Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag(质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

铸态Mg-Li-Al-xSi合金微观组织和力学性能（英文）

实验铸造了Mg-9Li-3Al-x Si(x=0,0.1,0.5,1.0,质量分数,%)合金并通过OM,SEM,XRD和力学性能测试对其进行了研究。结果表明:铸态Mg-9Li-3Al合金组织中主要由α-Mg、β-Li、Mg_(17)Al_(12)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,且Si能够抑制Mg_(17)Al_(12)的形成;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Mg_2Si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182.5 MPa,延伸率为12.1%。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能（英文）

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa(x=0.5,1.0,1.5,mass fraction%)合金经过200℃等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg_(41)Sm_5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在T5(峰值时效)态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒,其大小约为5.1μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg_2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5%时,晶界处含Ca的块状Mg_(41)Sm_5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的HV硬度值(820 MPa)以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa,189 MPa和24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg_(41)Sm_5相的析出强化。     

Zn和Gd元素含量和比例对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究Zn和Gd元素含量及其质量比对铸态和挤压态Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响。挤压后,析出相破碎。β-Li中分散着粒径约100 nm的球形微粒。形成了由长条状α-Mg粗晶和再结晶β-Li细晶组成的双峰结构。挤压后合金的强度和塑性显著提高,且屈服强度和极限抗拉强度随Zn和Gd含量的增加而增加。Mg-8Li-8Zn-2Gd合金表现出最优的综合性能,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别为274 MPa、283 MPa和39.9%。挤压态合金主要强化机制为由β-Li的细晶强化和α-Mg的织构强化组成的双模态结构强化和析出相的弥散强化。     

Al含量对单晶TiAl合金力学性能的影响（英文）

通过改变TiAl中Al的含量,用分子动力学方法研究了Al含量对含有裂纹的单晶TiAl试件性能及裂纹扩展的影响,分析了不同Al含量下的应力-应变曲线,缺陷的演化过程。模拟结果表明:Al含量不同,材料的弹性模量和强度也不同。Al含量低于45 at%时,由于层错和位错的产生以及位错反应和运动产生的空位和空位的迁移提高了试件的塑性使得试件表现出良好的塑性,而大于该含量时,试件呈明显的脆性;Al含量较低时,裂纹以塑性变形的方式扩展,Al含量较高时,裂纹以脆性方式断裂。即Al含量会影响材料的性能;随着Al含量降低,试件的塑性增强,此外,Al含量对裂纹的扩展机制也有很大影响。     

锌含量对时效态Mg-8Sn-x Zn-2Al合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和万能力学试验机研究了不同Zn含量对时效态Mg-8Sn-x Zn-2Al (x=4,5,7)合金(简记为TZA842、TZA852、TZA872)组织和性能的影响。结果表明,时效态TZA852合金的平均晶粒尺寸最小,细小的第二相体积分数最大、分布最均匀。而且,时效态TZA852合金具有优良的时效行为和力学性能。这主要是因为TZA852合金体积分数最大的细小第二相起到了最强的析出强化作用,同时,时效态TZA852合金中粗大的第二相粒子体积分数最小,减小了应力集中的发生,可有效地防止裂纹萌生。     

Al含量对铸态V-Alx合金组织和力学性能的影响

V-Al合金膜有着良好的抗氢脆性和高的氢渗透率,有望成为未来取代Pd合金膜的替代材料。V-Al合金的显微组织不仅影响氢分离性能,还将影响强度和塑性成形性能。本研究通过真空非自耗电弧炉熔炼制备了氢分离用V-Alx(x=5,10,20,30,at%,下同)合金。利用扫描电镜/能谱仪、X射线衍射仪及拉伸试验机和维氏硬度仪等手段,研究了Al含量对铸态V-Alx合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:V-Alx合金凝固组织均由V基固溶体及Al2O3粒子组成。Al元素的添加对合金有细化晶粒的作用,随Al含量增加,合金晶粒尺寸减小。当Al元素含量为5at%时,合金抗拉强度达到最大,为236MPa,比纯V提高了12%,这是细晶强化、固溶强化和析出强化的共同结果,此时延伸率相比纯V略有降低。当Al元素含量达到10at%及以上时,Al2O3粒子发生粗化导致合金抗拉强度下降,延伸率急剧下降,合金失去塑性。     

