Ba-Nd复合变质对Mg-3Si-4Zn铸造合金组织及性能的影响

研究了Ba-Nd复合变质对Mg-3Si-4Zn铸造合金组织及力学性能的影响,用OM、SEM、EDS、XRD等方法对微观结构进行了表征,通过硬度测试研究了材料的力学性能。结果表明,当单一变质剂Ba在Mg-3Si-4Zn合金中的添加量为1.2%（质量分数）时,变质效果最好。形成的BaMg₂Si₂相可以作为初生Mg₂Si的异质形核核心,使初生Mg₂Si细化。Ba-Nd复合变质是通过在Mg-3Si-4Zn-1.2Ba合金中加入变质剂Nd来完成的。通过Miedema模型和对吉布斯自由能的线性拟合,发现由于Nd和/或Ba原子能与Si原子形成更加稳定的化合物NdSi、NdSi₂、Ba₂Si、BaSi₂,防止Si原子在凝固的初始阶段与Mg原子结合,因此初生Mg₂Si的生长速度被抑制,微观结构中初生Mg₂Si相变小。当Nd含量为2.0%时,Ba-Nd复合变质效果最好,即初生Mg₂Si由平均面积约为 600 μm² 的树枝状变为平均边长约5 μm的近似方形的组织,共晶Mg₂Si由平均面积约444 μm² 的复杂粗大汉字状变为平均面积约89 μm²的简单汉字状组织。合金硬度由575.75 MPa提高到612.11 MPa,提高了6.31%。     

复合变质对AlSi7Mg合金组织和性能的影响

通过在铸造ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金中加入一种新型复合变质剂，研究其对合金力学性能和组织的影响，并采用透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究合金在时效过程中组织的变化。结果表明：采用此新型变质剂可有效提高铸造ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金的力学性能。合金经５３５℃×６ｈ固溶化处理和１５０℃×６ｈ时效处理后，其σｂ达到３５１．７ＭＰａ，δ达７．７９％。经ＴＥＭ分析，采用此变质剂处理的铸造ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金在时效过程中不仅会产生Ｍｇ２Ｓｉ相，而且发现了一种新的时效强化相。通过分析，认为该相的析出过程与Ｍｇ２Ｓｉ相似，且其析出温度要较Ｍｇ２Ｓｉ相略低。由于此新强化相的析出使得合金在较低温度时效时即可获得较好的强化效果，使合金在Ｔ５状态下即可获得高的综合力学性能     

熔体温度对Al-18Mg_2Si复合材料组织与性能的影响

研究了熔体温度对原位自生Al-18Mg_2Si(质量分数,%)复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:随着熔体温度的提高,Al-18Mg_2Si复合材料中,初生Mg_2Si由粗大的树枝状变成多边形状、块状,有的成为颗粒状。熔体温度为870℃时,初生Mg_2Si最细小,平均晶粒尺寸为12μm(形状因子最大);超过870℃后,晶粒尺寸略有增大(形状因子减小)。随着熔体温度的提高,共晶Mg_2Si由片层状变为颗粒状,而后又变成颗粒状和棒状的混合组织,共晶团尺寸先减小后增大。复合材料的抗拉强度、延伸率、硬度随熔体温度的提高先增大后减小,并在870℃过热时,力学性能达到最佳值。DTA分析表明,随着熔体温度的提高,合金的凝固开始温度先降低后升高,形核过冷度呈先增大后减小的变化趋势。熔体温度达到870℃时,形核过冷度最大,复合材料的硬度最大,耐磨性最好。     

