锑和稀土对Mg-9% Al-0.4% Zn合金铸态组织与力学性能的影响

锑和稀土均有细化Mg-9%Al-0.4%Zn合金铸态组织的作用，而且锑和稀土的同时加入，复合细化效果更显著，锑与合金中的镁元素形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2，稀土与合金中的铝元素形成片状金属间化合物Al11La3 和Al11Ce3。各相在a-Mg晶粒内和晶界均有分布，单独加入锑或稀土时对该合金的铸态室温力学性能基本没有影响，但同时添加0．8％RE和0．4％Sb时，合金的铸态室温力学性能显著提高，与Mg-9%Al-0.4%Zn合金相比，添加0.8%RE和0．4%Sb合金的铸态拉伸强度σb提高了33％，伸长率δ提高了70％，铸态Mg-9%AL-0.4%Zn-0.4%Sb-0.8RE拉伸断口具有明显的塑性变形特征。     

稀土对AlZnMgCu合金铸态组织和力学性能影响

研究了单一稀土铈(Ce)、钇(Y)对航空用铝合金AlZnMeCu铸态枝晶组织和力学性能的影响规律。结果表明,稀土元素能有效细化合金的二次枝晶组织,减小最大共晶化合物尺寸。稀土的加入使合金的时效强度、硬度有所下降,但少量稀土可改善合金的冲击韧性。     

铸态Mg-Li-Al-xSi合金微观组织和力学性能

本文通过真空熔炼炉在氩气保护下制备了Mg-9Li-3Al-xSi(x=0,0.1,0.5,1.0 wt%)合金。实验使用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),力学性能测试和X射线衍射(XRD)研究合金的微观组织和力学性能。实验结果表明：铸态Mg-9Li-3Al合金组织中主要由α-Mg、β-Li、Mg₁₇Al₁₂相组成。加入Si后,合金中出现了新相Mg₂Si,晶粒得到了明显细化;当合金中的Si含量过高时,α-Mg相粗化,且会在相界处出现块状和汉字状的Mg₂Si相。合金的强度随着Si含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Si含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当合金中Si含量为0.1%时,抗拉强度达到最大值182.5MPa,延伸率为12.1%,相比未添加Si的Mg-9Li-3Al合金,抗拉强度提高了59.6%。     

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。     

铸态Mg-6Al-xGd合金凝固组织及力学性能研究

采用x射线衍射分析、扫描电镜分析、显微组织分析及拉伸性能测试,研究Gd含量对Mg-6A1-xGd(x=0,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%,1.8%)镁合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明:Gd含量逐渐增加,α-Mg晶粒尺寸先减小后增大,β-Mg_(17)Al_(12)相从连续网状变为断续网状、颗粒状,且体积数量减少。加入Gd后合金组织中出现了弥散分布的Al_2Gd相。Gd的添加使得合金晶粒得到细化,在Gd含量为0.9%时细化效果最为明显。Mg-6Al-xGd铸态合金的室温抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,在Gd的添加量为0.9%时,抗拉强度为210.93 MPa,比未添加Gd元素提高了21.4%。由铸态合金拉伸断口可见大量韧窝和撕裂棱,合金表现为韧-脆混合型断裂特征。     

微量Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金显微组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪、X射线衍射分析及力学性能测试,研究了稀土元素Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Mg-Nd-Zn-Zr合金中添加0.5wt%Er后,元素Er主要以白色小颗粒形貌分布在晶间,合金达到峰值时效的时间更短,且有大量细小的相均匀析出,时效强化效果更好;加入Er后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到283.4、170.2 MPa和4%;在Mg-Nd-Zn-Zr-Er合金室温拉伸断口中有高度不一的解理台、撕裂棱和少量韧窝,韧窝中的颗粒物主要含Er、Nd,说明该合金具有较好的塑性;Er的加入并没有改变合金的断裂方式,两种合金时效态都以准解理断裂为主。     

重稀土Ho对Mg-3Zn-0.6Zr合金铸态组织及力学性能的影响

采用金相显微分析、X射线衍射、扫描电镜以及显微硬度测试等方法,研究了稀土元素Ho对Mg-3Zn-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,Mg-3Zn-xHo-0.6Zr(x=3,5,7)合金系组织由α-Mg基体、Mg3HoZn3相,以及少量的Mg24Ho5相组成.随着Ho含量的增加,Mg3HoZn3相含量增多,起到强化晶界作用.由于Mg3HoZn3相硬而脆,当Ho含量(质量分数)超过3%时,Mg3Ho2Zn3相使合金硬度提高的同时抗拉强度、屈服强度以及伸长率都有不同程度的降低.     

