往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的组织细化与力学性能

研究往复挤压变形对Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响性能,探讨基体组织和Mg2Si颗粒相的细化效果与细化机制,分析Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着往复挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;α(Mg)与Mg2Si的晶粒尺寸在铸态下分别为45和60μm,往复挤压6道次后,晶粒尺寸减小到3和1μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,Mg2Si颗粒呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。     

往复挤压Mg-4Al-4Si镁合金的显微组织与力学性能

研究往复挤压对Mg-4Al-4Si(AS44)合金显微组织和性能的影响。结果表明:往复挤压显著地细化晶粒,改善组织的均匀性;往复挤压4道次和8道次后,Mg2Si颗粒尺寸由铸态下的约120μm分别减小至3和2μm,α-Mg基体晶粒尺寸由铸态下的约50μm分别减小至9和8μm,形成了较为细小、弥散分布的Mg2Si颗粒和细小的等轴晶组织。合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高,挤压8道次时,合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251.7 MPa、210.5 MPa和14.8%,与铸态合金相比,上述力学性能指标分别提高了131.3%、191.1%和469.2%;挤压态合金拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的晶粒细化

研究往复挤压Mg-4Al-2Si(AS42)合金的显微组织和晶粒细化机制。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,随挤压道次的增加,合金的晶粒尺寸迅速减小;对合金挤压8道次后,得到晶粒细小、均匀分布的等轴晶组织,晶粒尺寸由铸态的45μm减小至1.5μm,此时,合金组织的细化趋于稳定,达到细化极限;晶粒细化机制是在往复挤压过程中通过累积动态再结晶,使再结晶得以彻底完成;增加位错密度和加剧晶界畸变使再结晶形核数目增多;大量挤压破碎、均匀分布的Mg2Si第二相颗粒成为再结晶形核核心,从而使晶粒得以细化;往复挤压11道次时,由于挤压温度过高,导致晶粒发生异常长大,最大尺寸约为10μm。本试验条件下晶粒发生异常长大的温度阀值约为400℃。     

Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入少量的Sb(0.25%~0.75%)能有效细化汉字状Mg2Si相颗粒和α(Mg)基体组织,并在合金中形成Mg3Sb2相,提高合金的力学性能:当Sb含量为0.25%时,Mg2Si颗粒显著细化;当Sb含量为0.75%时,α(Mg)基体组织的细化效果最佳,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,此时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值;当Sb含量大于0.75%时,Mg2Si相颗粒向晶界大量偏聚并粗化,导致材料力学性能迅速下降。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金晶粒尺寸稳定性

对铸态Mg-4Al-2Si合金经4道次往复挤压后,在长时间保温条件下晶粒尺寸的稳定性进行了研究。结果表明,随保温时间延长,Mg-4Al-2Si合金晶界及晶内析出相的数量变化不大,平均晶粒尺寸逐渐增大。尺寸在15μm以下的晶粒数量呈下降趋势,而尺寸超过15μm的晶粒所占比例则逐渐增多。     

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-4Al-2Si(s42)镁合金的铸态组织和高温力学性能.结果表明,铸态合金主要由a-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成.其中,离异共晶β-Mg17Al12相呈网状分布于晶界上,初生Mg2Si相呈多边形块状随机分布于基体组织中,共晶Mg2Si相呈粗大的汉字状沿晶界或穿晶分布;150℃高温短时拉伸,合金的抗拉强度为97MPa,屈服强度为58MPa,伸长率为18%,拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

Sb对Mg-4Al-4Si合金组织和力学性能的影响

研究了Sb对Mg-4Al-4Si(AS44)镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,未加Sb时,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成,Mg2Si相呈粗大的骨骼状、块状和汉字状3种形态;加入少量的Sb(0.25%~1.25%)能有效细化Mg2Si相,并在合金中形成高熔点和较为弥散分布的Mg3Sb2相。随Sb含量的增加,Mg2Si相形貌发生显著变化,从粗大的骨骼状逐渐转变为块状和汉字状,当Sb含量达到1.25 wt%时,几乎全部转变为较细小的汉字状Mg2Si相颗粒。随着组织的改善,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均得到不同程度的提高。     

铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

摘 要:采用重力铸造法制备Mg-4A1-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能.结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6％;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

往复挤压Mg-4Al-2Si-0.75Sb镁合金的显微组织与力学性能

研究了在Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金中加入微量Sb及往复挤压对其组织与性能的影响,重点探讨了基体组织和Mg2Si相颗粒的细化机制,分析了Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律.结果表明:加入0.75wt%Sb后的Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金中形成Mg3Sb2相,能有效细化粗大的α(Mg)基体组织和汉字状共晶Mg2Si相颗粒,并抑制粗大的块状初生Mg2Si相颗粒的形成;Mg-4Al-2Si-0.75Sb合金在往复挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成了更为细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;挤压8道次后,α(Mg)基体和汉字状Mg2Si颗粒尺寸分别由铸态时的30 μm和10μm减小到1μm和0.8μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴品组织;挤压过程中,汉字状Mg2Si依弯曲机制而破碎成块状或条状,条状Mg2Si依短纤维加载机制而破碎成块状,块状Mg2Si依剪切机制发生破碎,并随挤压道次的增加而呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高.     

Grain size stability of Mg-4AI-2Si alloy prepared by reciprocating extrusion

对铸态Mg-4Al-2Si合金经4道次往复挤压后,在长时间保温条件下晶粒尺寸的稳定性进行了研究。结果表明,随保温时间延长,Mg-4Al-2Si合金晶界及晶内析出相的数量变化不大,平均品粒尺寸逐渐增大。尺寸在15μm以下的晶粒数量呈下降趋势,而尺寸超过15μm的晶粒所占比例则逐渐增多。     

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。     

往复挤压快速凝固ZK60合金的组织与力学性能

利用快速凝固和往复挤压制备细晶ZK60合金,并研究合金的组织与力学性能。结果表明,快速凝固薄带晶粒尺寸为1~8μm,2道次往复挤压后,合金晶粒尺寸为3μm,大量10-50 nm的颗粒从基体析出。随着挤压道次增加,沉淀颗粒增多,晶粒未进一步细化;2道次挤压后,合金抗拉强度高达319 MPa;屈服强度随挤压道次增加而增加,经6道次挤压,屈服强度为253 MPa,伸长率和硬度随挤压道次增加变化不大,分别为（7±1）%和（77±1）HV5。力学性能好归因于晶粒细化和弥散分布在基体上细小颗粒的强化作用。     

Microstructure and mechanical properties of 7005 aluminum alloy processed by one-pass equal channel reciprocating extrusion

An equal channel reciprocating extrusion (ECRE) was proposed first to obtain a severe plastic deformation (SPD) of 7005 alloy. The microstructure and mechanical properties of one-pass ECREed (ECRE processed) 7005 alloy were investigated. The results show that SPD occurring in ECRE leads to a mixed microstructure. ECREed 7005 alloy exhibits a significant improvement of ultimate tensile strength (UTS) and elongation. Mechanical properties in the region undergoing a complete ECRE process are higher than those in the region undergoing an incomplete ECRE process due to larger dislocation strengthening effect. Yield strength (YS) and UTS first decrease and then increase with an increase of extrusion temperature. The YS of 359.2 MPa, UTS of 490 MPa and elongation of 17.7% are obtained after T6 treatment. Fine-grain strengthening, dislocation strengthening and precipitation strengthening in the T6-treated ECREed sample all play important roles in improving the mechanical properties.     

Si对往复挤压Mg-Al-Si再结晶组织和力学性能的影响

利用往复挤压细化了Mg-4Al-2Si、Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金组织,分析了Si含量对合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着Si含量增加,基体晶粒和Mg2Si颗粒粗化,拉伸强度降低。基体组织细化受Mg2Si相的形态和均匀性控制,为再结晶和Mg2Si相阻碍晶界移动的复合机制,力学性能主要由基体晶粒尺寸决定。