Sc含量对含Zr的Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织和性能的影响

利用OM、TEM,拉伸试验机和杯突试验机研究了添加质量分数(下同)0.15%的Zr及同时添加不超过0.09%Sc的T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性。结果表明：Al-0.36Mg-1.23Si、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr-(0.03～0.09)Sc合金板材基体中弥散相粒子分别为(Al, Si)₃Ti相、(Al, Si)₃(Zr, Ti)相以及(Al, Si)₃(Zr, Sc, Ti)相。添加0.15%Zr将T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材的等轴状再结晶晶粒尺寸由53μm细化至23μm,再添加0.03%～0.09%Sc后，板材的再结晶晶粒略微细化至20μm左右。Sc含量增加，T4P态Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度均略有降低，断裂伸长率、n_10～20值、r₁₀值和杯突值I_E均无明显变化，板材再...     

Sc、Zr复合添加量对Al-6Mg-0.6Mn合金铸态组织的影响

采用冶金法制备了四种不同Sc、Zr添加量的Al-6Mg-0.6Mn合金铸锭，利用金相显微镜、SEM及EBSD等手段研究了Sc、Zr添加量对合金铸态组织的影响。结果表明：在Al-6Mg-0.6Mn合金中添加w(Sc)=0.15%和w(Zr)=0.10%的Sc、Zr即可消除铸态枝晶网，获得明显细化的铸态组织；熔铸中粗大的Al₃(ScZr)粒子不能起到细化晶粒的作用，反而恶化合金组织，进而对力学性能产生不利影响，应该严格加以控制。     

Sc微合金化对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu-xSc合金,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究了Sc元素对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,添加微量Sc形成的AlMgSiCuSc析出相可作为异质形核核心,显著细化铸态组织;在Al-Mg-Si-Cu合金中添加0.3wt%Sc,能强烈钉扎位错和亚晶界,有效阻碍固溶处理过程中的再结晶,从而提高合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率;且Al-0.90Mg-0.59Si-0.70Cu-0.3Sc合金断口的韧窝数量较多、分布均匀,断口形貌为典型的韧性断裂。     

Zn与Mg质量比对热挤压Al-Zn-Mg-Sc显微组织及力学性能的影响

制备了Al-2Mg-0.4Sc、Al-5Mg-0.4Sc、Al-5Mg-2Zn-0.4Sc和Al-5Zn-2Mg-0.4Sc等4种合金并在350℃进行热挤压,通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸测试,研究了Zn/Mg比对于Al-Zn-Mg-Sc合金组织与力学性能的影响。结果表明,Zn/Mg比的提高对于铸态晶粒具有细化作用,挤压后发生动态再结晶,晶粒尺寸显著减小,但挤压态晶粒尺寸并未随Zn/Mg比的提高而减小。另一方面,Zn/Mg比的提高使Mg32(Al,Zn)49第二相数量增加,且呈现更明显的网状结构。挤压态Al-Zn-Mg-Sc合金屈服强度随Zn/Mg比的提高而提升,主要由于大量Al3Sc粒子与碎化的第二相呈网状分布于晶界,使第二相强化起到主导作用。     

少量Ca对Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc镁合金铸态组织和力学性能的影响(英文)

通过光学显微镜、电子显微镜、差热分析以及抗拉和蠕变性能测试等手段,研究和比较0.6%Ca(质量分数)添加对Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y—1.2Mn-0.9Sc镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.6%Ca能细化Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y。-1.2Mn-0.9Sc合金的晶粒。同时,添加0.6%Ca也能有效改善Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc合金的抗拉性能。此外,添加0.6%Ca能改善Mg—3Ce—1.2Mn-0.9Sc合金的蠕变性能,但对Mg-4Y—1.2Mn-0.9Sc合金的蠕变性能是不利的。少量Ca对Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg—4Y—1.2Mn-0.9Sc合金蠕变性能的不同影响可能与Ce和Y在Mg中的固溶度存在差异有关。     

