等通道转角挤压Al-Mg2Si合金的组织与性能研究

研究Al-Mg2Si合金经250℃等通道转角挤压后的微观组织与力学性能。维氏硬度及拉伸力学性能测试结果表明:经4道次ECAP挤压后,Al-Mg2Si合金的硬度、抗拉强度和延伸率均显著提高;8道次挤压后合金的塑性进一步提高,但其硬度和抗拉强度却有所下降。扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析表明:经ECAP挤压后,原汉字状或骨骼状Mg2Si相显著碎化,且挤压道次越多,Mg2Si相的破碎效果越明显,合金组织也不断细化。对合金经较多道次挤压后硬度及抗拉强度反而有所下降的原因进行了分析。     

等通道转角挤压对耐热镁合金AZ61-4Si组织及性能的影响

研究了镁合金AZ61-4Si等通道转角挤压前后的微观组织与力学性能。结果表明:经4道次挤压后汉字状Mg2Si相细化为细小颗粒状,基体α-Mg与离异共晶相β-Mg17Al12也得到细化;合金的屈服强度提高128%,伸长率提高340%,抗拉强度提高89%,高温蠕变断裂寿命提高8倍,蠕变速率为0.058%/h。与4道次相比,经8道次挤压后微观组织没有明显变化;屈服强度有所提高,抗拉强度和延伸率有所降低,高温蠕变断裂寿命有所下降,蠕变速率有所提高。对等通道转角挤压改善实验合金微观组织及力学性能机理进行了分析。     

Mg-9AI-6Si镁合金组织及性能研究

利用普通重力铸造方法,制备了Mg-9Al-6Si镁合金.用光镜(OM),扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)研究了铸态Mg-9Al-6Si镁合金的显微组织,用XRD分析了合金的相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,用SEM观察了合金拉伸断口形貌.结果表明:Mg-9Al-6Si镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和分布在其上的粗大棱状枝晶或多边形块状初晶Mg2Si相及连成网状的β-Mg17Al12相组成,无汉字状Mg2Si相.该合金室温拉伸断口是以准解理断裂为主的脆性断裂,断裂沿α-Mg基体和Mg2Si相的界面处产生并扩展,抗拉强度为137.45 MPa,硬度为123 Hv1.     

Sb含量对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响。结果表明:加入少量(0.2%~0.6%)Sb时,α-Mg基体和粗大的汉字状Mg2Si相颗粒有所细化,力学性能逐渐提高;当Sb达到0.8%时,Mg2Si颗粒全部转变为块状和短棒状,此时室温和150℃下的力学性能都达到最佳;当Sb含量超过0.8%后,合金中的Mg2Si又变为粗大的汉字状,力学性能下降。     

等通道转角挤压Al-10Mg-4Si合金的组织与性能研究

在250℃下以Bc路径对Al-10Mg-4Si合金进行4道次和8道次的等通道转角挤压,以求达到改善合金组织和提高合金力学性能的目的.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对挤压前后的微观组织分析表明:铸态合金基体晶粒比较粗大,第二相Mg_2Si以粗大的汉字状或骨骼状分布于基体晶界处;经ECAP挤压后,基体晶粒得到细化,原粗大的汉字状Mg_2Si被碎化为短棒状或多边形状颗粒,并呈一定的弥散分布.室温拉伸测试结果表明:ECAP4道次挤压后,合金的抗拉强度和伸长率由铸态的166MPa、1.64%提高为322MPa、21.7%;ECAP8道次挤压后,合金的伸长率继续提高为24.7%.但抗拉强度下降到293MPa.     

Sb含量对铸态Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响.结果表明:加入0.25wt％Sb时,合金中形成了Mg3Sb2相,原来大量聚集于晶界的粗大汉字状Mg2Si相颗粒转变为相对细小的汉字状Mg2Si相颗粒,呈弥散分布于晶界及晶内,同时出现了少量多边形块状Mg2Si相颗粒,此时合金的力学性能有所提高;当Sb为0.5％时,Mg2Si相颗粒尺寸迅速减小,转变为球状或短棒状,此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到最大值;当Sb含量为0.75％时,Mg2Si相颗粒尺寸未见明显变化,但又发生聚集现象;当Sb含量为1.0％时,Mg2Si相颗粒又转变为尺寸较大的汉字状颗粒,此时合金的力学性能发生下降.     

