超声场作用下Mg-4Al-1Si合金凝固组织

采用自行研制的镁合金熔体超声处理装置对Mg-4Al-1Si合金熔体进行处理,研究超声处理功率、超声处理时间和超声处理温度对其凝固组织及相形貌的影响。结果表明:超声处理可以显著细化Mg-4Al-1Si合金的凝固组织,适当提高超声功率和处理温度以及适当延长处理时间均可增强细化效果。650℃Mg-4Al-1Si合金熔体经270W超声处理50s可以取得较好的细化效果,平均晶粒尺寸为107μm,为未经超声处理合金晶粒尺寸(383μm)的28%。另外,经超声处理的Mg-4Al-1Si合金中Mg2Si相由未经超声处理时的粗大汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状。     

超声处理协同Er和Ce复合变质对Mg-3.2Si合金组织及性能的影响

研究了超声处理协同稀土元素Er和Ce复合变质对过共晶Mg-3.2Si合金中组织和力学性能的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,在过共晶Mg-3.2Si合金中,添加约0.6%(质量分数,下同)的Er时,初生Mg2Si相的尺寸由150μm减小到40μm,其形态从粗大树枝状变为不规则多面体形状;继续添加1.0%的Ce,可获得5～10μm的多面体或球状初生Mg2Si相,变质效果明显。在此基础上,超声处理可以有效改变初生Mg2Si相的形状和尺寸。当超声功率为1 200W时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳,合金试样的抗拉强度与伸长率分别达到158MPa和4.5%。对其断口分析可知,经超声处理的合金断裂形式为解理断裂和韧窝的混合断裂形式。     

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.     

超声处理对AS31镁合金组织及性能的影响

研究了超声处理对AS31镁合金凝固组织和力学性能的影响,并对其作用机理进行了探讨。结果表明,随着超声功率增加,AS31镁合金的晶粒尺寸显著细化,组织中共晶Mg2Si相形貌、尺寸和分布明显得到改善。当施加超声功率为750 W时,共晶Mg2Si相由粗大汉字状转变为短棒状,其平均尺寸由未施加超声时的160μm减少到50μm。另外其抗拉强度和伸长率分别为203 MPa和3.4%,比未超声合金分别提高了25%和100%,分析其断口发现,未经超声处理的AS31镁合金表现为解理断裂,经过超声处理的AS31镁合金表现为韧窝断裂。     

超声熔体处理对ZA27合金组织和力学性能的影响

研究了不同超声功率(0~900 W)和作用时间(0~90s)对ZA27合金组织和力学性能的影响。结果发现,在520℃熔体保温条件下,随着超声功率或超声作用时间的增加,合金的初生相均先细化后粗化。当超声功率为700 W,处理时间为30s时,合金初生相的细化效果最佳,综合力学性能最好,其抗拉强度和伸长率分别为435.16 MPa和6.11%。断口分析可知,超声熔体处理后ZA27合金断口具有较多的韧窝和撕裂棱,具有脆性断裂和韧性断裂的混合断裂特征。     

超声与变质处理对Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金组织及力学性能的影响

对比研究了未处理、B和Sr变质处理、超声处理及超声-变质剂复合处理对Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金组织及力学性能的影响,同时考察了复合处理条件下,不同的超声功率和处理时间对合金铸态和T6态组织及力学性能的影响。结果表明,变质处理、超声处理和复合处理均可以改善合金铸态与T6态合金的组织和力学性能,但复合处理效果最为显著,与未处理相比,其铸态抗拉强度和伸长率分别提高了10.3%和57%,T6态抗拉强度和伸长率分别提高了33.4%和12.9%。在0～900W范围内,随着超声功率不断升高,铸态初生α-Al相和T6态共晶Si逐渐细化;在0～90s范围内,随着超声处理时间延长,铸态初生α-Al相和T6态共晶Si先细化后粗化,转折点为30s。不同条件下,合金铸态抗拉强度变化不大,而其铸态伸长率、T6态抗拉强度与伸长率的变化规律与其组织基本对应。     

