沉淀相的组成有关,并对此进行了讨论。     

微量Zr对AlSi7Cu2Mg组织和性能的影响

为提高AlSi7Cu2Mg合金的力学性能,对铝液采用复合精炼,并利用电磁泵低压铸造,研究了Ti、B、Zr合金元素对AlSi7Cu2Mg合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:Ti、B使合金晶粒细化,改善显微组织;Ti、B、Zr可以提高合金的抗拉强度和伸长率;加入质量分数分别为0.12%Ti、0.024%B、0.15%Zr时,可显著提高AlSi7Cu2Mg合金的力学性能.     

Mn、Fe和Zr对Al8Si0.8Mg0.5Cu合金组织和性能的影响

通过电导率和拉伸性能测试,并结合金相显微镜和扫描电镜组织观察等分析测试手段,研究了合金元素Fe、Mn和Zr对高导热Al8Si0.8Mg0.5Cu合金的拉伸性能、热导率和微观组织的影响。结果表明,铸态合金中,当锰含量(质量分数,下同)由0.1%增加至0.3%时,粗大针状含Fe相减少而块状含Fe相增多,拉伸强度增加42.5 N/mm2,而热导率降低8 W/(m·K);当铁含量由0.1%增加至0.5%时,铸态合金中针状含Fe相的数量和尺寸明显增大,拉伸强度提高7.8 N/mm2,而热导率降低3 W/(m·K);加入0.1%Zr后,针状含Fe相的数量略有增加,拉伸强度降低18.8 N/mm2,而热导率降低7 W/(m·K)。当铸态合金在200℃4 h人工时效后,随锰含量增加,拉伸强度增加28.5N/mm2,而热导率降低了3 W/(m·K);随铁含量增加,拉伸强度提高11.9 N/mm2而热导率降低3 W/(m·K);加入0.1%Zr后,拉伸强度降低11.5 N/mm2而热导率降低了4 W/(m·K)。     

铸造AlSi7Cu2Mg合金的变质处理研究

研究了不同的Sr含量对AlSi7Cu2Mg合金变质效果的影响。利用正交实验分析的方法,确定了主要影响因素。实验结果表明:Sr加入量、铝液温度和静置时间对于提高AlSi7Cu2Mg合金变质效果的影响程度大小的顺序是Sr加入量静置时间铝液温度,确定了AlSi7Cu2Mg合金的最佳的变质工艺,即Sr的加入量0.04wt%,静置时间60min,加入时铝液温度730℃。     

连续挤镦Mg-Sn合金的显微组织与力学性能

通过光学显微金相、扫描电镜和力学性能测试等手段,研究了Sn添加量为3wt%、5wt%、8wt%和10wt%的铸态和连续挤镦态的Mg-Sn二元合金的显微组织与力学性能。结果表明,Sn含量≤8wt%时,Mg-Sn二元合金的组织被细化。铸态的Mg-Sn合金经连续挤镦后,晶粒得到明显细化。同时,Mg2Sn相含量随锡含量的升高而增加;连续挤镦的Mg-8wt%Sn合金组织抗拉强度最大,达到204 MPa,比相应的铸态组织增加67%;连续挤镦变形合金的拉伸断口出现大量韧窝,断裂方式为典型韧性断裂。     

Zn含量对Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜以及拉伸试验机,研究Zn含量对时效态Mg-9Gd-4Yx Zn-0.5Zr(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金组织和力学性能的影响。结果表明:时效态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5(Gd,Y)组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5(Gd,Y,Zn)相和Mg12Zn(Gd,Y)相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%以下时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。当Zn含量达到1%时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为279.4 MPa和220 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。     