等通道转角挤压Mg2Si增强镁锌基复合材料的显微组织和力学性能研究

研究了573K温度下等通道转角挤压前后Mg2Si增强镁锌基复合材料的显微组织和力学性能.结果表明,经过等通道转角挤压后,基体得到显著细化,Mg2Si增强相也南粗大的汉字状和长条状破碎成细小的颗粒状,并趋于弥散分布,同时力学性能得到显著提高.经4道次挤压后,材料的硬度由挤压前47.5 HV提高到50.3 HV,抗拉强度由128.9MPa提高到197.8MPa,屈服强度由32.7MPa提高到105.9MPa,伸长率由10.07%提高到23.41%.经8道次挤压后,基体晶粒发生一定程度的长大,材料的力学性能较4道次没有明显改善.经等通道转角挤压后,材料的断裂形式南脆性断裂转变为韧性断裂.     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

研究了往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能。结果表明,往复挤压可显著细化Mg-4Al-2Si合金的组织,随着挤压道次的增加,基体晶粒与Mg2Si相颗粒不断细化,其中,基体晶粒由于动态再结晶而细化。挤压8道次时,基体晶粒和Mg2Si颗粒的平均尺寸分别由铸态的45μm和20μm减小至1.5μm和1.3μm;但是,当挤压道次为11时,基体晶粒与Mg2Si相颗粒均出现粗化现象。往复挤压可使合金的高温力学性能大幅度提高,挤压8道次时,高温屈服强度最高,为197 MPa;挤压11道次时,高温抗拉强度最高,为256 MPa,与铸态高温强度相比,分别提高了163.9%和239.7%。合金的高温强化机制为Mg2Si颗粒的弥散强化作用,高温拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

Sb变质对Mg-6Al-1Zn-0．7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响

通过金相、扫描电镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）和差热分析（DSC）等手段，研究Sb变质对Mg-6Al-1Zn-0．7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响，尤其是对合金固溶处理组织的影响。结果表明：固溶处理可以变质Mg-6Al-1Zn-0．7Si镁合金铸态组织中的汉字状Mg2Si相，使Mg2Si相从汉字状变为短杆状和条块状，并且添加0．4％Sb到实验合金中可使固溶处理变质汉字状Mg2Si相的效果提高。也正是由于固溶处理可以使实验合金组织中的汉字状Mg2Si相变质，使得Mg-6Al-1Zn-0．7Si合金时效处理后获得了较铸态更高的的抗拉性能和抗蠕变性能，并且添加0．4％Sb可以进一步增强热处理对性能的改善作用。     

等通道转角挤压对Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金显微组织与腐蚀性能的影响

探讨了等通道转角挤压对生物医用合金材料Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金显微组织和腐蚀性能的影响。通过对挤压态Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金进行共8道次的等通道转角挤压变形,获得了不同状态的合金,并对3种不同状态的试样进行了显微组织观察。8道次变形后合金的晶粒尺寸最小为10.52μm,且组织更均匀。采用浸泡实验测得了合金在模拟体液中的腐蚀速率,其中8道次变形的合金的腐蚀速率最低,为1.897 mm·y^-1,并通过电化学实验进一步分析了等通道扭转挤压变形后合金腐蚀行为的变化。结果表明：等通道转角挤压变形后挤压态Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca镁合金的晶粒逐渐细化且组织更加均匀,随着挤压道次的增加,合金在模拟体液中的局部阻抗逐渐提高,耐蚀性得到了改善。     

等径角挤压2A12铝合金超细晶组织结构研究

使用Φ=90°和ψ=30°的挤压模具在室温下对2A12铝合金进行了8次等径角挤压,成功制备了晶粒尺寸为200nm左右、具有大角度晶界的块体超细晶材料,并且采用HitachiS-800透射电镜,研究了挤压过程中2A12铝合金的组织结构及其变化。结果表明挤压一次后,晶粒内位错密度急剧增加,形成位错纠缠,晶粒细化效果最明显;挤压前分布在α-Al基体上的针状第二相Al2Cu和颗粒状Al2Cu Mg,在剪切力的作用下,针状Al2Cu变成颗粒状,弥散分布在α-Al基体上,Al2CuMg颗粒因晶粒细化进入了晶界位置,而且在以后的挤压中,这些化合物颗粒大小基本保持不变。继续挤压,位错逐渐由晶内移动到晶界上,在晶界上形成胞状组织,最后逐渐变成了清晰的小角度晶界或大角度晶界,从而实现组织的超细化。     