AlN变质对Al-4Si-0.45Mg合金性能的影响

在亚共晶Al-4Si-0.45Mg合金中添加微量AlN,以改善合金的显微组织并提高其力学性能和导热性能。结果表明,未添加Sr和AlN的合金,其抗拉强度为167.3 MPa,伸长率为10%,热导率为149.5 W/(m·K);添加Sr后的抗拉强度为176.2 MPa,伸长率为20%,热导率为166.8 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了5.4%、11.6%;添加AlN后的合金抗拉强度为194.8 MPa,伸长率为16%,热导率为170.1 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了16.4%、13.8%。力学性能的提高主要与α-Al的晶粒细化、二次枝晶臂间距(SADS)的减小和Si的变质有关。加入Sr和AlN后,共晶Si由片状变成块状和球状,Sr变质后共晶Si的尺寸明显减少,且AlN变质后共晶Si的平均尺寸更小,说明热导率的提高主要与共晶Si相的形态变化有关。其机制为细小的Si使得电子通道增加,电子散射概率降低,平均自由程增加,从而提高了热导率。     

Mo对NbCr2/ Nb合金组织及性能影响

采用机械合金化+热压工艺制备了NbCr_2/Nb-XMo (X=0,2.5,5.0,7.5,10, at%)合金,研究了合金元素Mo对NbCr_2/Nb合金组织及性能的影响。结果表明:合金元素Mo主要存在于Nb基体中,对合金的物相不产生明显影响,合金仍由Nb固溶体和NbCr_2组成;Mo的添加使得NbCr_2/Nb的相界面处应力增加,导致NbCr_2颗粒中的层错/孪晶的密度增加,并促进了Nb基体中位错的运动,从而使得NbCr_2/Nb合金在保持高强度的同时,具有良好的塑性和韧性。     

Zr、Nb复合变质剂对Fe-Ni膨胀合金凝固组织及力学性能的影响

研究了添加Zr、Nb复合变质剂对Fe-Ni膨胀合金线坯凝固组织和力学性能的影响.结果表明,单独添加0.3%的Zr或Nb,其线坯中等轴晶比例分别增加到25%和50%,其强度和塑性随等轴晶比例增加而提高.添加0.3%的Zr、Nb复合变质剂,线坯为完全的细小等轴晶,其强度和塑性均优于单独添加Zr或Nb的性能,与同规格的退火态Fe-Ni膨胀合金热轧盘圆力学性能相当.研究认为:Zr、Nb复合变质剂的作用是显著增加了合金凝固过程中的形核核心,并在晶界上形成Zr、Nb化合物析出相,从而强化晶界,提高韧性,使合金线坯具有较高的强度和良好的塑性.     

稀土La＋Sr复合变质对ZL101A合金组织的影响

研究了稀土La Sr复合变质对ZL101A合金共晶硅形状的影响.分析了复合变质剂加入量、变质温度、保温时间和冷却速度对合金组织的影响.结果表明,当Sr加入量为0.015%时,加入0.2%的La即可达到很好的变质效果,显著减少了稀土用量.另外,复合变质不但解决了Sr的潜伏期问题,而且还使ZL101A合金在变质时对温度的敏感性降低,在720℃就可完全发挥变质作用.复合变质后,晶粒能够细化到0.5 mm,比单一稀土细化效果更好.同时得出,冷却速度越快变质效果越好.     

Sr、B和RE复合变质对Al-30Si合金组织和性能的影响

研究Sr、B和RE复合变质对Al-30Si合金组织与性能的影响。结果表明,细化变质处理后的合金组织形貌发生了显著变化,α(Al)相枝晶群消失,转变为等轴晶或柱状晶;初晶硅颗粒细化,棱角钝化;针状的共晶硅变成短杆状或颗粒状,分布均匀。合金抗拉强度提高55%,伸长率增加约66%,硬度略有增加。当RE含量为0.5%～0.8%时,合金表现出较好的综合力学性能。     