Al含量对铸态V-Alx合金组织和力学性能的影响

V-Al合金膜有着良好的抗氢脆性和高的氢渗透率,有望成为未来取代Pd合金膜的替代材料.V-Al合金的显微组织不仅影响氢分离性能,还将影响强度和塑性成形性能.本研究通过真空非自耗电弧炉熔炼制备了氢分离用V-Alx(x=5,10,20,30,at％,下同)合金.利用扫描电镜/能谱仪、X射线衍射仪及拉伸试验机和维氏硬度仪等手...     

Li含量对Mg-xLi-3(Al-Si)合金显微组织和力学性能的影响（英文）

基于α-Mg、α-Mg+β-Li和β-Li三种相结构,制备Mg-4Li-3(Al-Si)、Mg-8Li-3(Al-Si)和Mg-12Li-3(Al-Si)三种合金,用于研究Al-Si共晶体对其组织和力学性能的影响。在Mg-xLi (x=4%,8%和12%,质量分数)合金中添加Al-Si共晶体分别形成以下的Al-Li析出相:Al_3Li、AlLi和Li_3Al_2。此外,在这三种合金中还发现大量的Mg_2Si相颗粒。拉伸试验结果表明,Mg-4Li-3(Al-Si)合金的极限抗拉强度最高,为249 MPa,其伸长率最低,为6.3%。Mg-12Li-3(Al-Si)合金的伸长率最高,为26%,但极限抗拉强度最低,为173 MPa。这三种合金力学性能的差异归因于晶体结构的不同以及析出物类型、形态和分布的不同。     

挤压和时效态Mg-Y-Cu合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计和万能试验机,研究了挤压和时效态Mg-6.8Y-2.5Cu(质量分数,％)合金的显微组织和力学性能.结果表明:挤压合金主要由α-Mg基体、沿挤压方向分布的片层状和块状18R类型的长周期堆垛有序相(18R-LPS...     

高Li含量Al-Cu-Li合金时效析出相的分布与演化（英文）

采用透射电镜研究高Li含量(2.14%,质量分数)1460铝锂合金T6(145、160、175℃)及T8双级时效(4%预变形,130℃,24 h+160℃)时析出相的演化及分布。合金的时效析出相包括δ'(Al_3Li)相和T1(Al_2CuL i)相,其中δ'相为晶内优先析出相。低温(145℃)T6时效时,晶内还形成大量均匀分布而且稳定的δ'/GPI/δ'复合相。较高温度(160℃及175℃) T6时效时,还会析出大量T1相;T1相优先于(亚)晶界形核,而后随时效时间延长,逐渐在晶内析出。T8双级时效时,晶内可形成δ'/GPI/δ'复合相及T1相;其中δ'/GPI/δ'复合相开始形成于第一级低温时效,并于第二级较高温度时效时一直稳定存在;T1相则形成于第二级时效,且T8时效时的预变形促进T1相在晶内快速析出。     

计算机模拟Al—Li二元合金中δ‘（Al3Li）沉淀相的时效组织演变

利用离散格点模型,通过计算机模拟Al-Li二元合金中δ‘沉淀相的时效组织演变,并进行热力学分析,发现,当CLi=0.12(CLi为Li的浓度）时,δ‘相沉淀通过形核长大机制进行,未发现协同有序化过程,随着浓度的增加,沉淀相的连接和相遇更加频繁,δ‘相越来越偏离球状。     

