纳米SiC颗粒增强AM60镁合金组织性能的研究

通过对纳米SiC颗粒的预处理,使用搅熔复合铸造工艺,制备了纳米SiC颗粒增强AM60铸造镁合金材料.研究了纳米SiC颗粒对镁合金的显微组织、力学性能和硬度等的影响.结果表明,在镁合金中添加纳米SiC颗粒能够细化其组织,提高材料的综合力学性能.当纳米SiC颗粒加入量(体积分数)为1.0%时,纳米颗粒增强AM60镁合金的抗拉强度、伸长率和硬度(HB)分别达到240 MPa、16.0%和53.9,较相同工艺下未加纳米颗粒的AM60分别提高了12.1%、40.3%和11.6%.同时对纳米SiC颗粒对镁合金的强化机理进行了探讨.     

纳米SiC颗粒增强镁基复合材料半固态搅拌法制备工艺优化

采用半固态机械搅拌铸造法,制备了增强体平均粒径50 nm的Si C颗粒增强镁基复合材料(n-Si Cp/Mg9Al),分别对不同质量分数纳米颗粒、不同搅拌时间和不同搅拌温度时,复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,随着Si C含量的增加,合金基体组织先细化后又出现变粗的现象,适当延长搅拌时间能更有效地细化组织,在较低温度下搅拌可以更明显地细化复合材料的微观组织。合金抗拉强度随着Si C含量的增加先增加后降低,在Si C含量为1.5%时最好,为198 MPa。在含量为2%时又有所降低,但是高于不加Si C时。搅拌时间为15 min时,复合材料的屈服强度、抗拉强度较之基体分别提高了12.8%、22%,断后伸长率由基体合金的2%提升到4%。继续延长搅拌时间到30 min,材料的室温拉伸性能出现明显恶化。不同搅拌温度下Si Cp/Mg9Al纳米复合材料与铸态Mg9Al合金相比其室温拉伸性能有明显提高,搅拌温度为600℃的Si Cp/Mg9Al纳米复合材料的室温拉伸性能最好,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为106 MPa、155 MPa和4%。     

纳米SiC颗粒增强反应烧结碳化硼复合材料的研究

采用真空熔渗法,通过对B4C-C素坯于1550 ℃渗Si,得到了较致密的反应结合碳化硼陶瓷复合材料。通过生成SiC纳米颗粒对材料进行强化,并探讨了纳米SiC颗粒对材料组织与性能的影响及其强韧化机理。实验表明,材料包括B4C、Si、SiC和B12(C,Si,B)3四相。结果表明,选取酚醛树脂作为外加碳源,可在材料中成功引入细小的SiC纳米颗粒,使复合材料的抗折强度、断裂韧性和维氏硬度较以炭黑为外加碳源的材料,分别增加了35 %、36 %和15 %,分别高达442 MPa、4.9 MPa?m1/2和23 GPa。     

超声法制备纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料的显微组织

采用高能超声方法制备纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料,通过SEM和XRD技术对复合材料的微观组织和成分进行研究与分析.在Lennard-Jones势函数的基础上对超声分散纳米颗粒进行了理论探讨.结果表明:在超声作用下,质量分数为1%的纳米SiC颗粒在AZ61镁合金中得到弥散分布;颗粒之间存在的范德华力使得颗粒连接在一起,范德华力与颗粒半径和颗粒间距离的关系表明:直径为100 nm的SiC颗粒之间最大的范德华力约为135 nN,分散团聚纳米颗粒的最小压强约为17.2 MPa.     

固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)研究了固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响。结果表明,415℃固溶处理16h的AM60B镁合金锭料,经610℃部分重熔后可得到初生相颗粒细小、圆整、均匀的半固态组织。AM60B镁合金经415℃×16h固溶处理后,β-Mg17Al12相已完全溶解于α-Mg基体中。在610℃的等温热处理过程中,固溶阶段粗化的枝晶臂重熔,从而导致组织分离是形成这种组织的主要原因。     

高能超声处理在制备纳米SiC颗粒增强镁基复合材料中的作用

利用高能超声复合法制备了纳米SiC颗粒增强Az91D复合材料(n-SiCp/AZ91D),并对高能超声效应及其对颗粒/熔体的作用机理进行了分析.测试分析表明,n-SiCp/AZ91D复合材料组织致密,n-SiCp在基体中分散较好,没有发生界面反应.高能超声作用产生的声空化和声流效应,对颗粒/熔体能够起到除气、除渣、高温、高压及润湿作用,将n-SiCp均匀分布到金属熔体中.     