Sb变质Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金的组织和性能

研究了Sb变质Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金的凝固行为、铸态组织及力学性能。研究结果表明:Mg-6Al-1Zn-0.7Si合金的铸态组织主要由初生!-Mg、M17Al12和Mg2Si相组成,其中Mg2Si相的汉字状形态非常明显,且比较粗大。而添加0.4%Sb变质后,合金组织中的Mg2Si相变得相对细小,从而使合金的拉伸性能以及抗蠕变性能得到提高。此外,添加0.4%Sb对Mg-6Al-1Zn-0.7Si合金凝固过程中的相变类型没有影响,并且对合金的相变峰值温度、开始转变温度和凝固温度范围的影响也不大。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

Sb对Mg-8Al-12Zn-2Si合金组织与性能的影响

采用X-ray衍射仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及拉伸试验机等,研究了Sb含量对Mg-8Al-12Zn-2Si铸态合金显微组织及性能的影响。结果表明,合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Zn_(11)和Mg_2Si相组成。合金添加0.2%~0.8%Sb时,Mg_2Si颗粒由原来粗大的十字状、花瓣状和骨骼状逐渐转变为细小的颗粒及短棒状,最大颗粒尺寸由铸态的50μm减小至10μm;当Sb含量增加到1.0%时,Mg_2Si出现粗化,最大颗粒尺寸约30μm。相应地,合金的拉伸强度、屈服强度和伸长率出现先提高后降低,断裂形式为准解理脆性断裂。     

等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金的力学性能

试验研究了经过不同道次和路径等通道转角挤压的Mg-1Zn-2Nd合金的硬度及其在不同应变速率和试验温度下的力学性能,观察分析了等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金的拉伸断口形貌。结果表明,等通道转角挤压Mg-1Zn-2Nd合金在不同试验温度下的伸长率和屈服强度与挤压道次和路径以及所采用的应变速率密切相关;而且经过不同道次和路径等通道转角挤压的Mg-1Zn-2Nd合金在拉伸加载条件下呈现典型的韧性断裂特征,采用4道次路径C等通道转角挤压的Mg-Zn-Nd合金在300℃时的伸长率最大为381.8%。     

ECAP挤压对5083铝合金组织与力学性能的影响

研究了5083铝合金等通道转角挤压(ECAP)的室温拉伸性能.结果表明:5083铝合金经100℃、16道次ECAP挤压后,晶粒明显细化且第二相均匀弥散分布,合金的强度提高至480MPa;200℃、16道次ECAP挤压后,合金强度有所下降(约380MPa),但塑性显著改善(伸长率16％以上);降低ECAP挤压温度、增加挤压道次可获得更高的挤压硬化和细晶强化效果,在100℃ECAP挤压和200℃退火同样可提高该合金的抗拉强度和塑性变形能力.     

铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn镁合金组织和力学性能

通过OM、SEM、XRD和力学性能测试等手段研究了半连续铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn(ZTM630)镁合金铸锭的组织和力学性能。结果表明,铸态显微组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相、Mg_7Zn_3相组成;经过420℃×8 h固溶处理,Mg_7Zn_3相和绝大部分的Mg_2Sn相全部溶解到基体中,剩余少量Mg_2Sn相呈颗粒状分布在晶界或晶粒内部;固溶处理后实验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均有所提高。     

Sb对Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金组织和性能的影响

在熔炼时以单质形式加入Sb元素,研究了不同含量的Sb对Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Sb能与Mg基体结合生成Mg3Sb2相。加入0.9%(质量分数)的Sb对Mg2Si相的汉字状结构具有强烈变质作用,Mg2Si中的Si能与Sn发生取代作用,生成Mg2(Si,Sn)复合相,该相的物理性能介于Mg2Si与Mg2Sn之间。随着Sb含量的增加,铸态合金和挤压态合金的延伸率逐渐减小,而抗拉强度呈现先增加后降低的趋势。挤压态合金的强度和塑性明显优于铸态合金,并且Sb含量的增加有利于改善Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金的耐热性能。     

低Si对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织和性能的影响

研究了低Si合金化对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织和性能的影响.试验表明Si能明显提高合金的流动性和耐磨性,并能细化合金晶粒.当Si量(质量分数)小于0.41%时,合金的显微硬度、刚度、强度和塑性都得到了明显的提高.而当Si量(质量分数)达0.69%时,由于汉字状Mg2Si的出现,导致合金的显微硬度、刚度和塑性呈现下降趋势.同时由于剩余液相中Zn、Al摩尔浓度的降低使得τ相的析出受到抑制,而φ相的析出得到促进.