Sn含量对Mg-Sn-Al-Zn镁合金组织与性能的影响

利用SEM和XRD及拉伸试验机研究了不同Sn含量对铸态Mg-x Sn-3Al-1Zn(x=3,4.5,6,7.5)合金组织和性能的影响。结果表明,Sn元素的增加可使合金晶粒细化;合金中的析出相Mg2Sn的数量随Sn含量增加明显增多,其尺寸也随Sn含量的增加而增大,并且当Sn添加量超过6 wt%时Mg2Sn相从颗粒状转变为长条状且沿晶界分布。在Sn含量为6wt%时合金的拉伸性能最佳,抗拉强度为222.5 MPa,屈服强度为76.2 MPa,伸长率为16%。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa (x=0.5, 1.0 and 1.5 wt%)合金经过200 oC等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg41Sm5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在 T5（峰值时效）态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒尺寸,其大小约为 5.1 μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5 wt%时,晶界处含Ca的块状Mg41Sm5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的硬度值（82 HV）以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa, 189 MPa 和 24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg41Sm5相的析出强化。     

含量对 Mg-6Zn-Y-Zr-xSb 合金组织与性能的影响(英文)

利用OM、SEM、XRD及力学性能测试,研究Sb含量对Mg6ZnYZrxSb合金铸态组织及性能的影响。结果表明:添加Sb可以使晶界处网状连续组织变为颗粒状,并且随着Sb含量增加,颗粒的体积分数增加。低Sb含量合金的铸造组织由α-Mg、富锌相、共晶组织(α-Mg+I相)和YSb组成;随着Sb含量的增加,I相逐渐消失,Mg3Sb2和二元共晶Mg4Zn7开始出现。起初合金的拉伸强度和延伸率随Sb含量的增加而提高,而当Sb含量过大时,合金的综合力学性能下降。     

不同冷却速度对铝合金锻件组织与性能的影响

为探究不同冷却速度对AlSi7Mg铝合金锻件组织与性能的影响，用半连续铸造扁锭，连续铸造AlSi7Mg铝合金，过程中使用1.0℃/s～21℃/s内不同的冷却速度对其进行锻造，观察锻件的组织与性能。研究结果表明，随着冷却速度的增加，AlSi7Mg铝合金锻件的孔隙率会先减小后增加，当在12℃/s时，其孔隙率最低，达到了0.251%,此时铝合金的组织最为紧密，组织结构致密性最好；AlSi7Mg铝合金锻件的拉伸强度性能会先增加，当达到7.5℃/s后保持不变，拉伸强度维持在280 MPa左右。冷却速度为12℃/s时，AlSi7Mg铝合金锻件的孔隙率最小，组织致密性最好，同时拉伸性能也较好。     

Mg和Cu对铸造Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

通过OM、SEM、T6热处理、拉伸性能测试等方法,研究了Cu、Mg等合金元素对Al-Si-Cu-Mg合金微观组织与力学性能的影响。研究表明,Al-Si-Cu-Mg合金中,Al_2Cu和Q-Al_5Cu_2Mg_8Si_6是主要强化相。Cu、Mg含量增加可以很大程度提高Al-Si合金的强度,但合金的伸长率会降低。经T6(520℃×10 h固溶+170℃×6 h时效)热处理,Al-Si-Cu-Mg合金的强度与韧性均有所提高,当Cu/Mg为4时,抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到426.7 MPa、294.9 MPa和6.3%。     

Mg和Cu含量对Al-Si-Mg系合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机研究了Mg、Cu含量变化对AlSi-Mg系合金T6态组织与性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加,合金的二次枝晶臂间距减小,Mg_2Si强化相增多,起到固溶强化的作用。随着Cu含量的增加,共晶Si由片状逐渐转变成细小弥散分布的球状,且大小不一; Al_2Cu强化相所形成的铝基固溶体对合金起到了固溶强化作用。当Mg的质量分数为0. 5%～0. 6%,Cu的质量分数为0. 3%～0. 5%时,Al-Si-MgCu系合金具有相对较好的力学性能,其抗拉强度达到350. 9 MPa,屈服强度达到304. 4 MPa,断后伸长率为6. 96%,断裂特征为典型韧窝断口的塑性断裂。     

