Mg-Zn-Y三元合金富Mg区凝固组织及二十面体准晶相形貌

通过常规凝固方法在Mg28Zn2Y三元合金中的富Mg区获得了二十面体稳定准晶相。Mg28Zn2Y三元合金铸态组织中存在α-Mg相，Mg7Zn3相和二十面体准晶相。该合金的准晶形貌有两种：一种为尺寸较大、具有五次对称性的花瓣状；另一种为尺寸稍小、对称性不太明显的团状。五次对称性的花瓣状形貌是二十面体准晶，是按其特有的五次对称轴的择优方向自由生长所致。冷却速率直接影响合金凝固过程中准晶熟化时间。熟化时间越长，越容易使准晶花瓣端部粗化以及在端部发生分又。端部的分叉容易使得花瓣准晶破碎，破碎的准晶游离到低温相中，在界面能的作用下形成多边形形貌。     

塑性变形对Zr-Al-Ni-Cu-Ag非晶合金中二十面体准晶相析出的影响

利用x射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究了轧制对Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5非晶合金中二十面体准晶相析出的影响.实验发现,经轧制塑性变形合金在随后的加热过程中二十面体准晶相的析出量增加,在变形量ε=70%时达到最大.另外,析出的二十面体准晶相的稳定性随着变形量增大而提高,在ε=70%时达到最大,随后又开始降低.这是由于合金在塑性变形过程中的原子组态发生变化所致.     

Mg-Zn-Y三元合金中二十面体准晶相生长形貌及其演化

采用常规凝固方法在Mg-Zn-Y三元合金系中获得了大体积分数的二十面体准晶。二十面体准晶相有2种典型形貌特征：一种为花瓣状，另一种为多边形形状。这是准晶在生长过程中形貌演化的结果。合金的成分和冷却速率是影响准晶形貌的主要岗素。准晶合金中生成的低温相越多，冷却速率越慢，准晶相生长的时间和空间条件越好，准晶相越容易由花瓣状演化成多边形状。准晶的形成有包晶反应参与，包晶反应是一种由初生固态相扩散控制的反应，因此，准晶在生长初期和最终形态其元素含量有明显差别，分析表明，准晶生长初期Mg元素含量偏低，Zn和Y元素含量偏高。     

含二十面体准晶相的铸态Mg-Zn-Y合金阻尼性能的研究

采用传统铸造方法制备Mg-Zn-Y合金,基于典型的含二十面体准晶相的Mg93Zn6Y1合金,研究了铸态Mg-Zn-Y合金的枝晶形貌与其阻尼性能的关系。通过控制浇注温度,搅拌速度和搅拌时间,获得不同参数下的合金的枝晶形貌。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1的显微组织主要由α-Mg树枝状晶体和二十面体准晶相组成。搅拌后,初始α-Mg树枝状晶体逐渐具有分形特征,且其尺寸变化,从而影响合金的阻尼能力。本文详细讨论了这一机制。     

普通凝固Mg-Zn-Y合金中的准晶相

采用普通凝固技术制备了镁合金稳定态准晶相.通过光学显微镜、X射线衍射、扫描和透射电子显微分析,确定了准晶的组织、相成分及结构.实验结果发现:Mg-Zn-Y三元合金在室温冷却过程中,准晶相直接从液相形核、长大;当合金成分为Mg74Zn25Y1时,凝固组织为MgZn基体相、析出相为α-Mg固溶体及二十面体Mg30Zn60Y10准晶相;当x(Y)为2%、3%时,合金中出现共析组织.     

Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相的形成和生长

通过常规凝固方法在Mg30Zn60Y10三元合金中获得大体积分数准晶。准晶相由包晶反应生成。能谱分析结果表明包晶反应中初生相的成分近似为Mg16.32Zn70.60Y13.08，准晶相成分为Mg36.94Zn56.21Y6.63。差热分析显示初生相在723℃形成，准晶相生成温度为648℃。利用快淬方法使准晶相生长初期形貌得以保留，发现准晶相初期形貌受初生相形貌直接影响，但随后则接其晶体学优先方向生长，最终长成花瓣状准晶。准晶合金凝固过程中生成的低温相越多，准晶相熟化时间越长，越容易使准晶花瓣端部粗化以及在端部发生分叉。端部的分叉使得花瓣准晶破碎，这些破碎的准晶游离到低温相中在界面能的作用下形成多边形结构。     

Al-Mg-Zn二十面体准晶合金中的Frank-Kasper相

Frank-Kasper相Mg32(Al,Zn)49是与其准晶相相对应的1/1近似相,它具有二十面体壳层密堆结构。研究了在常规凝固条件下化学成分为AlxMg40Zn60-x(x=20~45,摩尔分数)合金中Frank-Kasper相的组织形貌。利用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜,确定了Frank-Kasper相的组织及成分。结果表明:AlxMg40Zn60-x(x=20~45)合金中均为单相的Frank-Kasper相;随铝含量的增加,其形貌由花瓣状逐渐向“十字架”状组织转变。     

