Ca含量对Mg-5Al-10Zn-xCa镁合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备了Mg-5Al-10Zn-xCa(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5,质量分数,%)镁合金。通过X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜等研究了Ca含量对合金组织与力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-5Al-10Zn-xCa合金主要由α-Mg基体、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_(32)(Al,Zn)_(49)、MgZn_2和Al_2Ca相组成。当Ca含量从0.25%增加到1.25%时,β-Mg_(17)Al_(12)相由粗大的网状转变为细小的网状分布于晶界上,基体晶粒显著细化,此时合金的室温抗拉强度达到最大值157 MPa,较未加Ca时提高了49.5%;Ca含量继续增加至1.5%,晶粒及β-Mg_(17)Al_(12)相又发生粗化,抗拉强度发生下降;拉伸断裂形式均为准解理脆性断裂。     

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。     

Cu对高压凝固Mg-9Al-1Zn合金显微组织及力学性能的影响

研究了常压及2 GPa级高压作用下,Mg-9Al-1Zn-0.5Cu合金微观组织和力学性能。结果表明:常压下,Mg-9Al-1Zn-0.5Cu合金铸态组织由等轴晶α-Mg、连成网状分布在枝晶间"骨骼状"的β-Mg_(17)Al_(12)共晶相和枝晶间富铝而形成的白色层片状中间相β-Mg_(17)Al_(12)以及极少量的Al_6CuMg_4相组成,平均晶粒尺寸为192μm。在2 GPa高压凝固后,微观组织由等轴晶α-Mg、呈颗粒状或长岛状断续分布在枝晶间的β-Mg_(17)Al_(12)共晶相以及少量的Al_6CuMg_4相组成,平均晶粒尺寸仅为23μm,Al在基体中的固溶量高达5.81%;该合金的室温压断最大抗力为475 MPa,断面膨胀率为31%,比常压下的铸造合金分别提高53%和38%。其凝固组织细化、颗粒状或岛状共晶相β-Mg_(17)Al_(12)的弥散强化以及Al在基体中的固溶强化是其强度提升的主要机制,而组织细化和晶间第二相形态的改变是其塑性提升的主要原因。     

铸态Mg-6Al-xGd合金凝固组织及力学性能研究

采用x射线衍射分析、扫描电镜分析、显微组织分析及拉伸性能测试,研究Gd含量对Mg-6A1-xGd(x=0,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%,1.8%)镁合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明:Gd含量逐渐增加,α-Mg晶粒尺寸先减小后增大,β-Mg_(17)Al_(12)相从连续网状变为断续网状、颗粒状,且体积数量减少。加入Gd后合金组织中出现了弥散分布的Al_2Gd相。Gd的添加使得合金晶粒得到细化,在Gd含量为0.9%时细化效果最为明显。Mg-6Al-xGd铸态合金的室温抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,在Gd的添加量为0.9%时,抗拉强度为210.93 MPa,比未添加Gd元素提高了21.4%。由铸态合金拉伸断口可见大量韧窝和撕裂棱,合金表现为韧-脆混合型断裂特征。     

汽车发动机用耐热AM80合金的微合金化研究

以汽车发动机用耐热AM80合金为研究对象,借助OM(金相)、SEM(扫描电镜)、XRD(X射线衍射)等测试方法,研究了Ca、Sr微合金化对AM80合金的变质作用规律。结果表明,单独添加Ca可以有效细化合金的晶粒,主要物相有:α-Mg、和β-Mg_(17)Al_(12)相和少量的Al_2Ca相;复合添加Sr和Ca,Sr含量的增加可以在一定程度上抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的析出,但是同时会增加晶界处Al_2Ca相的含量。     

超声处理对医用Mg-Zn合金组织、力学性能和生物腐蚀行为的影响

在医用Mg-7Zn合金的凝固过程中施加超声处理,研究了超声功率对合金凝固组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响。结果表明,超声处理能够显著细化合金的凝固组织。随着超声功率的增加,合金中的初生α-Mg相的晶粒尺寸逐渐减小,MgZn相由不连续网状和颗粒状共存逐渐向孤岛状和颗粒状共存转变,其体积分数也逐渐降低。随着超声功率的增加,合金的力学性能逐渐提升,当超声功率增大到900 W时,合金的抗拉强度和伸长率相比未处理合金分别提高了48.5%和43.5%。随着超声功率的增加,试样在Hank’s溶液中的析氢速率和腐蚀质量损失速率均逐渐降低,表明合金的耐腐蚀性能逐渐提高。     

少量Ca对Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc镁合金铸态组织和力学性能的影响(英文)

