Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

热处理对Mg-6Zn-1.5Cu合金组织及性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学万能试验机等手段研究了铸造Mg-6Zn-1.5Cu合金在不同状态下的组织,性能及断裂行为。结果表明,合金的铸态组织主要由α-Mg相,在晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+MgZn_2+Mg_2Cu+CuMgZn)共晶相和晶内呈孤立的颗粒状相组成。合金在450℃固溶12~36h和180℃时效12~36h范围内,随着保温时间延长,固溶效果和时效强化效应逐渐增加;当固溶和时效时间超过28h后,固溶残余的共晶化合物和时效析出强化相均有粗化现象。合金在时效28h后获得了良好的组织,最大抗拉强度达265 MPa,最大伸长率达5.90%。铸态合金的断裂方式呈解理和沿晶断裂特征,时效处理后合金的断裂方式以沿晶和穿晶断裂混合模式存在。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2Sm-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响

通过在Mg-6Zn合金中添加0.4%Zr和2%Sm(质量分数)制备出一种新型Mg-6Zn-2Sm-0.4Zr合金;利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度及力学性能测试研究铸造Mg-6Zn-2Sm-0.4Zr合金在铸态、固溶、时效处理下的显微组织和力学性能的变化。结果表明:合金铸态组织主要由基体α-Mg、晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+Mg_2Zn_3+Mg_(41)Sm_5)共晶和晶内孤立的点状相组成。合金在440和450℃固溶12~36 h时间范围内,随着时间和温度的增加,固溶效果逐渐增强。当在450℃固溶28 h时获得了较好的显微组织,抗拉强度为230 MPa,伸长率为9.58%。随后经200℃时效6~48 h后,合金的力学性能明显提高,时效强化效应随时间的延长呈先增加后减小的趋势,其中时效12 h时同时出现了抗拉强度和伸长率的峰值258 MPa和14.43%,比铸态的分别提高44 MPa和90.80%。     

热处理工艺对Mg-6Zn-3Al镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金属型铸造制备新型Mg-6Zn-3Al(ZA63,质量分数,%)镁合金,并利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试研究ZA63合金在铸态、固溶和时效处理后显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金铸态组织主要由基体α-Mg、晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+Mg_2Zn_3+Mg_7Zn_3+Mg_(32)(Al,Zn)_(49))共晶和晶内孤立的颗粒相组成。合金在350℃固溶12～36 h时,随着时间延长,固溶效果逐渐增强,且在28 h时获得了较好的组织和241 MPa的抗拉强度及11.12%的伸长率。随后在180℃时效6～72 h后,合金的抗拉强度进一步提高,力学性能随保温时间延长呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时同时出现抗拉强度、伸长率和硬度的峰值298 MPa、9.78%和96.3 HV,比铸态的214 MPa、8.54%、62.2 HV分别提高39.25%、14.52%和54.82%。180℃时效24 h后,析出相的主要形态有板条状和短棒状。     

砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能

通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微维氏硬度测试与拉伸测试研究了砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能。结果表明:铸态GW94合金主要由等轴晶琢-Mg固溶体、晶界处的共晶相Mg24(Gd,Y)_5以及少量的方块相Mg_5(Gd,Y)组成,优化后的固溶处理工艺为525℃伊6 h。固溶后的组织主要由琢-Mg过饱和固溶体、铸态残留相Mg_5(Gd,Y)以及固溶过程形成的方块相组成。GW94合金具有极高的时效硬化响应能力,250℃时效18 h后即达到峰值硬度(HV122)。室温拉伸时,峰值时效态合金的抗拉强度和屈服强度分别为300MPa和247 MPa,而伸长率仅为0.9%。250℃以内拉伸时,抗拉强度均高于300 MPa,表现出极佳的耐热性能,而且出现了抗拉强度随温度升高而升高的反常力学行为,这可能是由于茁忆相与位错相互作用所致。峰值时效态合金断裂机制由室温的穿晶断裂为主转变为高温的沿晶断裂。     

热处理对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金组织与力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、显微硬度测试和拉伸试验等研究了热处理方式(固溶、退火和时效)对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y(mass%)合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:热处理工艺能够降低Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金中元素的偏析程度,改善合金的组织均匀性;合金显微组织均主要由α-Mg基体、Mg_(12)Nd和Mg_(24)Y_5组成;铸态合金抗拉强度和伸长率分别为153.4 MPa、15.63%;固溶处理和退火处理后,合金抗拉强度和伸长率均得到提高,固溶态合金为168.5 MPa和16.7%,退火态合金为162.3 MPa和17.7%;时效处理后合金的抗拉强度大幅度提高到207.7 MPa,但伸长率略降低到13.49%;综合考虑合金的组织和力学性能,时效处理合金的性能最优。     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

