压铸CNTs/ZM5镁合金的显微组织及力学性能

将碳纳米管与铝粉的混合压块加入镁合金熔体中,采用熔体法制备含碳纳米管的ZM5合金。研究了含碳纳米管的镁合金熔体的压铸特性和力学性能特点。利用光学显微镜,扫描电子显微镜观察合金的显微组织。结果表明,加入少量碳纳米管对压铸合金成形性能没有影响。当碳纳米管加入量达到1.3%时,ZM5压铸合金试样的抗拉强度为190 MPa。当碳纳米管加入量为1.0%时,压铸合金具有最大伸长率。     

压铸CNTs/ZM5镁合金的显微组织及力学性能

将碳纳米管与铝粉的混合压块加入镁合金熔体中,采用熔体法制备含碳纳米管的ZM5合金。研究了含碳纳米管的镁合金熔体的压铸特性和力学性能特点。利用光学显微镜,扫描电子显微镜观察合金的显微组织。结果表明,加入少量碳纳米管对压铸合金成形性能没有影响。当碳纳米管加入量达到1.3%时,ZM5压铸合金试样的抗拉强度为190 MPa。当碳纳米管加入量为1.0%时,压铸合金具有最大伸长率。     

碳纳米管对压铸ZM5镁基复合材料组织与性能的影响

利用压铸工艺制备了含碳纳米管的ZM5镁基复合材料试样。研究了碳纳米管含量对镁合金熔体的压铸特性和力学性能的影响。使用金相显微镜观察了加入碳纳米管后复合材料的金相组织及晶粒尺寸,在扫描电镜下观察了碳纳米管的分布状态。结果表明,加入少量碳纳米管对压铸母合金成形性能没有影响。当碳纳米管加入量达到1.3%时,ZM5镁基复合材料压铸试样的抗拉强度达到最大值,为190MPa。当碳纳米管加入量为1.1%时,压铸镁基复合材料试样具有最大的伸长率,为6.25%。在碳纳米管加入量为1.5%时,压铸镁基复合材料试样的硬度(HV)达到最大值,为95.2。     

T4态CNTs/ZM5复合材料的研究

对搅拌铸造技术制备的CNTs／ZM5复合材料进行T4固溶处理。研究了碳纳米管（CNTs）对T4态力学性能的影响规律。测试了T4固溶处理后复合材料力学性能，并利用扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料断口形貌进行了观察和分析。试验结果表明，CNTs对T4态镁合金（ZM5）有较强的增强效果。采用镀镍处理后的CNTs能更好的和镁基体结合，其增强效果更为明显，但随着CNTs加入量的过多，都会导致偏聚，使力学性能下降。     

ZM5镁合金TIG焊再制造熔敷层组织与力学性能

采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)在ZM5合金上制备镁合金单道、多道熔敷层,研究熔敷层的组织和力学性能。微观组织和物相分析表明,熔敷层由α-Mg相和β-Mg17Al12相组成,其晶粒较母材明显细化,热影响区晶粒较粗大;硬度分析表明单道熔敷层硬度达到80 HV0.05以上,而多道熔敷层的硬度约为77 HV0.05,均优于母材,热影响区的硬度与母材相当;摩擦磨损性能分析表明,熔敷层以磨粒磨损为主,平均摩擦因数为0.48,母材以粘着磨损为主,平均摩擦因数为0.42。试验验证了镁合金熔敷成形再制造的可行性,为ZM5镁合金多样性损伤的修复提供数据支撑。     

La2(CO3)3对ZM5镁合金组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜（0M）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了La2（CO3）3对ZM5镁合金铸态显微组织和力学性能的影响。结果表明,少量的La2（CO3）3（0．4％～1．0％）对α-Mg晶粒有明显地细化作用,La2（C03）,的最佳加入量为O．7％。La2（CO3）3的加入导致β—Mg17Al12相弥散细小,显微组织的改善导致合金的力学性能明显提高。     

