Sr对Mg-5Sn-5Zn铸造镁合金组织的影响

通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了Mg-5Sn-5Zn-xSr（x=0,0.5,1,2）4种铸造镁合金的显微组织和相组成.结果表明：在Mg-5Sn-5Zn合金中加入质量分数为0.5%～2%的Sr元素后,不但能够缩小α-Mg枝晶间距,而且还能形成三元相MgSnSr.随着Sr含量的增加,在晶界析出的Mg2Sn相减少,晶内的MgSnSr相增加。合金中的MgZn相与Mg2Sn相依附在一起,大多数的MgZn相以α-Mg＋MgZn相的共晶方式存在.     

工艺条件对镁合金中CaMgSn形态与硬度的影响

由于CaMgSn的形貌对Mg-Sn-Ca系合金力学性能有重要影响,因此,研究了慢冷、快冷及时效处理对CaMgSn组织形貌的影响规律.分别采用光学显微镜、扫描电镜、x-射线衍射仪和显微硬度计对比分析了不同处理条件对Mg-3Sn-2Ca-3Cu合金微观组织、相结构和硬度的影响.分析结果表明：Mg-3Sn-2Ca-3Cu合金慢冷组织主要由α-Mg、CaMgSn、CuMg₂、（Cu,Ca）Mg₂和Mg₂Sn构成,其中CaMgSn为粗大的棒状相.快冷及时效处理后,CaMgSn的形态发生了明显的改变,在时效48h的时候转变为近球状形貌;时效处理后,合金的显微硬度得到了明显的提高,在时效48h的时候达到最高值HV 77.随着时效时间的延长,表现为硬度的降低和第二相与基体的脱离.     

Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相分析

为了确定Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相的形态和物相组成,分别在150、200、250和300 ℃对挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金进行不同时间的时效处理.采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)等技术检测并分析了不同温度时效后的析出相形态和物相组成,用扩散理论分析了时效温度对析出相的影响.结果表明,合金经不同温度时效后析出相是白色块状的Mg₂(Gd,Y)、Mg₃(Gd,Y)和片状的Mg₅(Gd,Y).分析认为,时效温度决定了Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相的形态.     

稀土镨对金属间化合物Mg2Si组织的影响

为了改善金属间化合物Mg₂Si在常温下的组织形态与分布,采用在Al₃₀Mg₂Si合金中添加不同量稀土元素镨（Pr）的办法,研究Pr对该合金中Mg₂Si变质的影响.结果表明：适量的稀土元素Pr能够明显细化Mg₂Si晶粒,改善其形态及其分布.当Pr加入0.2%时能够抑制Mg₂Si树枝晶生长,且能使Mg₂Si相均匀分布.当Pr加入0.6%~0.8%时,Mg₂Si相呈规则多边体形态,且分布更加均匀,组织更加细小,可认为该含量时Mg₂Si组织最完善,稀土Pr变质效果最好.当Pr增加到1.7%时,Mg₂Si相再次呈不规则状,且分布不均匀.     

Ca对Mg-Zn合金热裂敏感性的影响

为了研究Ca元素对Mg-Zn二元合金热裂敏感性的影响,采用自制的“T”字形热裂仪器,以Mg-1.5Zn合金为基础合金,通过添加1%~4%的Ca元素来研究Mg-Zn-Ca系合金的热裂行为.采用金相显微镜及扫描电镜观察热裂区域的显微组织,分析Mg-Zn-Ca三元合金的热裂形成机理.结果表明,对于Mg-1.5Zn-xCa合金而言,随着Ca添加量的增加,热裂纹体积不断减小,合金的热裂敏感性降低; 热裂发生时,Mg-1.5Zn-xCa合金中剩余液相体积分数逐渐增加,补缩效果不断提高,热裂敏感性随着Ca添加量的增加而逐渐降低; 对于Mg-Zn-Ca合金而言,裂纹处的补缩物质为α-Mg和Ca₂Mg₆Zn₃、Mg₂Ca相的混合物.     