热处理对挤压铸造AZ81镁合金组织和性能的影响

采用X射线衍射、金相分析、拉伸试验、SEM分析等方法测试和分析了挤压铸造AZ81合金在铸态、固溶态和固溶+时效态下的显微组织及力学性能.结果表明,固溶处理可使挤压铸造AZ81镁合金中因非平衡凝固所产生的β-Mg17Al12共晶相溶解;合金的断口由众多深浅不一的韧窝组成,塑性断裂区明显增加,塑性大幅改善;合金抗拉强度和伸长率有大幅提升,分别达到253.81 MPa和10.24%,硬度和屈服强度则有所下降.固溶+时效处理后,β-Mg17Al12相主要以连续析出方式在晶界及基体上析出,合金抗拉强度进一步提高至262.49 MPa,硬度和屈服强度也显著提高,伸长率则有所下降;合金断口韧窝减少并出现大的解理平面,表现出脆性断裂的特征.     

Mg—Gd—Ag—Zr合金的组织与力学性能

对Mg-18.6Gd-1.9Ag-0.24Zr合金铸态、T4态和T6态的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,该合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg5Gd相组成;T4态时由过饱和α-Mg固溶体和H2Gd相组成;峰值时效态的析出相为β相.该合金具有明显的时效强化效果,在200、225、250℃温度下的时效处理结果发现,随着时效温度的升高,合金的峰值时效硬度下降,到达峰值硬度的时间大为缩短.其中200℃下的峰值时效硬度(HV)最高,达到了134.合金经过200℃的峰值时效处理后具有最高的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为291.0 MPa、383.5 MPa和1.17%.     

Al含量及热处理对挤压铸造Mg-Al-Zn合金组织和性能的影响

研究了Al含量及固溶时效(T6)处理对挤压铸造Mg-Al-Zn合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,晶界上的β-Mg17Al12相的体积分数随Al含量的增加而增加,其形态由孤岛状分布向不连续网状分布变化.当Al含量为8％时,合金具有最好的综合力学性能,经400℃×12h固溶+200℃×8h时效处理后,其抗拉强度和断裂伸长率达到了262.49 MPa和8.46％,相对挤压铸造态分别提高了16.07％和11.02％.     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、XHB-3000型布氏硬度计和万能电子拉伸实验机等研究了Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金的最佳热处理工艺和热处理对合金显微组织及性能的影响。结果表明:合金的最佳固溶工艺为485℃×16 h+505℃×16 h,时效工艺为225℃×12 h。铸态合金主要由初生相α-Mg基体和大量处于晶界处网络状的Mg5Gd、Mg24Y5、Mg2Ca相组成。经固溶时效后,相种类没有变化,但晶界变得清晰,第二相的形貌显著改变,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上,组织得到明显改善,合金的力学性能显著提高,时效态合金的抗拉强度、屈服强度及硬度均显著优于铸态合金,分别由原来的217 MPa、185 MPa和92 HB增加到265 MPa、228 MPa和121 HB,这主要归功于时效沉淀强化的作用。     

Cu含量及T6处理对电力金具用铝合金组织性能的影响

探究了Cu含量与时效工艺对Al-Cu-Mg-Si系合金显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。研究表明,随Cu含量的增加,铸态铝合金中Al₂Cu相数量增加、尺寸不断增大,形貌由点状转为粗网状,铸态铝合金的强度也随之提升,耐蚀性能下降。在180 ℃×(4~28) h时效区间内,整体上合金硬度先上升后下降,0.5%Cu、1.5%Cu合金在8 h时达到峰值,2.5%Cu合金在12 h时达到峰值。530 ℃固溶+180 ℃×8 h时效后,铝合金中析出Al₂Cu相,随着Cu含量的增加,Al₂Cu相的含量增加,硬度显著上升,2.5%Cu含量的合金抗拉强度达到最大值325.0 MPa,屈服强度达到258.8 MPa,伸长率为4.5%,其强度与传统的电力金具用铸铁相当。     