通过光学显微镜、电子显微镜、差热分析以及抗拉和蠕变性能测试等手段,研究和比较0.6%Ca(质量分数)添加对Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y—1.2Mn-0.9Sc镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.6%Ca能细化Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y。-1.2Mn-0.9Sc合金的晶粒。同时,添加0.6%Ca也能有效改善Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg-4Y-1.2Mn-0.9Sc合金的抗拉性能。此外,添加0.6%Ca能改善Mg—3Ce—1.2Mn-0.9Sc合金的蠕变性能,但对Mg-4Y—1.2Mn-0.9Sc合金的蠕变性能是不利的。少量Ca对Mg-3Ce-1.2Mn-0.9Sc和Mg—4Y—1.2Mn-0.9Sc合金蠕变性能的不同影响可能与Ce和Y在Mg中的固溶度存在差异有关。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金,研究了固溶处理对该合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si、Mg Zn和Mg_3Sb_2相组成。对合金进行430℃×(8～32) h固溶处理,随保温的时间延长,Mg Zn相和β-Mg_(17)Al_(12)相固溶于α-Mg基体;粗大汉字状Mg_2Si相发生球状化;与此同时,合金的室温及高温(150℃)抗拉强度、屈服强度和伸长率逐步提高,硬度逐渐下降。铸态与固溶处理态合金的拉伸断裂形式均呈准解理脆性断裂。     

热处理对Al2 O3f/Mg-6Al-0.5Nd-xGd复合材料组织及硬度的影响

采用无压浸渗技术制备Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-xGd复合材料,利用光学显微镜、维氏硬度计与扫描电镜研究热处理工艺对Al_2O_(3f)/Mg-6Al-0.5Nd-xGd微观组织及硬度的影响。结果表明:T4热处理后α-Mg基体相晶粒变得细小;块状Mg_2Si相变得细小弥散;绝大部分的β-Mg_(17)Al_(12)相溶入α-Mg基体中;稀土化合物Al_2Nd、Al_2Gd相熔点较高,在T4态温度不能固溶。T6热处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相再次析出,呈弥散颗粒状或层片状分布,使铸态时粗大的网状结构变细小,且稀土元素Gd具有推迟和抑制β-Mg_(17)Al_(12)相析出的作用。在Gd含量为1.0%时,经T6处理的复合材料硬度达到峰值210 HV5,比铸态提高了40%。     

Mg-6Al-1Zn-xSi合金的显微组织与高温力学性能

采用重力铸造法制备了不同Si含量的Mg-6Al-1Zn-x Si合金,分析了合金的显微组织,测试了合金在150℃下的拉伸力学性能。结果表明,合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Si含量的增加,α-Mg基体晶粒的平均尺寸逐渐减小,Mg2Si颗粒的平均尺寸逐渐增大;β-Mg17Al12由分布于晶界及晶内的点状转变为网状分布于晶界上;合金的高温抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。此外,高温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

低冷速对Mg-Al合金晶粒尺寸及β相的影响

在Ar保护条件下获得冷却速度为1、2、3、4和5℃/min的Mg-6Al和Mg-10Al合金,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和Imagetool软件研究慢冷对Mg-6Al和Mg-10Al合金晶粒尺寸以及β相分布特征与数量的影响。结果表明,Mg-6Al和Mg-10Al合金凝固组织由α-Mg相、点状和层片状析出β-Mg17Al12相以及棒状(α+β)共晶组成。随着冷速从5℃/min减小到1℃/min,Mg-6Al与Mg-10Al合金组织中α-Mg晶粒尺寸分别由195.7、180.4μm增至318.7、225.1μm,与此同时β-Mg17Al12相的数量分别由24.56%、45.50%降至18.36%、38.59%。     

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。     

挤压Mg-6xZn-xY合金微观组织与力学性能

定量研究了大挤压比(81:1)条件下Mg-6xZn-xY合金的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn、Y含量的增加,准晶相含量逐渐增加,α-Mg基体平均晶粒尺寸先减小后增大,Mg-6Zn-1Y合金中的α-Mg平均晶粒尺寸最小为2.9μm,且尺寸分布最均匀,其标准差也达到最小,为0.77μm。随着Zn、Y含量的增加,Mg-Zn-Y合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,延伸率逐渐降低。相比于α-Mg基体晶粒细化,细小准晶相含量的增加对提高Mg-6xZn-xY合金强度的作用更明显。     

Gd与Ca对Mg-7Al-1Si镁合金组织和性能的影响

以铸态Mg-7Al-1Si合金为基体,单独添加变质剂Gd及复合添加变质剂Gd与Ca,对比研究不同变质剂对铸态Mg-7Al-1Si合金组织及性能的影响。结果表明,单一添加变质剂Gd及复合添加变质剂Gd与Ca均能明显细化Mg-7Al-1Si合金的晶粒尺寸,β-Mg_(17)Al_(12)相细小弥散且含量降低。单一添加Gd及复合添加Gd与Ca后,蠕变应变量分别降低了69.3%、80.7%。复合添加Gd与Ca后,合金的抗高温蠕变性能比单独加入稀土元素Gd时更好。变质剂Gd与Ca有效改善了Mg-7Al-1Si合金的摩擦磨损性能。     