合金元素对Mg-Er-Zn-Zr合金铸态组织和力学性能的影响

研究了合金元素Zn和Zr对Mg-Er-Zn-Zr合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,(Mg_(97.5)Er_2Zn_(0.5))_(99.82)Zr_(0.18)、Mg_(97)Er_2Zn_1和(Mg_(97)Er_2Zn_1)_(99.82)Zr_(0.18)合金都呈现典型的树枝晶结构。由于Zn元素的增加,(Mg_(97)Er_2Zn_1)_(99.82)Zr_(0.18)比(Mg_(97.5)Er_2Zn_(0.5))_(99.82)Zr_(0.18)的组织明显细化,二次枝晶臂的间距减小,第二相由非连续网状分布变成了片层状分布。Zr元素的添加使得合金晶粒细化,第二相呈现更加弥散分布,第二相组成没有发生变化,依然由X-Mg_(12)Er_1Zn_1相和(Mg,Zn)x Er相组成。随着Zn元素和Zr元素含量的增加,合金的力学性能明显提高。     

B2O3对铸态Mg-Al-Ti-B合金的显微组织与力学性能的影响

采用机械合金化制备的 Mg?Al?Ti?B 合金,其微观组织的均匀性较差,而且致密性也不好。为了提高Mg?Al?Ti?B合金微观组织的均匀性和致密性,使其力学性能得到改善,制备了铸态Mg?9Al?6Ti合金。采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射与力学性能测试等手段,研究B2O3对Mg?9Al?6Ti (质量分数,%)合金的显微组织与力学性能的影响。结果表明：添加3%的B2O3使Mg?Al?Ti?B合金的晶粒尺寸减小到12μm,Ti颗粒完全消失,沉淀相Mg17Al12减少,而TiAl3相增多。由于新沉淀相MgB6和Ti3B4的析出,Mg?9Al?6Ti?3B2O3合金的结构变得均匀,平均硬度为HV77.1,平均抗拉强度、屈服强度和伸长率分别是171.2 MPa、113.5 MPa和5.2%。     

稀土Ho对ZA52合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对ZA52合金的微观组织与力学性能的影响.结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使Mg32 (Al,Zn)40相由半连续网状结构转变为孤岛状或颗粒状,同时会生成花瓣状和块状的Al2Ho相.当Ho含量超过0.5％时,花瓣状Al2Ho逐渐消失,块状相逐渐增多,随着Ho含量的增加,常温和高温下的抗拉强度和伸长率都有了显著的提高.其中添加Ho含量为1.5％时,常温抗拉强度σb和伸长率δ达到最大值分别为234.3 MPa、13.6％.高温抗拉强度σb为117.5 MPa,高温伸长率无明显变化.加Ho后的合金200℃下断裂方式属于以韧性为主的准解理断裂和韧窝断裂的混合断裂形式.     

Mg-5Sn-xSi合金的铸态显微组织和性能

根据4Mg+ SiO2=Mg2Si+2MgO,利用高纯度石英砂与Mg液反应,采用普通凝固方法制备Mg-Si二元中间合金.利用Mg-Si中间合金、99.9％Mg和99.9％Sn制备Mg-Sn-Si三元合金,通过调整Si的含量研究Mg-5Sn-xSi系合金的组织和性能.利用光学显微金相定量分析、XRD分析,以及显微硬度测试,研究添加0～10 ％Si铸态Mg-Sn-Si合金的显微组织与力学性能.实验结果表明,Mg-Sn-Si合金主要由α-Mg、Mg2 Sn和Mg2 Si 3相组成,无Mg-Sn-Si三元相.当Si≤6％时,合金显微硬度随Si含量的增加而增加.当Si含量≥6％时,合金显微硬度随Si含量的增加而降低.     