铁含量对铸态铝铁合金力学性能及组织的影响

采用拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和三维纳米X射线显微镜等分析手段研究了铁含量对铸态Al-Fe合金力学性能和微观组织结构的影响。结果表明:随着铁含量的增大,铸态Al-Fe合金抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率下降。大量的球状Al₆Fe析出相和杆状Al₃Fe析出相分布在试验合金铸锭晶界附近,与铸态Al-1.8Fe合金相比,铸态Al-2.6Fe合金具有更小尺寸的晶粒和更大尺寸的Al₃Fe析出相。尺寸更小的晶粒导致铸态Al-2.6Fe合金的强度高于铸态Al-1.8Fe合金,而铸态Al-2.6Fe合金伸长率更低的主要原因是具有更大尺寸的脆性Al₃Fe析出相。     

Mg-6Al-2Nd-xCa系耐热镁合金凝固路径分析

以Mg-Al-Nd-Ca合金为研究对象,通过测定不同Mg-6Al-2Nd-xCa合金(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0,%,质量分数)凝固曲线,并通过重熔-等温液淬试验及XRD、OM、SEM、EDS等分析手段,研究了Ca对Mg-6Al-2Nd合金相形成及凝固路径的影响。结果表明,随着Ca含量增加,Al₁₁Nd₃和β-Mg₁₇Al₁₂相含量减少,Al₂Ca相增多。α-Mg、Al₂Nd、Al₁₁Nd₃相的析出温度均随Ca含量的升高而降低,其中α-Mg相的析出温度由620℃下降至606℃,Al₂Nd相的析出温度由630℃下降至610℃,而Al₂Ca相的析出温度则由504℃升高至529℃。Mg-6Al-2Nd-xCa(x=0、0.5,%)合金的凝固路径为L→Al₂Nd;L→α-Mg;L_Al+Al₂     

Yb对Mg-5Al-0．4Mn镁合金显微组织和力学性能的影响

采用金属型铸造方法制备了Mg-5Al-0.4Mn-xYb(x=0,1,3,5,wt.%)镁合金,通过合金成分优化,利用高压压铸法制备了Mg-5Al-0.4Mn-4Yb合金.研究了重稀土元素Yb对Mg-5Al-0.4Mn镁合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明:Yb的添加抑制了Mg17Al12相的生成,合金中主要第二相是分布在晶界处的板条状Al2Yb相,同时随着Yb含量的增加,合金晶粒明显细化,Yb通过细晶强化、弥散强化等提高了合金室温和高温力学性能;高压压铸Mg-5Al-0.4Mn-4Yb合金具有较好的压铸性能和更高的力学性能;从热稳定性、形态、分布等方面讨论了沉淀相对合金性能的影响.     

Ca对铸态Mg-6Al及Mg-6Al-2Si系合金组织与性能的影响

为了明确不同服役温度下Ca对Mg-Al和Mg-Al-Si系合金性能的影响,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验机,分别研究了Mg-6Al-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-xCa(x=0,0.5%)和Mg-6Al-2Si-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-xCa(x=0,0.5%)合金的相组成、显微组织、断口形貌,以及室温和150℃时的拉伸性能。结果表明,Ca的加入会促使CaMgSn和CaMg(Sn,S)i等第二相的生成,产生明显的固溶强化作用,提高合金的室温和高温拉伸性能。Si的加入可显著提高合金的高温性能,但会降低合金的室温性能。因此,Mg-6Al-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-0.5Ca合金适用于室温部件,而Mg-6Al-2Si-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-0.5Ca合金适用于高温部件。     

微量Sc添加对2070铝锂合金显微组织演变和力学性能的影响（英文）

通过力学测试、SEM、EPMA和TEM对基于Al-3.35Cu-1.2Li-0.4Mg-0.4Zn-0.3Mn-0.1Zr(质量分数,%)的含Sc和不含Sc两种合金的显微组织和力学性能进行研究。研究发现,0.082%(质量分数)Sc元素的添加可形成富含Cu和含Sc的Al3(Sc Zr)粒子和W相颗粒。Al_3(ScZr)粒子可以抑制固溶过程中的再结晶和再结晶晶粒长大;而W相在固溶过程中不易溶解,可使Cu在固溶基体中含量减少,导致在T8时效过程中的含Cu的主强化相T_1(Al_2CuLi)和θ'(Al_2Cu)的分数下降。由于W相的形成,少量Sc的添加导致力学性能下降。     

Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca合金的显微组织与力学性能

利用OM、SEM、EDS和抗拉强度测定等手段,研究了添加Si、Ca元素对Mg-1.6Mn变形镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明：Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca合金的铸态组织由α-Mg固溶体、块状或颗粒状Mg 2Si及β-Mn组成.Mg-1.6Mn合金中加入Si、Ca后,钙、硅化合物成为Mg 2Si初生相的异质形核核心,合金的晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从加入前的60 μm细化到加入后的30 μm.Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca的抗拉强度为148 N/mm^2,伸长率达5.6%,分别比Mg-1.6Mn的提高54.2%和55.5%.     