纳米SiC颗粒增强NiTi形状记忆复合材料制备及其力学性能和阻尼行为

采用粉末冶金梯级烧结法成功制备出轻质、高强且具有一定孔隙率的纳米SiC颗粒增强NiTi合金基形状记忆复合材料(SiC/NiTi).研究发现,所制备的SiC/NiTi复合材料具有稳定的线性超弹性;SiC颗粒的引入使SiC/NiTi复合材料具有较高的压缩强度和等效压缩强度,且强度随SiC含量的增加而提高.研究还表明,SiC...     

半固态AZ91D镁合金制备工艺的研究

研究了添加微量Sr并控制合金的浇注温度制备半固态AZ91D镁合金的工艺,考察了不同的Sr含量和浇注温度对合金凝固组织的影响及部分重熔后合金的微观组织.研究结果表明:通过添加微量的Sr并降低合金的浇注温度,可以获得非枝晶组织的半固态合金坯料;随着Sr含量的增加或浇注温度的降低,合金的晶粒尺寸逐渐减小,其初生相由枝晶向蔷薇状品体转变;添加0.1wt%的Sr,610℃下浇注的合金经过部分重熔后,初生相为球状或颗粒状,基本具备触变过程所需要的组织状态.     

半固态等温处理对AM60B镁合金组织的影响

研究了半固态等温处理工艺对金属型AM60B的组织和初生相尺寸及形态的影响.结果表明,在半固态等温热处理过程中,网状分布的共晶组织先发生熔化;随着等温时间的延长,α相发生熔化分离;等温时间过长时,球状颗粒有长大、合并的趋势,等温温度越高,晶粒间的合并现象越严重.结果表明,在595 ℃时保温60～75 min可以获得较好的球状非枝晶组织;经过两步法短时的高温保温,非枝晶转变进程加快,可以得到较细小均匀的非枝晶组织.     

晶粒细化工艺对AM60镁合金组织性能的影响

简述了Mg—Al系镁合金的晶粒细化工艺。利用X射线荧光光谱仪、光学显微镜、布氏硬度计、电子天平和MTS材料试验机等设备研究了C2Cl6作为晶粒细化剂对AM60镁合金铸件成分、密度、显微组织和力学性能等的影响。结果表明，C2Cl6能够起到良好的晶粒细化效果，可以显著地提高铸件的力学性能。在最佳使用量下，铸态AM60镁合金的晶粒尺寸可以从未使用C2Cl6时的250μm减小到70μm，抗拉强度和伸长率分别为237MPa和18．9％，分别提高了11．3％和65．8％。同时，对C2Cl6在Mg—Al系镁合金中的晶粒细化与性能强化机理进行了探讨。     

铸轧半固态镁合金组织特点

在试验室半固态铸轧试验设备上，进行了镁合金半固态铸轧试验，发现铸轧对半固态镁合金组织有显著的影响。铸轧前组织中初生固相颗粒形状不规则，有枝晶的痕迹；然而铸轧后组织中初生固相颗粒形状非常圆整，接近球形；铸轧对半固态组织具有圆整化的作用，可能是通过固液两相相对流动、摩擦消除尖角而圆整化，或者固相颗粒翻滚、破碎重叠合并而圆整化两种方式实现的。另外在不同的工艺条件下，半固态铸轧镁合金板带组织在表面和心部有不同的表现，厚板带显微组织会出现偏聚，即表面层是激冷微细等轴晶区，心部是半固态组织；而薄板带组织非常均匀，没有偏聚。     

镁合金半固态成形技术的研究现状及发展

介绍镁合金半固态坯料的制备方法和成形工艺,综述国内外对镁合金微观组织和半固态成形技术的研究现状,并展望镁合金半固态成形技术在中国的发展前景.     