固溶处理对Mg-xZn-2Gd合金组织及性能的影响

用铸造法制备不同Zn含量的Mg-x Zn-2Gd合金,利用光学显微镜和扫描电镜对Mg-x Zn-2Gd合金的显微组织进行分析,采用室温拉伸实验对合金的力学性能进行测试。结果表明,Mg-Zn-Gd相沿晶界析出。随Zn含量的增加,铸态Mg-x Zn-2Gd合金的平均晶粒尺寸减小,第二相含量增多,屈服强度和抗拉强度升高。当Zn含量达到4wt%时,合金的力学性能达到峰值。经固溶处理后,第二相溶解,并随保温时间的延长,合金的显微硬度逐渐降低,在24 h时达到极小值。铸态Mg-4Zn-2Gd合金在430℃下进行固溶处理24 h后,屈服强度和抗拉强度降低,伸长率上升,为后续热挤压加工提供了良好的组织状态和力学性能。     

Cu对铸造Mg-4Zn-0.5Ca镁合金的组织及性能影响

以Mg-4Zn-0.5Ca合金为研究对象,研究了Cu对Mg-4Zn-0.5Ca合金组织及力学性能的影响。结果表明,Cu可以通过与Zn原子结合形成Mg-Zn-Cu三元相在α-Mg基体边界富集,阻碍基体长大,使Mg-4Zn-0.5Ca合金铸态组织得到细化,合金主要由α-Mg,Ca2Mg6Zn3,Mg Zn Cu相组成。Cu元素可以提高Mg-4Zn-0.5Ca合金的硬度及抗拉强度,当Cu含量为1%时,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-1Cu合金的抗拉强度和屈服强度分别为149 MPa、102 MPa,相对于基本合金提高了14.6%和29.1%,合金硬度提高18.8%至63 HV。过量的Cu会使合金中的析出相呈连续的网状分布在晶界上,导致力学性能的下降。     

铸态Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪以及拉伸试验机,研究了Zn对铸态Mg-9Gd-4Y-x Zn-0.5Zr(x=0,0.5 1.0,1.5,2.0)合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5(Gd,Y)组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5(Gd,Y,Zn)相和Mg12Zn(Gd,Y)相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。此时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为209.72 MPa和172.69 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。     

富铈混合稀土对Mg-4.2Y-2.7Nd-0.5Zr合金组织及力学性能的影响

采用X射线衍射分析、拉伸测试、扫描电镜等方法,研究了不同添加量的富Ce混合稀土对Mg-4.2Y-2.7Nd-0.5Zr基合金的组织及力学性能的影响。实验结果表明,富Ce混合稀土添加后,Mg-4.2Y-2.7Nd-0.5Zr合金的晶粒得到了细化,合金形成了新强化相Mg17Ce2和Mg17La2,合金的力学性能明显得到提高,当加入0.6%的富Ce混合稀土时,Mg-Y-Nd-Zr合金的力学性能较高,随着混合稀土添加量的继续增加,强度缓慢提高,伸长率下降。     

RE对挤压铸造AlSi7Cu4MgMn合金组织和性能的影响

研究了不同RE(Ce、La混合稀土)含量对挤压铸造AlSi7Cu4MgMn合金组织、力学性能及铸造性能的影响。结果表明,RE可提升合金铸造性能,大幅度提高合金成形的良品率。不含RE时,AlSi7Cu4MgMn合金微观组织由α-Al基体、共晶Si相、块状α-Fe相、小块聚集状Al_2Cu相及其他强化相组成;添加适量RE后,块状Fe相转变为短棒状形态,Al_2Cu相细化并形成Al_xCu_4Mg_5Si_4复杂相;过量RE添加会导致合金中富Fe相聚集长大,恶化合金性能。添加0.25%的RE时合金力学性能最佳,抗拉强度为430MPa,屈服强度为392MPa,伸长率为6.8%。     

Cu元素对ZK60铸造镁合金显微组织和力学性能的影响（英文）

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射仪、电子探针、拉伸测试仪研究Cu元素的添加对铸态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响,并讨论了添加Cu改善合金拉伸性能的机制。结果表明,Cu可有效消除ZK60镁合金中存在的晶内偏析,随着Cu含量的增加,合金的晶粒尺寸得到明显细化。在含Cu镁合金中,出现了一种具有面心立方结构的MgZnCu三元共晶相,该相主要富集在晶界处且在合金发生塑性变形时成为微裂纹源。拉伸实验表明,当Cu添加量为0.5%~1%时,ZK60镁合金的力学性能得到改善,当添加量达到2%时,合金的力学性能下降。