热处理对原位自生Mg2Si/Mg-Al基复合材料组织与性能的影响

利用金属型铸造制备了原位自生Mg2Si/Mg-Al基复合材料,研究了热处理对该材料组织与性能的影响。结果表明T4处理改变了Mg2Si/Mg-Al基复合材料中Mg2Si的形貌与分布。随着保温时间的延长,棱状枝晶Mg2Si相发生熔断、球化,最终成为尺寸为10-30μm的颗粒;同时β-Mg17Al12相溶入到α-Mg基体中,在随后的时效过程中发生沉淀析出。由于β-Mg17Al12相的溶解,T4处理会降低该材料的硬度,但随后的时效析出可提高其硬度,415℃×12h固溶处理后175℃×16h(T6)时效,硬度可提高14.9%。热处理过程中棱状枝晶Mg2Si相的粒化可用吉布斯-汤姆逊定理解释。     

Zn及固溶时效对Mg-4Al-2Ca合金组织和性能的影响

通过Mg-4Al-2Ca-xZn系镁合金的设计,研究添加不同含量的Zn对合金微观组织及力学性能的影响。分析得出,铸态Mg-4Al-2Ca合金组织主要由α-Mg、β-Mg17Al12相和少量Al2Ca相组成;当合金中添加2%、4%和6%的Zn后,随着Zn含量的增加合,金的初生相α-Mg变化明显,合金组织中Al2Ca相增加,形成了Mg32(Al,Zn)49相、MgZn相和少量Mg5Zn2Al2化合物;在Zn含量为6%时,合金的初生相α-Mg细化明显,且具有等轴状形态。在时效时间相同的情况下,Zn元素的增加使α-Mg相细化,在相界处析出相减少。经过340℃保温20 h固溶后,在180℃进行一系列的时效处理结果的分析表明,时效72 h时,Mg-4Al-2Ca-xZn(x=0,2,4,6)合金的硬度都达到最大值,分别为72.9、75.1、80.7和83.9 HB,硬度值随Zn含量的增加而增大。     

均匀化对AZ80-2.0Ca合金微观组织和硬度的影响

采用DSC热分析仪、金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等研究了AZ80-2.0Ca铸造镁合金的微观组织,分析了均匀化热处理后合金的微观组织演变和显微硬度的变化规律。结果表明,该合金由基体α-Mg相,β-Mg17Al12相和(Mg,Al)2Ca相组成;Ca元素的加入使β-Mg17Al12相的熔点由437℃提高到457℃;在430℃下保温2h时β-Mg17Al12相完全溶解,继续延长保温时间至24h时,(Mg,Al)2Ca相未见溶解;当合金在515℃保温0.5h时,β-Mg17Al12相完全溶解,继续延长保温时间至4h时,(Mg,Al)2Ca相开始分解并转变为Al2Ca和Mg;合金共晶相分解后,其硬度开始下降,分解完成后其硬度趋于稳定,且515℃均匀化热处理后的合金硬度小于430℃均匀化热处理后的合金硬度。     

热处理对Mg-7Al-1Si-1Gd合金组织及硬度的影响

在不同的T4和T6热处理条件下,对Mg-7Al-1Si-1Gd合金的组织和硬度进行了研究。结果表明,T4(400℃×12h)固溶处理后β-Mg17Al12相几乎全部溶入α-Mg基体中,但Al2Gd相和汉字状Mg2Si相形貌几乎没有发生变化,因而合金的硬度变化很小。经400℃×12h+200℃×10h的T6处理后,β-Mg17Al12相沿晶界沉淀析出,呈层片状不连续分布,Mg2Si相由粗大汉字状变为细小的块状或棒状,合金硬度达到峰值,较铸态提高了12.45%。     

高品质6061铝合金的均匀化工艺研究

采用金相观察、差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了均匀化温度和保温时间对高品质6061铝合金中第二相的影响规律。结果表明,均匀化过程中Mg2Si在560℃×9 h已经完全回溶,而α(Al8Fe2Si)相和β(Al5FeSi)相在560℃×24 h仍未发生回溶,升高均匀化温度,经600℃×9 h均匀化,铝合金已经发生过烧,而AlFeSi相仍不发生回溶,说明其在均匀化过程中是不发生回溶的。6061铝合金适宜的均匀化工艺为560℃×9 h。     

