Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

快速凝固Mg-6Zn-1Y-1Ce合金的TEM组织(英文)

利用单辊甩带技术制备快速凝固Mg-6Zn-1Y-1Ce薄带,并利用透射电子显微镜和能谱仪分析薄带组织。结果表明:薄带近辊面区域晶粒内部和晶界处分布着高密度颗粒,颗粒密度在中间区域和自由面区域有所降低;快速凝固合金主要由过饱和的--Mg固溶体、T相和W相组成,同时还存在少量的二十面体准晶相颗粒和Mg4Zn7相颗粒;其中T相为体心正交晶体结构,是由于体心正方结构的Mg12Ce相中部分Mg原子被Zn原子代替而形成的。     

热挤压高强度Mg-6Zn-4Y合金(英文)

通过铸造和300℃热加压制备细晶Mg-6Zn-4Y合金,利用XRD、OM、SEM和TEM研究合金组织,并测试其室温拉伸性能。结果表明,合金主要由α-Mg和W相两相组成,挤压态合金具有双峰晶粒尺寸分布;细小晶粒为动态再结晶晶粒,平均尺寸为1.2μm;粗大晶粒(占面积分数的23%)为未再结晶区域,并沿挤压方向被拉长。合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(371±10)MPa,(350±5)MPa和(7±2)%,其工程应力—应变曲线有明显的屈服点。合金高强度归因于晶粒细化和W相、纳米沉淀颗粒及强基面织构的增强作用。     

挤压变形对Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、 透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等技术,研究了不同挤压比制备出的Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的微观组织和力学性能.结果表明,初始材料为近似等轴晶粒,平均晶粒尺寸约为23.8μm,沿晶界析出大量离异的共晶Mg12Nd相,在晶界处共晶相呈连续网状分布.挤压之后合金组织明显细化,E1(挤压比为7...     

Mg-2.54Nd-0.26Zn-0.32Zr合金组织分析

采用XRD、DTA、OM和TEM研究Mg-2.54Nd-0.26Zn-0.32Zr合金铸态和热处理后的相组成、相变温度、微观组织.研究表明:Mg-2.54Nd-0.26Zn-0.32Zr合金铸态组织析出相主要是分布在晶界的块状Mg_(12)Nd稀土化合物,只有少量的片状和粒状Mg_(12)Nd相分布在晶界和晶内;T6处理后Mg_(12)Nd以相互交叉的片状形式团簇状分布在基体中,形成方式为点状析出相聚集而成.     

热处理对Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等研究了不同热处理状态下Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr合金的物相、显微组织和力学性能.结果 表明:铸态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体、Mg5(Gd,Zn)、Mg5Gd以及Mg10ZnGd(18R-LPSO)相构成.固溶处理后,LPSO...     

Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织(英文)

利用TEM和HRTEM研究Mg-8Zn-4Al-1Ca合金的时效微观组织。结果表明:Mg-8Zn-4Al-1Ca合金较Mg-8Zn-4A1合金时效硬度显著增高。Mg-8Zn-4Al-1Ca合金在160°C时效16 h,有大量的盘状Ca2Mg6Zn3相沉淀弥散析出,此外,合金的微观组织中还存在晶格畸变、蜂窝状的莫尔条纹、刃型位错及位错环;经48 h时效后合金中沉淀相为粗大的盘状沉淀相和细小、弥散的粒状沉淀相;经227 h时时效后后,其组织中存在大量MgZn2相和Ca2Mg6Zn3相。因此,在Mg-8Zn-4Al-1Ca时效160°C的合金中添加Ca元素能有效提高合金的时效硬度及促进MgZn2强化相的生成。     

热处理对G3合金微观组织的影响

借助光学显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究了热处理温度对G3合金微观组织的影响。结果表明,在1120～1180℃温度区间,随着固溶处理温度升高G3合金的晶粒尺寸由5.41级增大为4.18级;经不同温度时效处理后,合金中析出相的种类和分布形态有显著差别。经700℃×50 h时效,合金中晶界上的主要析出相为M23C6相,呈网状,晶内为弥散、细小的TiN和σ相,两者有复合析出现象。经800℃×50 h时效,合金中晶界处的析出相仍然是M23C6相,晶内析出的M6C相呈叶片状,成片分布在晶内。经900℃×50 h时效,合金中晶界处析出的主要是M6C相而不是M23C6相,晶内有大量纳米级的第二相颗粒与位错相互作用。     

Al-Zr中间合金热处理过程的微观相场模拟

利用微观相场方法对3种不同成分的Al-Zr合金的时效过程进行计算机模拟.结果显示:Al-3at%Zr、Al-6at%Zr和Al-15at%Zr3种合金时效过程中形成的Ll<,2>结构的Al<,3>Zr有序相的沉淀机制分别为失稳分解机制、失稳分解加非经典形核混合机制、非经典形核机制:有序相形成经历的过程为过饱和固溶体→G.P.区→非化学计量比有序相一化学计量比有序相,开始阶段形成的G.P.区中,一些尺寸和浓度较小的区域随着演化的进行逐渐溶解消失,一些尺寸和浓度较大的则进一步长大有序化并最终形成化学计量比有序相.     