AlCuFe共晶合金的显微组织和力学性能（英文）

制备特殊用途的AlCuFe合金,评估生长速率变化导致的结果,因为材料生长速率不同而引起的共晶间距(显微组织)的变化会影响其力学、电和热性能。为了研究AlCuFe合金的显微组织,在恒定的温度梯度(G=8.50 K/mm)和5种不同的生长速率(V=8.25, 16.60, 41.65, 90.05, 164.80μm/s)下,通过定向凝固法制备共晶成分的Al-32.5%Cu-0.5%Fe(质量分数)合金。得到生长速率对共晶间距影响,并通过对显微组织变化的回归分析及Hall-Petch关系得出显微硬度和极限拉伸强度。结果表明,尽管生长速率增加约20倍,但共晶间距却减少约5个数量级,而生长速率和显微组织变化导致的力学性能变化约为1.5个数量级。     

铸态和挤压态生物医用Mg-Zn-Y-Zr-Ca合金在不同温度下的显微组织与力学性能（英文）

对一种新型生物医用镁合金Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca分别在270,300和330°C下进行铸造和挤出实验。通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电子显微镜、能量色散光谱、X射线衍射技术、透射电子显微镜和电子背散射衍射研究铸态和不同挤出参数下挤压态合金的显微组织和力学性能。结果表明,270°C挤压态合金具有最佳的综合力学性能,其极限拉伸强度和伸长率分别达到315MPa和26%,这与晶粒细化、较弱的基底织构和第二相强化有关。经热挤压后,Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca合金出现大量动态再结晶。连续的Mg_3YZn_6相带逐渐分裂成不连续的链状或点状结构,且晶粒分布更均匀。挤压态Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca合金呈(0001)基面平行于挤出方向的弱织构特征。     

EW75-0.7Al合金挤压、时效态的组织及力学性能

通过OM、SEM、硬度及拉伸等测试手段,研究了EW75-0.7Al合金挤压及时效态的组织和力学性能。结果表明,挤压后合金晶粒明显细化,室温力学性能显著提高,抗拉强度为330MPa,屈服强度为242MPa,伸长率为11%。通过对合金进行T5时效处理,确定EW75-0.7Al合金的最佳T5峰时效制度为225℃×12h,经过T5峰时效处理后,合金的室温强度相比挤压态提高约100MPa。T5峰时效态合金在200℃高温下,力学性能下降不明显,在250℃高温下力学性能显著降低。通过分析合金高温下的断裂方式,发现250℃高温下,EW75-0.7Al合金的晶界强度显著降低,且时效析出相与基体的结合能力下降,最终导致合金在该温度下力学性能明显降低。     

Ti和Al的交互作用对Nb-Ti-Si-Al合金微观组织和力学性能的影响（英文）

研究高Al含量对合金中Nb-Al金属间化合物形成的影响及2个高Al含量的Nb-Ti-Si-Al合金(A2:Nb-18Ti-14Si-9Al、A4:Nb-21Ti-14Si-9Al)的微观组织和力学性能,其中设计A4合金是为了分析Ti含量变化的影响。结果表明:A2合金由(Nb)、Nb_5Si_3和Nb_3Al_3相组成,而A4合金由(Nb)和Nb_5Si_32相组成。A2和A4合金的室温断裂韧性分别为11.1和10.9 MPa·m~(1/2)。同时对2个合金进行微压痕测试,以表征合金在微观尺度的力学性能。     

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。     

挤压态和峰值时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn合金显微组织与力学性能之间的关系（英文）

研究挤压态和时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn(ATZ632)合金的显微组织和力学性能。挤压态ATZ632合金表现出优异的力学性能,其屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别为216.4 MPa、344.3 MPa和18.4%。经时效处理后,Mg₁₇Al₁₂析出相体积分数增加且出现Mg4Zn7相,Mg₁₇Al₁₂相平行于基面,Mg4Zn7垂直于α-Mg的(0001)面析出,从而使时效态ATZ632合金的YS和UTS分别增加到252.5和416.2 MPa;但EL下降至10.1%。经过150℃较低温度时效处理后,合金中出现静态再结晶晶粒,且静态再结晶晶粒的c轴垂直于挤压方向,其取向呈高度一致性。