510℃均匀化对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用OM、SEM和XRD对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金铸态和510℃均匀化处理过程中的微观组织变化进行了系统研究。结果表明:铸态合金的微观组织主要由α-Mg基体、晶界上灰黑色的不规则块状相、灰白色的骨骼状相和晶界附近细小的针状LPSO相组成;铸态合金的相结构为α-Mg、Mg3(RE,Zn)和Mg5(RE,Zn);510℃均匀化处理过程中,不但晶界上的共晶组织发生回溶,而且晶界附近的细小针状LPSO相也发生了回溶。均匀化处理48 h后,晶界上仍然存在少量共晶组织。     

Mg-9Li-3.57Al-0.5Si-0.25Ca合金的组织转变与力学性能

为了提高镁锂合金的强度,采用普通重力铸造法制备了Mg-9Li-3.57Al-0.5Si-0.25Ca合金,考察该合金经均匀化热处理及轧制变形后的微观组织演变及力学行为变化。结果表明,铸态Mg-9Li-3.57Al-0.5Si-0.25Ca合金主要由β-Li基体、α-Mg相、以及分布于α-Mg/β-Li相界、基体的AlLi大颗粒,少量的Mg Li2Al、Mg_2Si和(Mg,Al)_2Ca相组成。合金经不同时间均匀化处理后,β-Li基体及界面处的AlLi大颗粒溶解,而在α-Mg相内析出纳米AlLi颗粒、并逐步长大;同时长条状α-Mg相从β-Li基体中析出并逐步合并长大。再经热轧后,α-Mg相拉长细化;α-Mg相内、相界面处大量AlLi相回溶,消除了界面处大颗粒聚集分布状态;同时在α-Mg相、β-Li基体内形成高密度均匀弥散分布的纳米颗粒强化相,合金得到了有效强化。热轧合金的力学性能大幅度提高,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到216 MPa、164 MPa和9.51%。     

Al-0.8Mg-1.0Si-0.7Mn合金均匀化热处理工艺

采用光学显微镜、差热分析、扫描电镜、能谱分析,研究了Al-0. 8Mg-1. 0Si-0. 7Mn合金的铸态组织以及铸锭经不同均匀化制度处理后的微观组织。结果表明,试验合金的铸态组织中主要存在Mg2Si相和Al(Fe Mn) Si相,同时存在少量的Al Cu MgSi相和Al Mn相;铸锭过烧温度为589℃;铸锭经560℃保温24 h均匀化处理后,组织中Mg2Si相回溶充分,含Fe相发生了球化,同时在均匀化过程中析出了一种含Mn相。工业化生产条件下,宜采用560℃保温24 h的均匀化处理工艺。     

固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)研究了固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响。结果表明,415℃固溶处理16h的AM60B镁合金锭料,经610℃部分重熔后可得到初生相颗粒细小、圆整、均匀的半固态组织。AM60B镁合金经415℃×16h固溶处理后,β-Mg17Al12相已完全溶解于α-Mg基体中。在610℃的等温热处理过程中,固溶阶段粗化的枝晶臂重熔,从而导致组织分离是形成这种组织的主要原因。     

高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化过程中显微结构演变研究（英文）

对一种高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金进行均匀化处理,通过光学显微镜(OM)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究合金的显微结构演变。使用扩散动力学模型推导均匀化动力学方程,用于确认最佳均匀化参数。结果表明:合金的铸态组织中存在严重偏析,非平衡共晶结构包含α(Al)、Mg(Zn,Cu,Al)_2、S(Al_2CuMg)、θ(Al_2Cu)和富Fe相。当前研究表明均匀化过程中没有发生Mg(Zn,Cu,Al)_2相向S(Al_2CuMg)相的转变,Mg(Zn,Cu,Al)_2相直接回溶。随着均匀化的进行,θ(Al_2Cu)相溶入基体。均匀化后富Fe相仍残留,但随着保温时间的延长,富Fe相中的Zn、Mg元素逐渐减少或消失。最佳均匀化参数为440℃/12 h+468℃/24 h,这与均匀化动力学的分析相一致。     

Gd对Mg9AlZnY镁合金消失模组织和性能的影响

在Mg9AlZnY合金基础上添加不同含量Gd元素,采用消失模铸造成形,研究其组织性能变化。结果发现,随着Gd含量的增加,Mg9AlZnY合金中的β-Mg17Al12相形成数量显著减少,并由连续网状结构转变为断续状和颗粒状结构。含Gd的Mg9AlZnY合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相和分布在α-Mg晶界的少量棒状Al2Y相和块状Al2Gd相组成。Al2Y和Al2Gd相热稳定性好,在高温下对晶界具有钉扎作用,防止晶界滑移,提高了晶界的高温强度。当Gd含量在0.9%(质量分数)左右时,经T6热处理后室温的抗拉强度为235MPa,200℃高温抗拉强度为156MPa,分别比Mg9AlZnY合金提高了11.9%和28.9%。     