半固态AZ91D镁合金流动性的研究

根据金属凝固理论,建立了半固态镁合金流动性的计算模型,采用该模型预测了半固态AZ91D镁合金的充型能力.结果证实,预测结果与试验结果相吻合.通过流动性试验,对半固态AZ91D镁合金的充型能力进行了研究.结果表明,剪切后的半固态镁合金浆料的充型能力明显要比未经剪切的镁合金浆料的充型能力好.随着充型温度降低,剪切前后镁合金浆料充型长度增加值逐渐增大,而随着充型温度的继续降低,剪切前后的充型长度的增加值又逐渐降低.半固态镁合金在560～570℃时充型长度增加值最大.     

流变铸轧AZ91D镁合金半固态组织演变特点

采用旋转管浇注法制得AZ91D镁合金半固态浆料,在水平双辊铸轧机上进行了流变铸轧试验研究,对铸轧前后组织的特点进行了分析比较.结果表明,铸轧可使初晶更加圆整,620 ℃浇注温度下,静置时间短,铸轧对初晶圆整化效果更加显著;铸轧后初晶尺寸略微减小,分布更加均匀;铸轧后薄板面上的初晶晶粒密度低于半固态浆料的晶粒密度,620 ℃浇注温度下,铸轧后晶粒密度显著下降.     

Si-Ca合金对AM60镁合金凝固过程及显微组织的影响

在AM60镁合金中加入Si-Ca合金后,借助OM和SEM进行了显微组织观察.结果表明,适量的Si-Ca合金加入后,合金中形成了弥散分布的呈规则多边形状的Mg<,2>Si颗粒,晶粒明显细化,Mg<,17>Al<,12>相更容易独立生长形成离异共晶,且分布也更加弥散.另外,探讨了Si-Ca合金对AM60镁合金凝固过程的影响,分析了合金显微组织改善的原因.     

双辊流变铸轧半固态AZ91D镁合金板坯的组织和织构

采用LSPSF法制备出AZ91D镁合金半固态浆料,对其进行流变铸轧成板坯,利用金相观察、X射线衍射分析等方法对板坯的组织和织构进行了研究。结果表明,板坯中的物相主要由α-Mg和Mg17Al12组成;沿着铸轧方向(板坯纵向),由于半固态浆料中液相的流动速度比固相大,板坯纵向后端的初生相体积分数比前端更大,同时由于辊面对板坯的冷却作用,板坯的表面晶粒较芯部更细小。研究还发现,板坯横向中间位置上没有产生明显的(0002)基面织构现象,而在板坯横向边缘位置上,基体Mg锥面(101-1)与棱柱面(101-0)上所呈现的择优取向越来越明显。     

工艺参数对半固态Al-4Cu-Mg合金微观组织与性能的影响

采用应变诱发熔化激活工艺(SIMA)制备了半固态Al-4Cu-Mg合金，并对其组织性能进行了研究。结果表明：通过合理选择SIMA工艺参数，能够得到晶粒尺寸小且呈近球状的半固态组织；SIMA工艺参数对晶粒的大小和形状产生较大的影响。变形量越大、等温温度越低和保温时间越短，晶粒尺寸越小；变形量越大、等温温度越高和保温时间越长，分形维数越小，晶粒越圆整；采用变形量为20％～25％、等温温度为580～600℃和保温时间为2～6min的合理SIMA工艺参数，可获得室温抗压强度和屈服强度分别为358～387MPa和246-265MPa的半固态材料。     

预变形及退火对变形镁合金组织及性能影响研究进展

变形镁合金受限于成形工艺,致使其室温成形性较差并且具有较强的各向异性。通过在不同变形条件进行预变形结合退火处理能够有效弱化镁合金织构从而改善镁合金的力学性能。总结并评述了3种预变形方式结合退火处理对镁合金微观组织与力学性能的影响,并对未来的发展提出了建议。