n-SiC_p含量对铸态Mg-9Al-1Si镁合金组织和性能的影响

采用半固态搅拌+超声处理的方法制备了Mg-9Al-1Si合金和Mg-9Al-1Si-xn-SiC_p(x=0, 0.5%,1%,1.5%和2%)复合材料,利用OM、SEM及室温拉伸等方法研究了显微组织与力学性能。研究表明,半固态搅拌与超声处理复合法可以将n-SiC_p引入到Mg-9Al-1Si合金中,并实现较为均匀的分布;当n-SiC_p含量超过1%时,n-SiC_p出现少量团聚。随n-SiC_p含量的增加,Mg-9Al-1Si合金的基体晶粒尺寸减小、Mg_2Si相显著细化,β-Mg_17Al_12相尺寸变小,并且由连续网状分布变为不连续网状分布;随n-SiC_p含量增加,复合材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率呈现先增后减的趋势;n-SiC_p含量为1%时,性能较佳。     

超声场对GW93合金铸件显微组织与拉伸性能的影响

对Mg-9Gd-3Y-1.2Zr-0.5Zn(GW93)合金熔体进行了功率(0～2000W)、时间(0～120 s)的超声处理,研究了超声功率和时间对GW93合金显微组织与拉伸性能的影响规律。结果表明:经超声处理后,镁合金α(Mg)和第二相明显细化。随着超声功率和时间的增加,α(Mg)和第二相细化程度先增强后降低,合金的抗拉强度和伸长率均先升高后降低。当功率为1000W、时间60s时,合金的α(Mg)和第二相最细小,晶粒尺寸为15.6μm,合金硬度值为74.58HB,抗拉强度为260MPa,伸长率为14.79%。与未超声处理相比,晶粒尺寸细化了76%,布氏硬度、抗拉强度和伸长率分别提高了47.98%、30%、243.95%。     

超声-合金化处理对Mg-9Al-3Si合金组织及性能的影响

以Mg-9Al-3Si合金为基体,首先对比研究了超声处理、Sr、Y合金化处理以及超声-合金化复合处理对其凝固组织及力学性能的影响,随后研究了复合处理条件下,不同超声参数对合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明,在超声-合金化复合处理条件下,合金的凝固组织和力学性能得到明显改善,优于单一合金化处理或超声处理;初生Mg_2Si相尺寸与未处理时相比减小了72.9%,合金的抗拉强度和伸长率与未处理时相比分别提高了125%和310%。复合处理条件下,随着超声功率或超声时间的增加,初生Mg_2Si相的尺寸均逐渐减小;合金力学性能的变化规律与初生Mg_2Si相的尺寸基本对应。     

Si对往复挤压Mg-Al-Si再结晶组织和力学性能的影响

利用往复挤压细化了Mg-4Al-2Si、Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金组织,分析了Si含量对合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着Si含量增加,基体晶粒和Mg2Si颗粒粗化,拉伸强度降低。基体组织细化受Mg2Si相的形态和均匀性控制,为再结晶和Mg2Si相阻碍晶界移动的复合机制,力学性能主要由基体晶粒尺寸决定。     

往复挤压对Mg-6%Si合金组织与力学性能的影响

研究了往复挤压对铸造Mg-6%Si (质量分数,下同)合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：往复挤压4道次后,Mg-6%Si合金的显微组织得到显著细化,粗大树枝状的初生Mg2Si相变为细小颗粒状,而汉字状的共晶Mg2Si相也变为弥散分布的点状相,且这些颗粒状的Mg2Si相均匀分布在基体中。往复挤压4道次后,Mg-6%Si合金的抗拉强度和延伸率分别提高了82.3%和810.9%。断口分析表明,往复挤压合金的断裂模式由脆性断裂转变为韧-脆性断裂。     

化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

通过电子拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等研究了5种不同合金成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响。结果发现,5种 Al-Mg-Si合金微观组织、力学性能以及导电性能都强烈依赖于合金中Mg和Si含量。随着Mg、Si含量的增加,合金的抗拉强度增加,同时导电率呈现下降的趋势。Al-0.7Mg-0.5Si和Al-0.6Mg-0.6Si相比,虽然两种合金的Mg、Si原子总量相当,但是由于Mg/Si比不同,导致二者微观组织明显不同,性能存在明显的差异。Ce微合金化使Al-0.7Mg-0.6Si-0.2Ce合金的力学性能和电学性能获得良好的匹配,175 ℃时效4 h的抗拉强度达到325 MPa,同时导电率达到56.2%IACS。     