微量元素Zr+Sc与凝固速度对铸造Al-Li-Cu-Mg合金组织性能的影响

通过控制微量元素Zr+Sc与凝固速度,对铸造Al-Li-Cu-Mg合金进行熔体处理,研究两种因素对合金微观组织及性能的影响。利用光学显微境、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、万用拉伸机等分别对合金的微观组织标定及力学性能进行分析和测试。结果表明：向Al-5Li-4Mg-3.5Cu基础合金中加入Zr+Sc后,合金的铸态晶粒得到明显细化,基体晶粒形貌由树枝状转变为近似等轴晶。向基础合金中加入0.2%Zr+0.4%Sc时达到晶粒细化极值,继续添加Zr+Sc元素则会降低细化效果,恶化合金组织;经过力学性能测试可知,添加0.2%Zr+0.4%Sc的合金的力学性能有了较大的提高,相比于基础合金抗拉强度提高了约48.57%,伸长率提升了27.93%;快速凝固时,添加0.2%Zr+0.4%Sc合金仅有Al2MgLi、Al3Zr、Al3Sc和Al8.9Li1.1相的析出,析出相的数量很少且尺寸极小。     

TiB2/Al-Si-Mg-Er复合材料的组织与性能

采用重熔稀释法制备了Al-7Si-0.5Mg-0.1Er和0.5TiB₂/Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金,研究了TiB₂颗粒增强Al-Si-Mg-Er复合材料的组织性能。结果表明,复合材料铸态组织主要由α-Al基体、共晶Si相和TiB₂颗粒组成。TiB₂粒子的加入使Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金二次枝晶间距减小了7.1 μm。抗拉强度达到217.53 MPa,较Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提升了12.1 %。TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的最优T6热处理工艺为530 ℃×12 h固溶+160 ℃×7 h时效,经该工艺处理后,TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料抗拉强度达到319.49 MPa,相比热处理前提高了46.9%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了5.9%;屈服强度达到266.75 MPa,相比热处理前提高了106.4%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了14.9%。复合材料抗拉强度的提升主要源于TiB₂颗粒加入后产生的晶粒细化、变质和热处理强化。     

Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

以Mg-3Al合金为研究对象，基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算，分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点，筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相，探究筛选的Al₂Nd和Al₂Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响，揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明：添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸，提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后，Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm，分别降低了44%、48%，合金屈服强度由65 MPa提升至76～79 MPa，伸长率可达12.7%～16.5%。其细晶机理为Al₂RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。     

V合金化对Al-9Si合金凝固组织与力学性能的影响

研究了V合金化对Al-9Si合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-9Si合金中添加V,析出化合物Si₂V,而无Al V化合物析出,V对初生α-Al的析出温度无明显影响。随着V量增加,Al-9Si合金的初生α-Al的形核温度和形核过冷度同步增加,0.4%V(质量分数)使形核温度由未添加V的607.5℃上升至612.6℃,过冷度由24℃增加至27.1℃;继续增加V量,形核温度略有升高,但形核过冷度略有减小。V添加使Al-9Si合金初生α-Al晶粒形态由枝晶向等轴晶转变,Al-9Si-0.4V合金的α-Al晶粒尺寸由Al-9Si的593μm细化至302μm。V对共晶Si无变质作用,但V能使针状β-Al5FeSi转变为鱼骨状的Al₁₂(Fe,V)3Si相。0.6%Sb(质量分数)变质Al-9Si-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率为153.9 MPa、78.5 MPa和6.56%,较Al-9Si合金分别提高23.8%、14.1%和102.4%;硬度由47.3 HV提高至59.1 HV。Al-9Si合金的拉伸断口由撕裂棱和解理...     