Yb和Al-Ti-B复合变质对过共晶Al-Si铸造合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针,研究了不同比例的稀土Yb和Al-5Ti-B复合变质剂对过共晶Al-20Si合金显微组织与性能的影响。结果表明,Al-20Si合金中添加0.5% Yb和0.3% Al-5Ti-1B复合变质剂使得粗大的多边形状、块状和五瓣星状初生Si变质为细小块状,共晶Si由粗大的片状或针状结构变质为细小颗粒或者纤维结构,而且粗大的α-Al枝晶被细化为等轴枝晶。然而,当Al-5Ti-B变质剂含量达到0.4%时,初生Si和共晶Si出现粗化现象。力学性能测试结果表明,合金的抗拉强度和延伸率分别增加了83.7%和92.1%。     

Cu元素对Al-Zn-Mg-Er-Sc-Zr合金组织演变和腐蚀性能的影响

利用Cu元素的含量变化研究了Al₈Cu₄Er相的形成与演变规律及其对Al-Zn-Mg-Er-Sc-Zr合金腐蚀性能的影响。结果表明：随着Cu含量的增加,合金晶粒得到显著细化,但同时固溶态合金不同类型的残余相增多;Al₈Cu₄Er相与Al-Fe相存在伴生关系,二者通过Cu与Fe交互作用实现相的转化,且可表述为如下关系式：;不同成分合金的晶间腐蚀均表现出与残余相密切相关的点蚀特征,含Cu、Er的Al-Fe相虽然具有更小的腐蚀坑尺寸,但网状分布特征使腐蚀深度有所增加;而具有更好耐蚀性能的Al₈Cu₄Er则因相的粗化和它与Al-Fe相的伴生关系导致合金耐蚀性能严重下降。     

铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

摘 要:采用重力铸造法制备Mg-4A1-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能.结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6％;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

锶、钕对Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金微观组织和力学性能的影响

当镁合金中添加含量较高的Si时,会形成大量粗大汉字状的Mg2Si,严重影响合金的力学性能。通过Sr和Nd及其复合添加细化Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金中粗大的Mg2Si,研究添加元素对合金微观组织和室温力学性能的影响,分析了Sr和Nd对Mg2Si的细化机制。结果表明,随着Sr的加入,汉字状Mg2Si的形貌得到改善,形成了均匀的多边形块状;当Sr添加到0.16%(质量分数,下同)时,Mg2Si得到了完全的细化。当同时添加Nd和Sr元素时,合金中出现新的以Mg,Al,Nd和Si形成的物相;随着Nd的增加,这种新的物相增多,这种化合物提供了Mg2Si相细化的异质核心。在Sr和Nd的复合作用下,汉字状Mg2Si被细化,合金的力学性能得到改善。     

Gd对Mg-5Sn-0.5Zn合金的显微组织及力学性能的影响

研究了（0．5％～1．5％）Gd元素对铸造Mg-5Sn-0．5Zn合金（SZ50）的显微组织、时效硬化行为和拉伸性能的影响。结果表明：加入Gd后，合金的α-Mg晶粒细化，沿晶界或在α-Mg晶内生成棒状或长条状的Mg5Gd，其在Gd含量为0．5％时尺寸最小，分布更均匀；Gd的加入，使合金的抗拉强度提高，但降低其伸长率；随着Gd含量的增加，合金的峰值时效时间逐渐缩短。Gd含量为0．5％时，合金的显微硬度、抗拉强度及显微组织的细化作用最佳。     

Zn添加对Mg-8Al-2Sn镁合金组织和性能的影响

本文以Mg-8Al-2Sn变形镁合金为研究背景,通过在Mg-8Al-2Sn合金中添加0-2 wt.%含量的Zn元素,研究了Zn添加对Mg-8Al-2Sn挤压镁合金显微组织和性能的影响。研究结果表明,铸态Mg-8Al-2Sn-xZn合金的相组成主要是α-Mg相、Mg₁₇Al₁₂相和Mg₂Sn相。在添加Zn元素以后,合金中的共晶化合物的形态发生变化,由共晶组织变为离异共晶组织。挤压过后,晶粒组织尺寸更均匀。Zn元素的加入,会促进合金中第二相在挤压过程中的动态析出以及第二相尺寸的粗化。合金在时效中产生的析出相的数量也随着Zn含量的增多而增加。随着Zn含量的增加,挤压态和时效态合金的屈服强度和抗拉强度都随之增加。当Zn含量达到2 wt.%时,合金力学性能最好,其时效态的抗拉强度,屈服强度和延伸率分别是385 MPa, 291 MPa和6.44%。     

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.     