Al65Cu20Fe15合金的凝固组织及二十面体准晶的生成

用Ｘ射线能谱分析、电子背散射衍射和粉末Ｘ射线衍射等技术研究了Ａｌ６５Ｃｕ２０Ｆｅ１５合金的铸锭及其退火后的显微组织和相组成。发现铸锭中的初生晶是λ－（Ａｌ,Ｃｕ）１３Ｆｅ４,呈明显的枝晶结构。     

Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相的生长及形态演化

利用楔形铜模具激冷浇注方法和SEM、XRD、DTA、TEM等分析手段,研究了Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相(I-相)的形成过程和不同冷速下该合金的凝固组织.研究结果表明,在中等冷速下,I-相主要以初生相与剩余液相发生包晶反应形成.随着冷速的增大,I-相的生长形貌将由棱面状向枝晶状转变.当冷速大到一定程度时发生初生相的相选择.在利用DTA分析I-相的形成温度时发现,包晶反应即I-相开始形成的温度受分析时采用的温度变化速率影响.     

含准晶相的Mg-Zn-Gd-Er-Zr合金的组织和拉伸性能

采用重力铸造方法制备了3种Mg-6Zn-(1.6-x)Gd-xEr-0.5Zr(x=0.4,0.8和1.2)合金,研究了3种铸态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：3种合金的组织均主要由α-Mg基体和准晶相组成。随着Er含量的增加,合金中初生α-Mg晶粒逐渐细化,其形貌由等轴枝晶状转变为蔷薇状,同时呈不连续网状分布在晶界处的第二相也有逐渐断开的趋势。随着Er含量的增加,合金的拉伸性能逐渐提高。当Er含量为1.2 mass%时,Mg-6Zn-0.4Gd-1.2Er-0.5Zr合金的极限抗拉强度和伸长率分别为209 MPa和10.4%,相较于Mg-6Zn-1.2Gd-0.4Er-0.5Zr合金提升了27.4%和33.3%。     

Microstructure Formation and Mechanical Property Involving Icosahedral Quasicrystal Phase of Y Rich Mg-Zn-Y Quasicrystal Alloy

The microstructure formation and mechanical property involving icosahedral quasicrystal (I-phase) in the Y-rich Mg-Zn-Y alloy have been studied. The equilibrium formation of I-phase from the Y-rich Mg-Zn-Y melt is through a peritectic reaction between the Y-rich melt and the primary W-phase, which is discussed in detail. The independent nucleation and coupling growth mechanism between the W-phase and the I-phase, from the melt, are revealed, which is significant for understanding the peritectic reaction process involving icosahedral quasicrystal in the Mg-Zn-Y alloy. The mechanism of the quasicrystal phase strengthened magnesium alloys is also discussed here.     

流变挤压铸造制备LPSO结构增强Mg-Zn-Y-Zr合金及其组织性能

采用流变挤压铸造工艺制备了含有LPSO结构的Mg99.9-3xZnxY2xZr0.1(x=0.5、1、2,摩尔分数,%)合金,研究了合金的微观组织特征及力学性能。结果表明,流变挤压铸造能有效细化合金的微观组织。合金的基体组织由尺寸较大的α1-Mg和尺寸较小的α2-Mg晶粒组成,LPSO结构呈细小的网状结构均匀地分布在晶界处,LPSO结构的含量越低,其细化效果越明显。随着挤压压力增大,合金中LPSO结构的厚度越来越小,当压力达到100MPa后,厚度变化趋缓。与常规重力铸造相比,流变挤压铸造能有效提高合金的力学性能,特别是伸长率。在400MPa下的流变挤压铸造Mg96.9Zn1Y2Zr0.1合金的抗拉强度和伸长率较重力铸造下分别提高了19%和170%。     

Y含量对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用X射线衍射和金相显微分析研究了元素Y对Mg-3Zn-xY（x=0．5、1．5、3．0．6．0，质量分数／％）合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，在基体中和晶界分布的弥散质点随Y含量的增加而增多，尺寸增大。合金中二次相的种类取决于加（Zn）／w（Y）之比值，随着Y含量的增加，合金中的二次相依次从Mg，Zn，相＋I相、I相＋W相到W相＋H相、H相转变，晶间组织的形态也由点状、细线状向网状转变。合金的抗拉强度、硬度、冲击韧度随着Y含量的增加而提高，塑性则逐渐下降。但Y含量达到6％时合金的综合力学性能下降。     

铝硅合金硅相演变及其对力学性能的影响

用SEM观察Al-Si合金中富硅相在固溶过程中形貌的演变。结果表明：固溶初期，硅相发生缩颈、钝化、溶断并伴随长大；随后硅相的长大是受扩散控制的粗化过程，且符合LSW粗化模型；固溶后期，硅相形貌恶化出现棱角小面和搭接特征。通过定量金相测量及回归分析，硅相的形态对合金的力学性能影响显著。     