热处理对挤压态Mg-2.7Nd-0.2Zn-0.4Zr合金组织、力学性能和体外降解行为的影响(英文)

设计了Mg-2.7Nd-0.2Zn-0.4Zr(质量分数,%)镁合金作为可降解生物医用材料。对固溶处理后的铸锭进行了热挤压处理,然后对挤压棒分别进行了时效处理、固溶处理及固溶+时效处理。利用光学显微镜和扫描电镜观察了合金的组织,测试了合金的室温力学性能,采用析氢和失重法测试了合金在模拟体液中的降解行为,用扫描电镜观察了降解产物形貌及洗去降解产物后的形貌。结果表明:固溶处理后合金的晶粒明显长大,固溶处理显著提高挤压态合金的伸长率,但降低了合金的强度,而时效处理可提高合金的强度,降低合金的伸长率;热处理可降低合金的屈强比。体外降解实验结果表明:固溶处理使合金的降解速率稍微加快,而时效处理则能稍微减慢合金的降解速率。     

Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr合金的显微组织与时效硬化行为

研究了Mg-5Sn-1Zn-0.5Zr(SZK510)合金经固溶处理(480 ℃×10 h)和175、200、225 ℃,1～100 h时效处理后的时效硬化行为和显微组织特征,并推导出该合金的时效动力学方程.结果表明,固溶时效处理后显微组织由α-Mg和Mg_2Sn,以及少量的MgZn相和α-Zr组成;试验合金具有明显的时效硬化特征:在3个不同的时效温度下,硬化曲线都呈抛物线形状,但在175 ℃时效时,曲线出现两个峰值,并且在保温时间为3.98 h有最大的显微硬度值;试验合金的时效动力学方程符合f=1-exp(-kt~m)关系,随着时效温度提高,k值减小m值增大.     

Effects of heat treatment on microstructure evolution and mechanical properties of Mg-6Zn-1.4Y-0.6Zr alloy

To investigate the effects of solution temperature and the decomposition of I-phase on the microstructure, phase composition and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn-1.4Y-0.6Zr alloy, solution treatment at 440 oC, 460 oC and 480 oC and further aging treatment were conducted on the alloy. The results indicate that the net-like intermetallic compounds(mainly I-phase) dissolve into the α-Mg matrix gradually with the increase of solution temperature from 440 oC to 480 oC. Besides, the I-phase decomposes completely at 480 oC, with the formation of fine W-phase(thermal stable phase) and Mg_7Zn_3 phase. In addition, a great number of fine and dispersive Mg-Zn binary phases precipitate in the α-Mg matrix during the aging treatment. Due to the increase of solute atoms and the precipitation of strengthening phases, such as W-phase and Mg-Zn phases, the optimal strength is obtained after solution treatment at 460 oC for 8 h and aged at 200 oC for 16 h. The yield strength(YS), ultimate tensile strength(UTS) and elongation are 208 MPa, 257 MPa and 3.8%, respectively. Compared with the as-cast alloy, the increments of YS and UTS are 117% and 58%, respectively, while the decrement of elongation is 46%.     

均匀化处理对Mg-9.8Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用DSC、SEM、EDS、OM等检测方法研究了Mg-9.8Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金铸锭在505~535 ℃均匀化处理0~84 h后的组织演变规律。结果表明,铸态组织呈枝晶状,第二相含量为19.86%,晶间第二相主要由白色点状共晶相和块状LPSO相组成,晶内第二相为少量针状LPSO相、花瓣状Zr团簇相和方形富稀土相。均匀化处理后的LPSO相形貌为晶间块状和晶内片层状两种。晶内片层状LPSO相的含量受均匀化温度和均匀化时间的影响。在505~525 ℃下,晶内片层状LPSO相随均匀化温度的升高,生长速度加快,数量增多。在相同均匀化温度下延长保温时间,晶内片层状LPSO相沿晶界向基体内部析出,贯穿晶粒后开始粗化。535 ℃下晶间块状LPSO相转变为W相,晶内片层状LPSO相溶解进入基体。晶间LPSO相对晶界迁移起钉扎作用,在505~525 ℃均匀化,随着保温时间的延长,晶粒长大幅度并不明显。在535 ℃均匀化,晶间LPSO相大量溶解,晶粒开始急剧长大。     

