β相对Mg-Li变形合金显微组织与拉伸行为的影响

对Mg-4Li-1Al合金和Mg-6Li-1Al合金铸锭进行了热挤压变形和拉伸试验,并分析了挤压后两种合金的显微组织和拉伸变形行为。结果表明:Mg-6Li-1Al合金铸锭经270℃热挤压之后,显微组织中β相优先于α相完成了再结晶。与Mg-4Li-1Al合金相比,β相的存在可以使Mg-6Li-1Al合金的屈服强度和塑性提高,并有效地抑制拉伸变形时的塑性不稳定性。     

热挤压对Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金组织和性能影响

以Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金为研究对象,通过重力金属型铸造方法获得Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金铸锭,并对该铸锭进行了均匀化处理和热挤压。通过金相显微镜、扫描电镜和万能拉伸试验机等分析、测试手段,研究了铸态、均匀化处理态和挤压态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金显微组织和力学性能。试验结果表明,铸态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金经均匀化处理后,显微组织变得更加均匀,金属间相含量减少;均匀化的Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金经热挤压后,晶粒尺寸和金属间相显著减小,金属间相分布更加弥散、均匀。与铸态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金相比,挤压态Mg-6Al-1Ca-2.5Nd合金的抗拉强度和延伸率显著提高,提高幅度分别达41.2%和218.2%。     

ECAP变形对Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织及腐蚀性能的影响

采用OM、SEM、XRD对铸态和等通道角挤压(ECAP)变形后Mg-4.5Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织进行了表征。通过电化学工作站和浸泡法评估了ECAP变形前后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。结果表明,铸态Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织由α-Mg基体及分布在晶界处和晶粒内的Ca2Mg6Zn3相组成,平均晶粒尺寸为86μm。经ECAP变形后,合金的晶粒尺寸得到显著细化,经6道次ECAP变形后的平均晶粒尺寸为5μm。随着ECAP变形道次的增加,第二相在镁基体中的分布更加均匀、弥散。ECAP变形后合金更容易发生腐蚀,挤压道次越多,合金的自腐蚀电位越负,自腐蚀电流越大,即耐蚀性越差。经6道次ECAP变形后合金的自腐蚀电位最负(-1.42 V),自腐蚀电流最大(407.38μA/cm~2),耐蚀性最差。     

正挤压态Mg-1Zn-1Ca合金的显微组织及其在SBF溶液中的腐蚀行为

通过合金化、均匀化热处理和正挤压制备Mg-1Zn-1Ca(质量分数,%)合金,采用电化学方法、浸泡腐蚀法研究合金在人体模拟体液(SBF)中的腐蚀行为.采用OM和SEM观察合金组织和腐蚀产物层形貌,用SEM附带的EDS分析合金相成分和腐蚀产物成分,采用Fourier变换红外吸收光谱对腐蚀产物官能团进行结构分析,结合XRD结果确定腐蚀产物的相组成.结果表明,Mg-1Zn-1Ca合金由a-Mg,Mg2Ca和Ca2Mg6Zn3组成.在SBF溶液中浸泡72 h后,Mg-1Zn-1Ca合金的腐蚀产物为HA(Ca10(OH)2(PO4)6),Ca CO3,Mg Cl2和Mg(OH)2.在浸泡腐蚀过程中,高活性的Mg2Ca相作为阳极率先发生腐蚀,从而对周围a-Mg基体起到一定保护作用,而Ca2Mg6Zn3相活性最低,加剧了a-Mg基体的腐蚀.正挤压态合金耐蚀性能优于铸态合金的耐蚀性能.     

固溶处理对新型Mg-Mn-Ca-Sr合金显微组织及力学性能的影响

研究了固溶处理对Mg-1.5Mn-1Ca-1Sr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-1.5Mn-1Ca-1Sr合金中的第二相主要为Mg2Ca、Mg17Sr2和α-Mn相。第二相同时分布在晶界上和晶粒内。经过固溶处理后,存在于晶界处的Mg2Ca相溶解入α-Mg基体,细化了晶界,减轻了合金的断裂倾向。α-Mn相分布也更加均匀。固溶强化和第二相强化共同作用,显著提升了固溶态合金的常温力学性能。     

新型挤压Mg-2Ca-5Zn合金的组织与性能

采用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机研究了热挤压后Mg-2Ca-5Zn镁合金的显微组织与力学性能.结果表明,挤压Mg-2Ca-5Zn合金具有较细的晶粒组织,第二相Ca2 Mg6Zn3与Mg2Ca被破碎,其分布变得细小弥散;挤压Mg2Ca-5Zn合金比铸造镁合金的力学性能有较大提高,其抗拉强度与伸长率分别达到368 MPa和11.8％.     