工艺参数对钛/铝异种合金回填式搅拌摩擦点焊连接质量的影响

采用回填式搅拌摩擦点焊工艺(Refill friction stir spot welding,FSpW)对厚度均为2 mm的5A02-O铝合金和TC4钛合金板材进行焊接。通过改变停留时间和回填速度,探究不同工艺参数对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,在选定工艺范围内,焊点成型良好,搅拌区晶粒细小,热影响区晶粒长大但有限,搅拌套作用区界面原子扩散距离比搅拌针作用区更大,停留时间6 s获得的焊点界面原子扩散距离和金属间化合物(IMC)厚度在1 μm左右。随着回填速度提高,接头承载载荷总体呈现上升趋势,但仍有数值波动,回填速度为30 mm/min,停留时间为6s获得接头拉剪载荷最低为4861 N,回填速度为90 mm/min,停留时间为6 s获得接头拉剪载荷最高为6617 N,拉剪后宏观断面较为平整,断裂模式为剪切断裂,微观断口由韧窝组成。     

高铝锌基合金组织与性能的研究

研究30%～50%含铝量的高铝锌基合金的组织和性能以及温度对力学性能的影响.从差示扫描量热分析和显微组织得出:随含铝量的增加,合金的熔点提高,α相枝晶增多,晶间的共晶体减少.表明含50% Al的ZA50合金具有较好的力学性能和高温性能.     

热处理对Mg-Zn-Y合金显微组织和显微硬度的影响

本文采用铜模铸造方法制备出的Mg-Zn-Y合金,对所制试样进行两种不同工艺的热处理,并研究热处理对该合金的微观组织和显微硬度的影响。研究发现T6（420℃×24h＋150℃）态和高温退火（550℃×2h）态的合金晶粒中分散着一些小的颗粒相,T6态的絮状组织发生分离、显微硬度降低,而高温退火态合金的显微硬度却有一定程度的升高。     

Effect of Partially Substituting Ca with Mischmetal on the Microstructure and Mechanical Properties of Extruded Mg-Al-Ca-Mn-Based Alloys

Mg-2Al-1.2Ca-0.2Mn(at%)-based alloys with Ce-rich mischmetal(MM) substitution of 0–0.6 at% for Ca were hot extruded at 400 °C. The effect of MM substitution on the microstructure and mechanical properties of the extruded alloys was investigated. The as-cast Mg-2Al-1.2Ca-0.2Mn alloy is mainly composed of a-Mg, Mg_2Ca and(Mg,Al)_2Ca phases and Al_8Mn_5 precipitates, whereas the substitution of MM brings about the formation of Al_(11)MM_3, Al_2MM phases and Al_(10)MM_2Mn_7 particles with the absence of (Mg,Al)_2Ca phase. The volume fraction of MM-containing phases increases with increasing MM contents. All of the extruded alloys exhibit bimodal microstructure comprising fine dynamically recrystallized grains with almost random orientation and coarse deformed grains with strong basal texture. Dense nanosized planar Al_2Ca and spherical Al–Mn phases precipitate inside the deformed grains. High tensile yield strengths of~ 350 MPa and moderate elongations to failure of 12% are obtained in all extruded alloys; the MM substitution induces negligible difference in the tensile properties at ambient temperature, while the highest MM substitution improves the strength at 180 °C due to the better thermal stability of the fragmented MM-containing phases.     

Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

以Mg6Zn2Y为基础研究了Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y基合金组织和性能的影响.结果表明铸态下增加1%Zn的合金的组织变得粗大,抗拉强度降低约10%,伸长率降低25%;同时添加1%Zn和1%Y的合金组织明显细化,抗拉强度和伸长率分别提高11%和17%;挤压后由于Y的加入形成了高熔点的化合物相,合金受这些相抑制,没有发生动态再结晶,力学性能因挤压变形得到不同程度的提高,对比分析Mg7Zn3Y合金拥有抗拉强度355 MPa和伸长率4.5%较好的综合性能.     

Microstructure and High Damping Properties of Mg-Zn-Y Alloys Containing LPSO Phase and I Phase

研究了含有LPSO相和I相的高阻尼Mg-Zn-Y合金。通过光学显微镜(OP)和SEM电镜观察了高阻尼Mg80Y4Zn16 (at%)合金的显微组织。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变。对不同固溶时间 (3, 6, 9 h) 的组织演变和阻尼特性进行了详细研究。结果表明, Mg80Y4Zn16合金相的主要成分是α-Mg, Mg12ZnY, Mg3Zn6Y及 Mg10ZnY2相,首次报道了该合金中I相和LPSO相共存。该合金的平均阻尼值是0.03,这表明其为高阻尼合金; 阻尼是应变振幅依赖型。对合金的高阻尼机制也进行了详细地讨论。