成分和冷却速度对Al-xEr合金凝固组织的影响

用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了Al-xEr(x=10、20、30,质量分数,%)合金凝固组织的形貌和相结构。结果表明,在60 ℃/h的冷却速率下,Al-10Er合金中Al₃Er相为L1₂结构,尺寸约为200 μm,相与相之间以鱼骨状连接。当Er含量增大到30%时,初生Al₃Er相呈块状,尺寸约为1 mm。对Al-30Er合金,随冷却速率的降低,初生Al₃Er相由轮廓平直的L1₂结构转变为轮廓呈波浪状的hR20结构,同时共晶组织由絮状转变成条状。     

含钪Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr合金铸态组织与力学性能

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr、Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr和Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.20Sc-0.15Zr三种合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了三种合金铸态及不同热处理状态下的显微组织,测试了不同热处理状态下合金的力学性能。结果表明,Sc含量增加可以提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和伸长率,Al-9.0Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.15Zr-0.20Sc经固溶和T6处理后,抗拉强度达到774.6 MPa,伸长率为8.3%。其作用机理主要为Sc含量增加,使合金中Al(3 Sc,Zr)引起的细晶强化、亚结构强化和弥散强化更进一步加强。     

Mg-1Gd(Nd)-0.6Zr镁合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-1Gd-0.6Zr和Mg-1Nd-0.6Zr镁合金在铸态、挤压态和时效态的室温组织和力学性能。结果表明,Mg-1Gd-0.6Zr和Mg-1Nd-0.6Zr合金平均晶粒尺寸小于Mg-0.6Zr合金的晶粒尺寸,由300μm分别细化为100μm和80μm左右,晶界上分别有少量的颗粒状Mg₅Gd相和不规则形状的Mg₄₁Nd₅、Mg₁₂Nd相。挤压态Mg-1Gd-0.6Zr和Mg-1Nd-0.6Zr合金出现了变形晶粒和动态再结晶晶粒构成的双峰组织,时效后双峰组织更加明显。时效态Mg-1Nd-0.6Zr合金的力学性能最好,抗拉强度为201.71 Mpa,比挤压态高3.6%,比铸态高23%,比时效态Mg-1Gd-0.6Zr合金高2%。时效态Mg-1Nd-0.6Zr合金的伸长率为29.2%,比挤压态高4.3%,比铸态高46%,比时效态Mg-1Gd-0.6Zr合金高15.4%。     

固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金组织和性能的影响

为进一步提高Mg-Gd系合金的力学性能，同时降低其密度和成本，向Mg-10Gd合金中复合添加了2%(质量分数)的Al和Ca,研究了固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，复合添加Al和Ca后，α-Mg由粗大的枝状晶转变为细小的等轴晶。固溶处理后，(Mg, Al)₃Gd相发生部分溶解，形貌由鱼骨状或花瓣状转变为颗粒状，部分α-Mg晶内析出相互平行排列的短棒状二次增强相，由于Al₂Gd相在晶界的钉扎作用，晶粒没有发生明显的粗化。固溶态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率较铸态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金分别提高了16.7%、21.9%、19.7%和54.7%。铸态和固溶态的Mg-10Gd-1Al-1Ca合金力学性能均优于Mg-10Gd合金。     

Al-5Ti-xCe细化剂制备及对Al-7Si合金组织和冲击性能的改善

试验研究了铈含量对细化剂Al-5Ti-x Ce(x分别为0.3,0.6,0.9)微观组织的影响,以及细化剂Al-5Ti-x Ce对Al-7Si合金组织和冲击性能的影响。结果表明,稀土Ce加入到Al-5Ti合金后,合金基体中的Al3Ti的尺寸明显降低,Al3Ti形状由长条状转变为羽毛状,并随着稀土Ce添加量增加,Al3Ti尺寸进一步降低,当Ce的加入量(质量分数,下同)为0.6%时,Al3Ti尺寸降低至最小,当Ce的添加量增至0.9%时,Al3Ti尺寸不再细化;用不同Ce的添加量的Al-5Ti-x Ce细化剂细化Al-7Si合金,发现随着Al-5Ti-x Ce中Ce的添加量增加,Al-7Si合金中α-Al树枝晶逐渐细化,其中Al-5Ti-0.6Ce细化剂的细化效果最佳;随着Al-5Ti-x Ce中Ce的添加量增加,Al-7Si合金中粗片状的共晶硅逐渐变得细小,其冲击性能随Al-5Ti-x Ce细化剂中铈含量的增加而显著提升,当Al-5Ti-x Ce中Ce的添加量增加到0.9%时,冲击性能不再增加。