Y对Mg-8Li-4Zn-xY合金及其1 mm薄板组织与性能的影响

采用锂盐熔剂保护熔铸了Mg-8Li-4Zn-xY合金铸锭,并通过正挤压制成1mm的薄板。通过光学显微镜、扫描电镜、XRD分析及合金硬度测试,探讨合金的组织与力学性能。结果表明:Mg-8Li-4Zn-xY合金基体为β-Li(bcc)和α-Mg(hcp)相,析出强化相颗粒和化合物为Mg2Zn11,Mg72.05Zn27.95,MgZn,Mg2Y,MgY及未知相。随Y含量的增加,铸态基体组织得到细化,析出相数量增加。1mm正挤压变形态薄板材基体组织大小、形貌和β-Li相内弥散析出的强化相颗粒数量随着Y含量的提高没有明显变化,但α-Mg相由β-Li相包裹着被拉长并得到一定程度的细化,呈平行于挤压方向的条带状。β-Li相在协调塑性变形的同时发生了动态再结晶,晶界均匀分布着强化相颗粒。无论是铸态还是挤压后1mm的Mg-8Li-4Zn-xY合金薄板,随着Y含量的增加合金得到不同程度的强化,硬度均得到不同程度的提高。     

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。     

稀土铒(Er)对挤压Al-0.8Mg-0.6Si合金组织与性能的影响

针对挤压态以及经过固溶+人工时效(T6)处理的挤压变形Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的显微组织和拉伸性能进行了研究.结果表明,适量Er的加入,可以细化挤压态AI-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的组织,其中当Er含量为0.3%时,细化效果最明显,且挤压态A1-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的抗拉强度和屈服强度最高.经过T6处理后,含Er合金的显微组织与挤压态合金相比有一定程度的粗化,但挤压变形Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,这是由于合金在T6处理后析出了弥散的次生AJ3Er第二相粒子.拉伸断口分析表明,挤压态Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金发生典型的韧性断裂,而经过T6处理后Al-0.8Mg-0.6Si-xEr合金则发生以韧性断裂为主的韧脆混合断裂.     

Zn与Mg质量比对热挤压Al-Zn-Mg-Sc显微组织及力学性能的影响

制备了Al-2Mg-0.4Sc、Al-5Mg-0.4Sc、Al-5Mg-2Zn-0.4Sc和Al-5Zn-2Mg-0.4Sc等4种合金并在350℃进行热挤压,通过光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸测试,研究了Zn/Mg比对于Al-Zn-Mg-Sc合金组织与力学性能的影响。结果表明,Zn/Mg比的提高对于铸态晶粒具有细化作用,挤压后发生动态再结晶,晶粒尺寸显著减小,但挤压态晶粒尺寸并未随Zn/Mg比的提高而减小。另一方面,Zn/Mg比的提高使Mg32(Al,Zn)49第二相数量增加,且呈现更明显的网状结构。挤压态Al-Zn-Mg-Sc合金屈服强度随Zn/Mg比的提高而提升,主要由于大量Al3Sc粒子与碎化的第二相呈网状分布于晶界,使第二相强化起到主导作用。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa (x=0.5, 1.0 and 1.5 wt%)合金经过200 oC等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg41Sm5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在 T5（峰值时效）态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒尺寸,其大小约为 5.1 μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5 wt%时,晶界处含Ca的块状Mg41Sm5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的硬度值（82 HV）以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa, 189 MPa 和 24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg41Sm5相的析出强化。     

真空压铸Mg-7Al(-2Sn)合金组织性能研究及第一性原理计算

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、差热分析及拉伸试验比较分析了2%Sn(质量分数)对真空压铸和固溶态Mg-7Al合金的组织与力学性能的影响。结果表明,向Mg-7Al合金中添加2%Sn元素后,能够细化晶粒,抑制Mg17Al12相的生长,在组织中形成新相Mg2Sn,其以颗粒状弥散分布于基体中;固溶处理后Mg-7Al合金中第二相数目明显减少,AT72合金基体中仍存在细小颗粒状Mg2Sn。由于合金组织细化、第二相数量的增加,Mg17Al12相形貌改善以及具有良好热力学性质的Mg2Sn相的析出的综合作用,使得AT72合金表现出比Mg-7Al合金更好的室温及高温拉伸力学性能;固溶处理后的AT72合金表现出更为优异的力学性能,主要强化机制包括:固溶强化和弥散强化。此外,利用第一性原理计算从微观理论角度探讨了Sn合金化Mg-7Al合金力学性能改善的原因。     