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。     

往复挤压Mg-4Al-4Si镁合金的显微组织与力学性能

研究往复挤压对Mg-4Al-4Si(AS44)合金显微组织和性能的影响。结果表明:往复挤压显著地细化晶粒,改善组织的均匀性;往复挤压4道次和8道次后,Mg2Si颗粒尺寸由铸态下的约120μm分别减小至3和2μm,α-Mg基体晶粒尺寸由铸态下的约50μm分别减小至9和8μm,形成了较为细小、弥散分布的Mg2Si颗粒和细小的等轴晶组织。合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高,挤压8道次时,合金的极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251.7 MPa、210.5 MPa和14.8%,与铸态合金相比,上述力学性能指标分别提高了131.3%、191.1%和469.2%;挤压态合金拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

稀土钇对铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金显微组织和力学性能的影响

镁锂(Mg-Li)合金是现今最轻的金属结构材料,在航空航天及交通运输等领域具有重大的应用价值.但铸造镁锂合金绝对强度低限制了其发展和应用.在Mg-Li二元合金中添加铝(Al)、锌(Zn)和稀土元素钇(Y)三种强化元素制备Mg-Li-Al-Zn-Y五元铸态镁锂合金来提高镁锂合金的力学性能.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描...     

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.     

Mg-3Al-2Sc合金显微组织与性能研究

采用熔剂保护法制备了Mg-3Al-2Sc合金,并进行热挤压,研究了添加Sc及热挤压后Mg-3Al-2Sc合金的组织与性能.结果表明,稀土Sc能够细化晶粒并形成新的Al3Sc相;热挤压后Mg-3Al-2Sc合金发生了局部动态再结晶,合金屈服强度和抗拉强度较AZ31镁合金的显著提高,拉伸断裂机制主要表现为准解理断裂,并有一定量的沿晶断裂.     

Effects of yttrium on microstructure and mechanical properties of Mg-6Al magnesium alloy

Since Y has a great solid solubility in magnesium alloys, it helps enhancing the heat-resistant property of magnesium alloys. The effects of Y on microstructures and mechanical properties of Mg-6Al alloy have been studied in this work. The results show that Y addition refines grains of Mg-6Al alloy, and reduces the amount of the Mg 17 Al 12 phase. At the same time, the high melting-point Al 2 Y phase particles are formed. According to the mathematical model of the two-dimensional lattice misfit proposed by Braffit, it is believed that the Al 2 Y particles can serve as the nucleation sites for α-Mg. After T6 treatment, both elongation and ultimate tensile strength of Mg-6Al alloy at the room temperature and high-temperature increased firstly and then decreased, with increasing Y addition. The peak mechanical properties were achieved in the Mg-6Al-1.2Y alloy system. Y addition appears to change the fracture characteristic of Mg-6Al alloy. With 1.2wt%Y, the fracture surface of the alloy showed a lot of dimples and tearing ridges which connected the microscopic dimples and the fracture is mixed fracture of quasi-cleavage and ductile fracture.     

Sn对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和性能的影响

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究Sn对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明, Sn可以显著提高合金从室温到175 ℃区间的抗拉强度,当Sn含量为1%时,镁合金在室温和175 ℃时抗拉强度达到最大值,分别为242和192 MPa,合全的拉伸断口为具有塑性特征的准解理断裂。 Sn的加入使合金的显微组织得到明显细化,并出现高熔点Mg2Sn合金相。合金力学性能的提高主要是由于细晶强化、弥散强化和固溶强化。     

往复挤压Mg-Al-Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压(RE-n,n为挤压道次)制备Mg-4Al-2Si(AS42)、Mg-4Al-4Si(AS44)和Mg-6Al-6Si(AS66)合金,并在150℃和1.33×10-3s-1的初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:RE-8-AS42合金晶粒尺寸为2.1μm,Mg2Si颗粒尺寸为1.3μm;RE-4-AS42合金晶粒尺寸为4.8μm,组织中含有2～20μm的大块Mg2Si颗粒;RE-AS44和RE-AS66合金晶粒尺寸约为11μm,组织中存在>20μm的Mg2Si颗粒。合金拉伸强度随挤压道次增加而提高,RE-8-AS42合金性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为250 MPa、197 MPa和62%,高的性能归因于细小的晶粒和阻碍晶界滑移的细小稳定Mg2Si颗粒。