Al4C3和铈复合添加对ZM5镁合金组织和力学性能的影响

通过复合添加Al4C3和合金化元素Ce来改善ZM5镁合金的组织和力学性能。结果表明,Al4C3和Ce的添加使得ZM5合金的组织显著细化,Al4C3和Ce的复合添加产生新相Al4Ce。由DTA分析可知,Al4C3与Ce的添加,使得ZM5合金在较小的过冷度下就能得到细晶组织。拉伸试验测试结果表明,在T6条件下,Al4C3和Ce的添加能显著提高ZM5合金的抗拉强度,延伸率虽有提高,但其绝对值偏低。Al4C3和Ce的添加使得ZM5合金的断裂机制从解理断裂变为准解理断裂。     

碳纳米管-银复合材料力学性能研究

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银复合材料，研究了碳纳米管的含量对碳纳米管-银复合材料的硬度、抗弯强度影响。实验表明：当碳纳米管的含量小于11％时，复合材料的密度、硬度较好，碳纳米管起到了增强作用；当碳纳米管的含量大于11％时，由于碳纳米管的团聚，导致复合材料密度、硬度迅速下降；由于碳纳米管和银的弱界面结合，以及碳纳米管在拉应力条件下载荷传递的效力比在压应力时低，使得碳纳米管对复合材料抗弯强度的增加不明显。     

Nd含量对ZM6镁合金力学性能的影响

采用光学显微镜、拉伸试样机和布氏硬度机研究了Nd含量对ZM6镁合金力学性能的影响.结果表明,随Nd含量的增加,ZM6合金强度增加;在3.0％Nd含量达到最大值时,若继续增加Nd含量,该合金强度下降.     

消失模铸造法制备CNTs/ZM5镁合金复合材料的研究

采用消失模铸造技术制备了碳纳米管/镁合金复合材料.测试了铸态条件下复合材料的力学性能,对其显微组织进行了分析,并利用扫描电子显微镜和能谱分析仪对复合材料端面形貌进行了观察和分析.结果表明:碳纳米管对镁合金(ZM5)有较强的增强效果,明显提高了硬度,并且复合材料的晶粒明显小于ZM5合金的晶粒.但是碳纳米管加入量过多会导致偏聚,使力学性能下降.碳纳米管能细化复合材料的晶粒组织,并且起搭接晶粒和承载变形抗力的作用.     

硅对Mg2Si/ZM5复合材料组织和性能的影响

在真空感应炉中氩气保护下制备材料，采用OM，SEM，EDAX和XRD及拉伸试验，研究分析了硅对原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料铸态显微组织和性能的影响规律。结果表明，反应添加物Si在ZM5合金中形成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相，明显地提高了材料的室温与高温强度，如Si的质量分数为1.5％时，室温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别可达20.1％和61.5％，Si的质量分数为1.0％时，高温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别可达14.9％和25.7％；Mg2Si相的形貌随着硅含量的不同而变化，如Si的质量分数为0.5％时，主要生成细小短棒状或片状共晶Mg2Si相，Si的质量分数大于1％时，则出现了粗大块状或汉字状初生Mg2Si相和片状或短棒状的共晶Mg2Si相；由于所生成的Mg2Si相本身是一种脆性相，使得该材料呈现出解理断裂，降低了材料的塑性。     

Sn对ZM61合金组织与性能的影响

通过光学金相(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)等分析方法,研究不同Sn含量对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响,并初步探讨Sn元素在镁合金中的存在形式和作用机理。结果表明:Sn元素在ZM61合金中主要以Mg2Sn相存在;Sn元素不仅可以改善合金的铸造性能,所形成弥散的Mg2Sn相颗粒还可以明显的细化晶粒改善组织,提高合金的力学性能,其中经440℃,2h+90℃,24h+180℃,8h双级时效处理的ZM61-4Sn合金具有最佳的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为358MPa、374MPa和4.6%;Sn的加入不会改变合金的断裂机制,但是粗大的Mg2Sn粒子会成为裂纹源,从而降低合金的塑性,所以Sn含量不宜过高,不大于4%较为合适。     