挤压比对Mg-1Tm-0.2Ni合金组织及性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)及室温拉伸试验等研究了Mg-1Tm-0.2Ni合金铸态及挤压态的显微组织、织构及力学性能.结果 表明,铸态Mg-1Tm-0.2Ni合金的组织主要由α-Mg基体和弥散分布的Mg2(Tm,Ni)第二相组成,晶粒粗大.经430℃挤压后,...     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究（英文）

针对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca的显微组织、力学性能以及生物腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸实验机、电化学以及浸泡测试方法进行了研究。XRD结果表明Mg-3Zn-0.2Ca合金中的第二相主要为Mg_7Zn_3,Mg_2Zn_3,Mg_4Zn_7等金属间化合物相。相比于铸态,经过56:1挤压比变形后的Mg-3Zn-0.2Ca合金晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从119.1μm降到2.5μm,降低了47.6倍。挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的屈服强度(0.2%TYS)、抗拉强度以及延伸率分别为205,336 MPa和17.85%,电化学以及浸泡测试表明挤压态合金的耐蚀性明显优于铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金,其主要归因于晶粒细化。新设计的生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出了良好的综合力学性能以及生物耐蚀性。     

Ca对Mg-6Zn合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了Mg-6Zn-xCa(x=0~1.35)合金的铸态和挤压态组织与相组成,测试了其室温力学性能。结果表明,随着Ca含量的增加,铸态组织逐渐细化,生成的Mg6Zn3Ca2相逐渐增多,而MgZn2相逐渐减少直至完全消失,第二相趋于连续网状分布于晶界处;挤压态组织明显细化,且平均晶粒尺寸从Mg-6Zn合金的15μm逐渐减至Mg-6Zn-0.47Ca合金的10μm。随着Ca含量的增加,铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率先从Mg-6Zn合金的154MPa、67MPa、6.5%分别提高至Mg-6Zn-0.085Ca合金的230MPa、84MPa、14%,然后逐渐降低。挤压态力学性能明显提高,加入少量Ca(0.085%)后,抗拉强度和屈服强度稍降低,伸长率提高,而加入较多量Ca(0.47%)后,力学性能明显恶化。     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织,力学性能,腐蚀行为通过光学显微镜,扫描电镜,力学测试以及模拟体液浸泡手段进行了研究。X射线衍射结果表明该合金的主要第二相为Mg7Zn3, Mg2Zn3, 和Mg4Zn7的金属间化合物相。经过56:1挤压比后的挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的晶粒尺寸平均为2.5um,相比铸态的119.1um下降了47.6倍。屈服强度,抗拉强度以及延伸率分别为205MPa, 336MPa 和17.85%。挤压态合金的耐蚀性也明显优于铸态合金,其原因主要为晶粒细化。本文设计的新型生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出良好的综合力学性能以及耐蚀性。     

锌对铸态医用Mg-1Ca-xZn合金组织和显微硬度的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、XRD、能谱仪及显微硬度计研究了三种不同锌含量的铸态医用Mg-1Ca-xZn(x=4%,6%,8%)的显微组织与力学性能。结果表明:铸态Mg-1Ca-xZn合金中主要存在α-Mg相及少量MgZn相和Mg2Ca相。随着锌含量的增加,合金中MgZn相明显增多,合金的基体晶粒组织得到了明显的细化,且合金的显微硬度增加。第二相MgZn的增加使Mg-1Ca-xZn合金得到了强化。     

连续镦粗挤压Mg-Gd-Zn-Zr合金微观组织与力学性能

将直径分别为60、70和80 mm的Mg-6Gd-5Zn-0.5Zr合金铸锭在400℃、内径为85 mm的挤压筒内镦粗60 s,然后直接挤压为直径16 mm的棒材.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)、室温拉伸试验等研究了连续镦粗挤压态Mg-6Gd-5Zn-0.5Zr合金的显微组织、织构与力学性能.结果 表明:铸态合金中W相(Mg3Gd2Zn3相)沿晶界呈连续网状分布.连续镦粗挤压工艺后,合金的晶粒逐渐细化,尺寸更加均匀,第二相破碎为沿挤压流线分布的细小颗粒,且合金中均存在未再结晶区,未再结晶区所占比例随着铸锭直径的增加而减少.镦粗前直径为60 mm的合金连续镦粗挤压后拥有最佳的力学性能:抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为338 MPa、297 MPa、26.4％.     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能（英文）

采用等通道转角挤压(ECAP)Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度HV9.8分别达到250 MPa、20.5%和613 MPa,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。     

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸力学性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到250 MPa、20.5%和61.3 HV9.8,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。