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg_2Si相的变质作用

为了获得性能优良的耐热镁合金,研究了Sr对初生和共晶Mg_2Si相的变质作用,并利用扫描电子显微镜观察了Mg_2Si相的形貌特征与Mg-1.7Si-x Sr合金的微观组织.结果表明,当Sr的质量分数处于1.0%~1.5%范围内时,可对初生和共晶Mg_2Si相进行有效变质.Sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现,引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变,因而Sr可对初生Mg_2Si相起到变质作用.Sr的添加还可将Mg+Mg_2Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式,使得Mg_2Si相的生长形态产生改变,因而Sr可对共晶Mg_2Si起到变质作用.     

Mg-Al合金非平衡凝固共晶组织及形成机理

为了研究Mg-Al合金非平衡凝固组织,利用扫描电镜(SEM)、x-射线衍射仪以及拉伸性能测试,分析了金属型铸造Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的铸态组织.结果表明,Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的铸态组织由α固溶体、沿晶界分布共晶组织及其附近的次生相所组成,共晶组织以β-Mg₁₇Al₁₂为基且其上分布着粒状α相,次生β相与α固溶体以片层相间的形式出现.采用金属型铸造,实验合金的冷却速度较快,先形成离异共晶的β-Mg₁₇Al₁₂相,后形成以β-Mg₁₇Al₁₂为基的共晶组织.该组织为类似于铁碳合金中莱氏体的非规则共晶体,强度和塑性很低,因此,Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的力学性能普遍较低.     

电磁搅拌对Al-18Mg2Si合金组织与性能的影响

为了研究电磁搅拌对Al-18Mg₂Si合金组织及性能的影响规律,对Al-18Mg₂Si合金进行了不同磁感应强度和搅拌时间的电磁搅拌实验.通过显微组织分析和力学测试表明,提高磁感应强度和延长搅拌时间,合金中的初生Mg₂Si相明显圆整、细化;合金的抗拉强度和硬度也有一定程度的提高.但磁感应强度过大,会导致合金组织粗化;搅拌时间过长,会使性能降低.磁感应强度在0.01～0.012T、时间持续60s的电磁搅拌能够显著改善Al-18Mg₂Si合金的显微组织和力学性能.     

7A52铝合金搅拌摩擦焊接头第二相的形貌及相组成

为进一步研究高强铝合金搅拌摩擦焊接头的性能,必须对接头中的第二相进行明确表征.采用光学显微镜、扫描电镜及能谱、透射电镜对7A52铝合金搅拌摩擦焊接头第二相的种类、数量、形状、大小、分布进行了观察.结果表明,基材的第二相组成主要为沿轧制方向分布的粗大Al₆（Mn,Fe）和Mg₂Si,细小的η′相（MgZn₂）和η相（MgZn₂）,其他各区均弥散分布αAl₁₂（Fe,Mn）3Si和Mg₂Si.动态再结晶区主要包含T相（Mg₃₂（Al,Zn）49）、Al₆Mn、S相（Al₂CuMg）.热机影响区晶界处连续分布条带状A_l6Mn,η相发生粗化,分布在晶粒内部,由原来的长条状破碎成椭球状,晶界有无沉淀析出带.热影响区与基材相比,η′相形貌和分布状况并无明显变化,η相明显粗化;与热机影响区相比,Al₆Mn仍然在晶界处呈条带状分布,晶内有S相存在.     

Mn对Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织及力学性能的影响

利用纯镁锭、锡锭,纯铝粒、锌粒及含锰10%的镁锰中间合金制备Mg-5Sn-2AlZn-xMn合金(x=0、0.2、0.5及0.8),对Mn的含量进行调整,通过光学显微组织分析、XRD分析、扫描电镜(EDS)以及室温抗压强度测试,研究不同Mn含量对合金铸态、固溶后组织及力学性能的影响。结果表明:Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相以及较少量的β-Mg_(17)Al_(12)相组成;Mn含量的增加促进了Mg_2Sn相和β-Mg_(17)Al_(12)相在枝晶间的析出分布,并使枝晶细化;对不同Mn含量的合金进行室温压缩实验,表明当Mn含量在0.2%和0.5%时室温力学性能较好,固溶态合金的抗压强度由不含Mn时的355MPa分别提高到370MPa和360MPa,铸态合金也由不含Mn时的350MPa提高到360MPa;当含Mn达到0.8%时,颗粒状的第二相分布明显增多,其力学性能也急剧下降。     