表面扩渗Al,Zn处理对ZM5镁合金性能的影响

通过铝锌(Al,Zn)混合粉对ZM5镁合金进行了表面固态扩渗铝锌(Al,Zn)处理,在衬底形成了Mg-Al-Zn合金层.研究结果表明:Mg-Al-Zn合金层主要由Mg-Al-Zn固溶体和Mg-Al-Zn金属间化合物(Al6Mg10Zn,Al5MgllZn4)组成,该合金层不仅使ZM5镁合金表面合金层显微硬度显著提高,而且在盐水浸泡腐蚀过程中,在衬底与腐蚀介质之间起到了良好的屏障作用,从而赋予试样良好的腐蚀性能.     

富Y重稀土对ZM5合金组织和性能影响的研究

以ZM5镁合金为基体材料，以富Y重稀土为添加原料，应用铸造方法制备了稀土镁合金。利用光学金相显微镜（OM）、X衍射分析、拉伸试验和腐蚀试验等方法，考察分析了稀土Y对ZM5合金铸造组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Al3La、MgY，它对于减少晶界处第2相的析出、晶粒的细化以及力学性能的提高起着积极作用。同时，稀土的加入明显地改善了合金的腐蚀性能。     

稀土Y和Nd对ZM5合金组织和性能的影响

以ZM5镁合金为基体材料，应用铸造方法制备了4种不同稀土含量和比例的稀土镁合金。考察分析了稀土Y和Nd对ZM5合金组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Ti2Mg3Al3，它对于减少晶界处第二相的析出有积极作用。ZM5合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能随稀土Y和Nd的比例不同而有比较大的差异，在所有考察的ZM5合金中，添加2％Y和1％Nd稀土的合金综合效果最好。     

铸造法制备CNTs／AM60镁基复合材料的研究

采用搅拌铸造法制备了CNTs/AM60镁基复合材料,研究了搅拌法加入碳纳米管的工艺特点,测试了复合材料的力学性能,并利用扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料断口形貌进行观察和分析。研究结果表明,碳纳米管能细化复合材料晶粒组织,且起搭接晶粒和承载变形抗力作用。与基体合金相比,复合材料抗拉强度、弹性模量、显微硬度显著增加,伸长率最大可提高74.52%,但是碳纳米管加入量过多会导致偏聚,使力学性能下降。     

纳米石墨改性ZM5镁合金微弧氧化陶瓷层摩擦磨损性能

添加纳米石墨颗粒的硅酸盐溶液中制备ZM5合金微弧氧化陶瓷层,利用SEM、EDS和XRD分析了涂层的微观形貌、成分及物相组成,用球-盘干磨损试验对涂层的室温摩擦磨损行为进行研究。结果表明,纳米石墨改性微弧氧化陶瓷层主要由Mg2SiO4、少量的MgO、Mg和C相组成,石墨以机械形式分散于陶瓷层中并起到减摩作用。4.9N载荷下体积磨损率为9.19×10-5 mm3/Nm,是无石墨微弧氧化陶瓷层的1/3,ZM5基体的1/14;9.8N载荷下体积磨损率为1.44×10-4 mm3/Nm,是无石墨微弧氧化陶瓷层的2/5,ZM5基体的1/8,与无石墨微弧氧化陶瓷层相比显著提高了镁合金基体的耐磨性,且其室温干摩擦磨损机理为疲劳磨损,磨痕呈疲劳剥落形貌。     

稀土元素和Ti对ZM5镁合金组织和性能的影响

用金相显微镜、X射线衍射仪分析了添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的Mg-8．5Al-0．5Zn（ZM5）合金的组织和相组成,测试了合金的室温力学性能。结果表明,添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金中出现了新的镁．稀土相MgY、Mg12Nd,而在同时添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的合金中,还出现了新相Ti2Mg3Al18;添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金在拉伸性能、硬度以及组织都明显优于ZM5镁合金,而同时添加稀土元素和Ti合金的镁合金其性能又显著优于单独添加Y或Nd的合金。