半连续铸造AZTYM66310合金铸态与热处理后的相组成与拉伸性能研究

摘 要: 研究了半连续铸造Mg-6Al-6Zn-3Sn-1Y-0.5Mn（AZTYM66310）镁合金在铸态以及固溶处理与时效处理后的微观组织结构演变和拉伸性能及失效机理。铸态AZTYM66310合金的微观组织中α-Mg初生相呈现典型的等轴枝晶形态,枝晶间分布大量的凝固过程中形成的第二相,包括Mg + Mg32(Al,Zn)49共晶、Mg2Sn离异共晶相以及Al2Y相和Al8Mn4Y相。铸态合金经过380℃×6h固溶处理后,大部分Mg32(Al,Zn)49相和部分Mg2Sn相溶入基体中,形成过饱和α-Mg固溶体,基体中Al、Zn、Sn元素含量显著提高,而Al2Y相和Al8Mn4Y相未发生明显变化。固溶处理显著提高了合金的抗拉强度,同时提升了合金的断后延伸率。经过380℃×6h+150℃×16h的时效处理后,合金组织中,尤其是晶界附近,析出大量的纳米尺度的颗粒增强相,强度提高,特别是屈服强度提高到187.4 MPa。合金在拉伸失效过程中,组织中的第二相首先破裂或者与基体分离,导致了微裂纹的产生,微裂纹沿着晶界扩展,最终导致样品发生断裂。     

高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态组织

采用热力学计算软件计算了一种高锌含量Al-Zn-Mg-Cu合金的凝固相,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了合金的铸态、均匀化态组织。研究结果表明,合金的铸态组织主要由MgZn_2+Mg(Al,Cu,Zn)_2+α(Al)+(极少量)θ(Al_2Cu)相构成;450℃48 h均匀化退火后,Mg(Al,Cu,Zn)2仍有大量残留,470℃24 h均匀化退火后则完全回溶。     

AZ31铸造镁合金的物相和显微组织

使用XRD、OM、SEM-EDX以及WD/ED-CMA等技术研究了AZ31铸造镁合金的物相、显微组织及主要元素分布.结果表明：AZ31铸造镁合金由α-Mg基体、共晶体以及弥散分布于晶内的细小析出相组成,是一种典型的铸造离异共晶体组织.α-Mg晶粒为粗大的等轴晶,颗粒直径约为150μm;共晶体由α-Mg与β-Mg17（AlZn）12组成,沿晶界呈不连续网状分布,β-Mg17（AlZn）12为多角形块状和片层类似粗珠光体状;元素Al、Zn主要富集在晶界上,与Mg形成β-Mg17（AlZn）12相,元素Si、Mn与Mg、Al形成Mg2Si、AlMn析出相,弥散分布于晶内,有少量Si固溶于α-Mg基体中,引起α-Mg基体的X射线衍射峰向高角度偏移,且其晶格常数有所减小.     

均匀化退火等温冷却对AZ91D镁合金组织性能的影响

研究了AZ91D镁合金均匀化退火处理后等温冷却过程中β-Mg17Al12析出相的尺寸和分布均匀性,探讨等温温度和时间对β-Mg17Al12相析出行为和形态乃至合金力学性能的影响。结果表明:在420℃保温20 h后在150~300℃等温冷却2~6 h,β-Mg17Al12相以层片状形态在晶内均匀析出,随着等温冷却保温时间的延长,β-Mg17Al12相析出量增加,且其平均层片间距随等温温度升高而增大。力学性能测试结果表明:经420℃均匀化退火20 h后在250℃等温冷却保温6 h,硬度从铸态的57.7 HB增加到83.9 HB,屈服强度和抗拉强度分别提高了28%和37%,抗压强度提高了49.6%,伸长率由铸态的2%增加到6.52%。     