时效工艺对WE43镁合金组织与力学性能的影响

研究了WE43稀土镁合金在不同热处理工艺下显微组织、力学性能的变化规律,从而得出最佳的热处理工艺。研究结果表明WE43稀土镁合金铸态组织为等轴状晶粒,比较均匀,平均晶粒尺寸为40 μm;铸造冷却凝固的过程中,在晶界处形成了离异共晶组织;经520 ℃×8 h固溶处理后的组织,共晶相的数量和形态发生了明显的变化,枝晶偏析基本消除,晶界上仍有少量未溶的第二相。230 ℃×8 h时效后稀土第二相的数量增加,并且在晶粒内部析出了点状弥散的稀土相;经过250 ℃×16 h的时效后,合金的硬度达到了峰值,随着时效时间的继续延长,合金的硬度下降。固溶处理后WE43稀土镁合金的抗拉强度为162.59 MPa左右,断后伸长率约为5.0%;而经过250 ℃时效处理后,其抗拉强度明显增加,断后伸长率在4%左右。     

Mg-3Al-1Si-xSr合金的组织和蠕变性能

通过Sr微合金化和热处理工艺(固溶和时效)来调整Mg-3Al-1Si合金的显微组织,从而提高试验合金的蠕变性能。结果表明:Sr元素和固溶时效处理对Mg-3Al-1Si合金的铸态组织均有很强的细化作用,Sr含量为0.4wt%,时效时间为24 h时,细化效果达到最佳;随Sr含量增加及时效时间延长,Mg-3Al-1Si合金的蠕变寿命提高,但时效36 h时出现过时效,蠕变寿命降低。Mg-3Al-1Si-0.4Sr合金经420 ℃×10 h固溶+180 ℃×24 h时效处理后,蠕变寿命为62.32 h,稳态蠕变速率为5.545×10^-6 mm/s,蠕变性能最优,蠕变断口形貌由解理断裂逐渐转变为韧性断裂。     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。     

Al含量对含稀土AZ系镁合金组织及性能的影响

以含稀土AZ系镁合金为基,制备了铝含量分别为5%、7%、9%的合金试样,并对其进行435 ℃×24 h固溶+200 ℃×24 h时效处理,对试样的铸态、固溶态和时效态的显微组织进行了观察,随后测定了试样时效后的力学性能以及耐蚀性能。结果表明,铸态镁合金组织主要为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂+Al₁₁(La,Ce)₃和(La,Ce)Al₄;随着Al含量的增加,β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相增多,晶粒细化。固溶处理后,组织中的β-Mg₁₇Al₁₂相会逐渐溶解,随着Al含量的增多,溶解将会不完全,未溶的强化相β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相弥散分布在晶界及其附近处。时效处理后,随着Al含量的增加,组织中继续析出的β-Mg₁₇Al₁₂相增多,稀土化合物相尺寸细化。随着Al元素的增多,试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,塑韧性则愈来愈差,耐腐蚀性越来越好。     

热处理对WE43镁合金显微组织和力学性能的影响

采用低压铸造制备了WE43镁合金,使用OM、SEM、EDS研究了热处理前后合金的显微组织及元素分布情况,并对其力学性能进行测试,分析热处理对其力学性能的影响。结果表明,WE43镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和晶界上的Mg₂₄Y₅共晶相组成。经过520℃×10h+225℃×14h热处理后,WE43镁合金主要由α-Mg基体、方块相团簇、少量残余Mg₂₄Y₅共晶相及针状的时效析出相组成。与铸态合金相比,热处理后WE43镁合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,分别达到305.9 MPa和191.8 MPa,但伸长率下降至3.1%。     

热处理工艺对含Er压铸Al-Si-Mg合金组织及性能的影响

以含Er的压铸Al-Si-Mg合金为研究对象,通过拉伸性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及透射电镜(TEM)分析及定量统计,分析研究了不同固溶、时效工艺对合金组织及性能的影响。结果表明:双级固溶有利于一次相回溶至基体,使合金的塑性提高;固溶温度、时间的提高能够增加固溶到基体中的溶质原子和一次相的数量。Al-Si-Mg合金峰时效时,主要的强化相为β″、β′相,β′相主要表现为长条状及“T”字形。当热处理工艺为(280 ℃×3 h+530 ℃×3 h)固溶+170 ℃×3 h时效时,合金的伸长率达8.5%,具有高塑性; 热处理工艺为(280 ℃×3 h+540 ℃×10 h)固溶+170 ℃×10 h时效时,合金的抗拉强度为344 MPa,屈服强度为312 MPa,合金具有高强度。