Mg-16Al-12Zn-4Si-xCa-ySb合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备了Mg-16Al-12Zn-4Si-x Ca-y Sb合金,研究了Ca和Sb添加对合金组织及力学性能的影响。结果表明,未添加Ca、Sb时,合金主要由α-Mg基体、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si及Mg Zn_2四相组成;添加微量Ca、Sb后,出现了Mg_3Sb_2和CaSi_2新相,初生Mg_2Si相由粗大的骨骼状转变为多边形块状;随Ca含量的增加,合金的抗拉强度先提高后降低。合金断裂形式为准解理脆性断裂。     

Mg-4Al-xNd铸造合金的组织与性能研究

采用金属型重力铸造获得Mg-4Al-xNd(x=0、1、2、3,质量分数,%)合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了合金的显微组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度和导热性能。结果表明,Mg-4Al铸造合金的微观组织主要由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成;添加1%的Nd后,形成针状和树突状Al_(11)Nd_3新相;添加2%～3%的Nd后,出现另一颗粒状新相Al_2Nd,β-Mg_(17)Al_(12)数量减少至完全消失。添加Nd可以有效提高合金的力学性能和导热性能,其中Mg-4Al-2Nd合金表现出最佳的综合性能,室温抗拉强度、伸长率、硬度(HV)和导热系数分别为209 MPa、15.0%、48.8和69.5 W/(m·K),与Mg-4Al合金相比分别提高了9%、30%、6%和13%。     

Ca含量对Mg-3Al-xCa-0.3Mn镁合金组织和性能的影响

以Mg-3Al-0.3Mn合金为基础,通过OM、XRD、SEM、EPMA及拉伸等检测方法,研究了Ca含量(1.7%～7.5%)对合金凝固组织、相组成、元素分布及挤压态力学性能的影响。结果表明,随着Ca含量的增加,Mg-3Al-x Ca-0.3Mn合金的凝固组织逐渐枝晶化,β-Mg_(17)Al_(12)相消失并出现Al_2Ca相及Mg_2Ca相。合金的高温(150℃和200℃)抗拉强度与屈服强度随Ca含量增加而逐渐提高,而伸长率逐渐下降。综合分析可知Mg-3Al-2.7Ca-0.3Mn合金具有较好的高温力学性能。     

医用Mg-Ca和Mg-Li-Ca合金腐蚀研究

通过失重法、析氢实验、pH值测定和动电位电化学测试等方法.研究了挤压态Mg-0.54Ca和Mg-1.33Li-0.6Ca合金在模拟体液中的腐蚀降解行为,并利用OM和SEM对合金显微组织及腐蚀形貌进行了观察,采用XRD对基体及腐蚀产物的相结构进行分析.结果表明,Mg-1.33Li-0.6Ca合金的组织由α-Mg基体和Mg_2Ca及CaLi_2第二相组成,而Mg-0.54Ca合金的组织由α-Mg基体和第二相Mg_2Ca组成;Mg-1.33Li-0.6Ca合金在Hank's溶液中浸泡初期的耐蚀性能略低于Mg-0.54Ca合金,随着浸泡时间的延长,其耐蚀性能明显优于Mg-0.54Ca合金,主要原因是Li提高了Mg-1.33Li-0.6Ca合金腐蚀产物的致密性;Mg-1.33Li-0.6Ca合金的腐蚀产物为LiH.Mg(OH)_2,MgCO_3,CaCO_3,CaMgCO_3和CaMgPO_4,而Mg-0.54Ca合金腐蚀产物为MgCO_3,CaCO_3和CaMgPO_4.Mg-0.54Ca和Mg-1.33Li-0.6Ca合金在模拟体液中的腐蚀类型都为点蚀和丝状腐蚀.     

铝含量对Mg-6Zn-xAl-1RE合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了铝含量(质量分数/%,下同)对Mg-6Zn-xAl-1RE(x=4,5,6)合金显微组织和性能的影响。结果表明,试验合金主要由α-Mg、呈断网状分布在晶界上的三元相β(Mg_(17)(Al,Zn)_(12))相、杆状的Mg-Al-Zn-RE四元稀土相和一些呈球状的Al_2MnRE相组成。随着铝含量增多,α-Mg晶粒尺寸逐渐变细,三元相β(Mg_(17)(Al,Zn)_(12))相的含量也逐渐增多,合金的显微硬度、抗拉强度和伸长率均逐渐提高。     

热处理工艺对AZ80镁合金组织和硬度的影响

挤压态AZ80镁合金分别在380、410、440℃固溶处理2h,固溶后的部分镁合金分别进行单级时效及双级时效处理。研究了固溶温度、单级时效及双级时效处理对AZ80镁合金组织和硬度的影响。结果表明:随固溶温度的升高,β-Mg_(17)Al_(12)共晶组织逐渐分解溶入α-Mg基体中,合金硬度也随之升高,440℃时晶粒变粗大;单级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相以连续和非连续的形式从α-Mg基体中析出,导致硬度大幅提高;双级时效处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相的析出数目更多,尤其是晶内β-Mg_(17)Al_(12)相的连续析出,最高硬度能达到88.32 HV。