Mg-2Zn-0.5Y镁合金半固态等温处理过程中的微观组织演变

本文研究了挤压Mg-2Zn-0.5Y合金在半固态等温处理过程中的微观组织演变规律。结果表明：挤压态的Mg-2Zn-0.5Y合金包含α-Mg,I相和W相三种物相,并且平均晶粒尺寸为7μm。在温度为793K的半固态等温热处理过程中,晶粒不断长大,直到保温时间达到4min时才出现液相。随着等温处理温度和时间的增加,α-Mg固相颗粒不断长大,并且逐步被液相分离;同时,出现在晶界的液相与颗粒内部的液滴都在不断地增多。研究还发现,当固相率较高的时候,晶粒间的合并机制与固相颗粒再熔化机制同时起主导作用;然而当固相率较低的时候,Ostwald熟化机制是主要的粗化机制,同时也可以观察到晶粒间的合并。     

热处理对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响

研究热处理工艺对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金的显微组织主要由α-Mg、T相和Mg51Zn20相组成;单级等温时效（325°C,10 h）以及双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理均未能使T相和Mg51Zn20相溶入基体,且晶粒也未明显长大。在325°C下时效10 h,晶内析出大量短杆状β′1相,延长时效时间将导致β′1相粗化及数量减少。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金在325°C下时效10 h后具有最高的屈服强度（153.9 MPa）和抗拉强度（247.0 MPa）,相比铸态合金分别增加48 MPa和23 MPa,伸长率降低至15.6%。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr合金经双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理后的屈服强度和抗拉强度与单级等温时效处理（325°C,10 h）的相当,但伸长率有所下降。此外,不同状态下Mg-Zn-RE-Zr镁合金的断裂主要表现为准解理断裂,但局部特征有差别。     

热处理对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

研究热处理工艺对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响,分析不同热处理条件下合金的断裂机制,获得最佳热处理工艺。结果表明:Mg–4Y–2Nd–1Gd–0.4Zr合金的最佳T4和T6热处理工艺分别为525°C,8 h和(525°C,8 h)+(225°C,16 h)。在最佳T6热处理条件下,Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr合金的硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为HV91、180 MPa、297 MPa和7.4%。此外,不同状态的Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金也显示出不同的拉伸断裂方式。     

热处理对Mg-6Zn-3Cu-0.6Zr合金阻尼性能的影响

采用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、动态机械分析仪(DMA)研究了热处理温度和热处理时间对Mg-6Zn-3Cu-0.6Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明:随着热处理温度升高,合金晶粒长大,晶界共晶体减少,合金阻尼性能提高;300℃热处理时,保温时间越长,晶界共晶体越少,晶内微小点状析出物越多,合金阻尼性能越好;当热处理工艺为400℃保温2 h时,合金阻尼性能最好,与铸态相比,其阻尼性能的提高超过一倍。不同热处理工艺对合金阻尼性能的影响规律可用G-L理论来解释。     

固溶处理中Mg-9Gd-2Er-0.4Zr合金的组织演变(英文)

利用OM、SEM和TEM研究了固溶处理过程中Mg-9Gd-2Er-0.4Zr铸造镁合金的微观组织演变,其固溶处理温度和时间范围分别为460～520℃和3～12h。结果表明,随着固溶时间的延长和(或)温度的升高,合金的晶粒尺寸和第二相形态均有显著变化。当固溶温度和时间分别为460℃和3h时,Mg5(GdEr)相的体积分数降低并转变为破碎的岛状。当固溶温度和时间分别为460℃和6h时,Mg5(GdEr)相已经完全溶解,但是析出了少量的立方状富RE相。随着固溶温度的升高,Mg5(GdEr)相的形貌演变与固溶温度460℃和时间6h时的相似。在固溶处理过程中合金的组织演变为:Mg5(GdEr)共晶相→Gd/Er原子向基体扩散→类球形Mg5(GdEr)相→立方状富RE相→晶界迁移。     

热处理工艺对Mg-5Y-3Nd-1Gd-0.4Zr镁合金冲击韧性的影响

采用冲击实验研究了热处理工艺对Mg-5Y-3Nd-1Gd-0.4Zr镁合金U型缺口和无缺口试样的冲击韧性的影响,同时研究了时效时间对于时效态样品冲击性能缺口敏感性的影响.结果表明:固溶处理后合金的冲击韧性最高,断口形貌具有韧脆混合断裂特征,而时效后合金的冲击韧性迅速降低,断口形貌呈现脆性断裂的特征.这是由于固溶处理后合...