热处理对Mg-Y-Mn-Sc合金显微组织演变的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等研究了MgY5Mn1Sc0．3镁合金的显微组织特征及热处理条件下的组织结构演变行为。结果表明：铸态组织由粗大的晶粒构成，晶内出现大量“辫子”状孪晶和呈线状排列的颗粒相，晶内和晶界上没有观察到枝晶和共晶组织，Y元素出现严重偏聚，主要富集在颗粒相中。在固溶处理条件下，组织结构演变和再结晶同时发生，伴随发生组织“球化”、分散相的溶解和聚集以及晶粒由大变小再由小变大。通过维氏硬度HV10的测定，探讨了试验合金的热处理行为。     

Er对ZA73镁合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析、力学性能测试等研究了稀土元素Er对金属型铸造ZA73镁合金显微组织和力学性能的影响.试验结果表明.加入少量Er后晶界半连续分布的共晶化合物[r(Mg32(Al,Zn)49)]变为颗粒状,并且合金中有细小颗粒状Er-Al化合物生成.Er的加人提高了合金在200℃时的力学性能,随着Er含量增加,合金强度提高,伸长率在Er含量为0.4%时出现峰值,为29%.高温下拉伸,合金的抗拉强度并不随温度的增高而持续降低,而是在150℃时达到最大值,为180 MPa.     

Sn对Mg-Zn-Ca系合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法,分析了Sn对Mg-Zn-Ca系合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,加入Sn后,合金组织得到细化,也会使含Ca相析出.Mg-5Zn-2Ca合金的力学性能随Sn含量的增加呈先升后降趋势.当Sn添加量为1％时抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为158 MPa和123 MPa,伸长率为6.0％.拉伸断口的SEM形貌分析表明,加入Sn后,合金断裂方式没有明显变化.     

稀土Y对挤压态AZ8O-2Sn镁合金组织和性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、x射线衍射分析(XRD)及拉伸力学性能测试等手段,研究了Y元素添加对AZ80-2Sn镁合金挤压态组织和力学性能的影响.试验结果表明,当Y添加量为0.5％时,挤压态合金的组织得到有效的细化,合金的抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为368.1 MPa和12.9％.与未添加Y的AZ80-2Sn合金相比,AZ80-2Sn-0.5Y合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别提高5.8％、5.3％和33.7％,其综合力学性能达到最优.     

铸态AM60-Ti镁合金的显微组织与力学性能

用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等手段研究了AM60-xTi合金(x=0,0.2,0.4,0.8)的铸态显微组织,并测定了各试验合金的室温力学性能.试验结果表明,加入少量的Ti可显著细化AM60合金的铸态组织.Ti含量为0.2%时,晶粒细化效果最显著,第二相颗粒细小,分布均匀;AM60合金中的半网状沿晶界分布的β-Mg17Al12相变为颗粒状,并形成弥散分布的颗粒状TiAl3相,合金的抗拉强度和伸长率均达到最高.Ti含量大于0.2%时,Mg17Al12和TiAl3相的尺寸又增大,抗拉强度及伸长率随Ti含量的增加而降低,但均高于AM60合金.Ti加入AM60合金中后,细化合金的晶粒、β相,Ti和Al形成的金属间化合物TiAl3分布于基体和第二相中,起到弥散强化作用,从而提高该合金的力学性能.     

Zn含量对Mg-Gd-Zn合金显微组织与力学性能的影响

研究了3种成分的Mg-11Gd-(1,1.5,2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大,且其热稳定性不断提高。同时,合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低,其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时,合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加,合金在200℃高温下的抗蠕变性能也略有下降,但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金。     

Mn含量对Mg-5Al合金铸态组织和力学性能的影响

研究了合金元素Mn对Mg-5Al合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,在Mg-5Al合金中加入Mn后,合金组织细化,连续或半连续网状分布的β-Mg17Al12相逐渐转变为断续、分散的骨骼状相,晶界附近出现颗粒相并且数量逐渐增多。随着Mn含量增加,合金室温抗拉强度、伸长率及冲击韧度先上升然后下降。当Mn含量为0.3%时,合金综合力学性能最好,抗拉强度、伸长率与冲击韧度达到190MPa、7.3%与21.1J·cm-2,分别提高了7.9%、9.1%与9.3%。继续增加Mn含量至0.5%时,Al8Mn5颗粒聚集长大粗化,导致Mg-5Al合金综合力学性能下降。