热处理对汽车用AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了汽车用AZ91镁合金挤压后固溶时效处理对其微观组织和力学性能的影响。结果表明:AZ91镁合金的微观组织主要由基体α-Mg和约20.6wt%的β-Mg17Al12相组成,晶粒平均尺寸约为22μm。固溶处理后合金发生再结晶,β相完全回溶到α-Mg基体,约有15.6wt%的二次β相在时效过程中析出。AZ91镁合金在410℃固溶8 h后拉伸强度略微增大,而固溶处理16 h后拉伸强度降低。合金随后在200℃时效8~16 h的过程中析出细小二次β相,增加了晶内位错运动和晶界滑动阻力,使合金的拉伸强度逐渐增大。时效24 h后因细小二次β相的粗化而使合金力学性能降低。挤压态AZ91镁合金较优的固溶时效工艺为:410℃×8 h,空冷+200℃×16 h,空冷。     

Zn对铸态及ECAP态Mg15Al合金组织与性能的影响

采用XRD、SEM、EDS和拉伸试验,研究添加Zn元素前后铸态和等通道转角挤压(ECAP)态Mg15Al高铝镁合金的组织和力学性能。结果表明,Zn添加到Mg15Al合金中,主要固溶于β-Mg17Al12相,不生成新相。能够促进铸态Mg15Al合金中α-Mg晶粒细化,使β-Mg17Al12相质量分数增加,以及网状化加剧;使ECAP挤压后Mg15Al-1Zn合金中α-Mg基体晶粒平均尺寸由ECAP态Mg15Al合金的11.3μm减少到8.73μm,促进了β-Mg17Al12相的碎化和均匀分布;ECAP挤压能显著提高Mg15Al-1Zn和Mg15Al合金的综合力学性能,ECAP态Mg15Al-1Zn合金的抗拉强度较铸态合金提高了86%,ECAP态Mg15Al合金抗拉强度较铸态提高了60%,而且在屈服强度和塑性变化不大的情况下,ECAP态Mg15Al-1Zn合金比ECAP态Mg15Al合金室温抗拉强度提高了61.8MPa。说明Zn元素添加,能促进ECAP挤压对Mg15Al合金的晶粒细化效果,提高合金的综合力学性能。     

GW92镁合金均匀化工艺研究

采用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了均匀化温度与时间对GW92铸态合金显微组织和力学性能的影响,确定了该合金最佳的均匀化工艺。结果表明:GW92铸态合金的显微组织由α-Mg基体、Mg5(Gd,Y)相、Mg5(Gd,Y,Zn)相、Mg12Zn(Gd,Y)相和富稀土相组成;均匀化后,GW92镁合金主要由α-Mg基体、Mg12Zn(Gd,Y)相共存。该合金最佳的均匀化工艺为510℃×18 h,合金抗拉强度为247.2 MPa,伸长率为6.1%。     

锰对Mg-6Al镁合金组织与力学性能的影响

通过对不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金进行熔炼、制坯和反向挤压,研究Mn含量对Mg-6Al镁合金组织与力学性能的影响。结果表明,在试验范围内随着Mn含量的增加Mg-6Al-xMn合金凝固组织逐渐细化,β-Mg17Al12相逐渐减少,而出现Al-Mn相,晶粒大小由含Mn量0.3%(质量分数)时的137μm减小到含Mn量0.9%时的73μm,幅度降低为47%。不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金经400℃,12h均匀化处理后,β-Mg17Al12相消失。不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金经挤压后,挤压棒材的晶粒也随Mn含量的增加而逐变小;挤压棒材的抗拉强度、屈服强度和延伸率均随着Mn含量的增加先增加后降低。Mn含量为0.5%的挤压棒材抗拉强度和屈服强度最高,分别为293MPa,173MPa;Mn含量为0.7%的挤压棒材延伸率最大,达20%。     

喷射成形Mg-9Al-xZn合金的微观组织演变

利用喷射成形技术制备AZ91、AZ92和AZ93镁合金沉积柱坯,并对其微观组织演变进行观察.结果表明:铸态普通凝固AZ91合金的晶粒粗大,脆性β-Mg17Al12相连续分布成网状结构;而喷射成形AZ91、AZ92和AZ93合金的组织均匀,晶粒被充分细化,β-Mg17Al12相的网状结构被打破;喷射沉积快速凝固条件下高的冷却速率促进了过饱和α-Mg固溶体组织的形成,使得偏析相减少,形态改善;Zn含量的增加降低了Al在Mg中的溶解极限,促进了β-Mg17Al12相在晶界的析出及α-Mg+β-Mg17Al12离异共晶组织的形成;Zn元素的偏析倾向为激活成分过冷区内的形核质点提供了驱动力,从而阻碍了晶粒长大.