稀土Y对Mg-2.0Zn-0.3Zr镁合金铸态组织和力学性能的影响

通过在Mg-2.0Zn-0.3Zr镁合金中添加不同含量的稀土元素Y,研究Y元素及其含量对合金组织和力学性能的影响及机制。结果表明:当Y含量从0.9%增加到1.9%(质量分数,下同)时,组织明显细化,晶间化合物呈连续细网状;当Y含量达到3.7%时,晶间化合物呈不连续的粗网状。当Y从1.9%增加到5.8%时,合金强度逐步提高。Y含量为0.9%时,Y的细化作用及适当的W-相含量对塑性有利,延伸率达到最大值24.8%;Y含量为3.7%时,W-相的数量因X-相的出现而减少,晶间化合物变为不连续网状分布,对塑性有利,合金综合力学性能最佳,抗拉强度为232MPa,屈服强度为124MPa,延伸率为23.5%。添加Y后的Mg-2.0Zn-0.3Zr合金流变应力和挤压变形抗力提高,但可通过420℃,12h热处理和热变形温度提至450℃,改善合金的热成型性并获得更高的综合力学性能。     

Zr对电磁连续铸造Al-4.0Cu-1.4Mg-0.5Mn 合金铸态组织与力学性能的影响

采用金相、硬度测量、拉伸试验、扫描电镜,XRD等测试手段,研究了Zr对电磁连续铸造Al-4.0Cu-1.4Mg-0.5Mn系高强铝合金铸态下显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量Zr可明显细化合金铸态组织,且可显著提高合金力学性能,其作用机理主要为Al3Zr造成的细晶强化和弥散强化作用;含Zr的合金在室温下比不含Zr的合金宏观硬度提高3.91%,抗拉强度提高3.90%,屈服强度提高4.82%,伸长率提高48.66%;合金的断裂方式均属韧性断裂,但韧窝分布不均匀,在韧窝中心及边缘处都有第二相。     

锰对ZZnAl4Y锌合金显微组织和力学性能的影响

研究了锰对ZZnA14Y锌合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:锰能细化ZZnA14Y锌合金的基体组织及a相,使合金的硬度和抗拉强度大大提高,但是由于锌合金中的锰主要以富锰化合物相分布于晶界或晶界附近,使得冲击韧性明显下降.分析认为ZZnA14Y锌合金中加入0.05%锰时其具有较好的综合力学性能.     

氟锆酸钾盐混合物对Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金组织和性能的影响

制备了三种氟锆酸钾(K2ZrF6)盐混合物(M),分别在三个温度下将三种盐混合物加入到铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金中。通过差热分析(DSC),X射线衍射(XRD),光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)和拉伸试验研究了合金的显微组织和力学性能,讨论了K2ZrF6盐混合物在合金中的晶粒细化机理。结果表明,铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金由α-Mg,Mg12(Y,Sm)Zn 和 (Mg,Zn)3(Y,Sm)三种相组成。SEM和XRD检测发现,添加K2ZrF6盐混合物不会在合金中产生新的相。在780°C下加入M3盐(60wt% K2ZrF6-20wt% NaCl-20wt% KCl)时,合金的晶粒细化效果最佳。通过在780℃下加入三种盐,铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金的力学性能得到提高,由M3盐细化后的合金具有最佳的力学性能。K2ZrF6盐混合物可细化铸态Mg-3Y-3.5Sm-2Zn合金,这是由于Mg和K2ZrF6之间还原反应得到的细Zr质点和富锆区在合金中起到的晶粒细化作用。