Mg-Zn-Ca非晶合金对酸性红偶氮颜料的降解能力

为了有效降低酸性红偶氮颜料废水对环境的危害,研究了Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力与非晶条带的循环使用次数对废水的降解速率和脱色率的影响.结果表明,当x不大于4时,M g71+xZn24-xCa5合金可以形成非晶条带.降解速率和脱色率随非晶条带中Mg含量的增加而提高,Mg71Zn24Ca5、Mg73Zn22Ca5和Mg75Zn20Ca5合金与废水作用1 h后的脱色率分别达到83.56%、85.75%和87.18%.脱色反应前后非晶条带的结构基本不变,表明非晶合金具有循环使用特征.非晶合金中Ca元素可以优先富集形成矿化物质,从而造成Mg元素在合金表面的富集,这成为非晶合金的降解能力并未显著降低的主要原因.     

Al-Y-Fe合金玻璃形成能力及其热稳定性

为了分析Al-Y-Fe三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al(100-2x)YxFex(其中x=3,4,5,6,7,8,9)、Al89Y5Fe6、Al88Y5Fe7和Al87Y5Fe8合金条带.利用x-射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪(DSC)分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明,Al88Y6Fe6、Al84Y7Fe7、Al89Y5Fe6和Al88Y5Fe7可以形成完全非晶合金;Al88Y5Fe7非晶合金280℃等温退火30 min析出纳米尺寸Al晶体,370℃等温退火30 min Al晶体发生进一步长大并有金属间化合物析出.     

Microstructures, mechanical properties and compressive creep behaviors of as-cast Mg-5%Sn-（0-1 .0）%Pb alloys

The microstructures, tensile properties and compressive creep behaviors of Mg-5%Sn-(0–1.0)%Pb (mass fraction) alloys were studied. The microstructures of the Mg-Sn-Pb alloys consist of dendritic α-Mg and Mg₂Sn phase. The addition of Pb can refine the size of Mg₂Sn phase and grain size, reduce the amount of Mg₂Sn phase at grain or inter-dendrite boundaries and change the distribution of Mg₂Sn phase. Pb exists in the Mg₂Sn phase or dissolves in α-Mg matrix. The mechanical properties of the tested alloys at room temperature are improved with the addition of Pb. When the Pb content is over 0.5%, the mechanical properties are decreased gradually. The Mg-5%Sn-0.5%Pb shows the best ultimate tensile strength and elongation, 174 MPa and 14.3%, respectively. However, the compressive creep resistance of the Mg-Sn-Pb alloys is much lower than that of the Mg-Sn binary alloy at 175 °C with applied load of 55 MPa, which means that Pb has negative effects on the compressive creep resistance of the as-cast Mg-Sn alloys.     

Mg_2Si的声子谱与力热性能的第一性原理计算

针对6xxx系铝合金的主要强化相Mg2Si的力热性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算,得到了Mg2Si的平衡晶格常数、弹性系数、声子谱、声子态密度以及相关热力学参量,并对计算曲线进行了理论分析.结果表明:合金强化相Mg2Si的刚性较好,脆性较强,在合金中能起到强化作用.通过声子谱及声子态密度曲线可知,存在9条色散关系曲线,其中3条为声学波,6条为光学波,且频率在8.51 THz附近的格波振动较强.随着温度的增加,熵、焓均增加,而自由能减少.当温度低于200 K时,热容量随着温度的增加而明显增加;当温度高于400K后,热容量接近于常量,其计算结果与物理规律一致.     

Bi对Al-30% Mg_2Si复合材料组织和性能的影响

为了研究铋(Bi)对Al-30%Mg2Si复合材料显微组织和力学性能的影响,利用原位内生工艺制备了Al-30%Mg2Si复合材料,并加入不同量的Bi对其细化变质.利用扫描电镜进行显微组织观察,并利用布氏硬度计和液压式万能试验机进行力学性能测试.试验结果显示,稀土Bi的质量分数由0%增加至5%时,初生相Mg2Si的平均晶粒尺寸先减小后变大,而抗拉强度、硬度和伸长率则先提高后减小;当Bi加入量约为3%时,初生相Mg2Si显微组织细化效果最为明显,综合力学性能最好.