AM50-x(Zn,Y)镁合金的显微组织、力学性能与凝固行为

将Zn和Y元素以原子比为6∶1的形式加入AM50合金中,并采用金属型铸造成形,利用OM,SEM,EDS,XRD,热分析法及拉伸实验研究了AM50-x(Zn,Y)(x=0,2,3,4,5,质量分数,%)合金的显微组织、凝固行为及力学性能.结果表明:向AM50合金中按原子比为6∶1的形式加入Zn和Y元素后,组织得到明显细化,组织中并未形成Mg3Zn6Y准晶相,而是形成了颗粒状的Al6YMn6相和细小的Al2Y相,其中Al6YMn6相尺寸随着Zn和Y元素含量的增加而增大;当x≥3时,在组织中b相的周围逐渐形成层片状的F-Mg21(Zn,Al)17相,且其数量逐渐增加.热分析结果表明,F-Mg21(Zn,Al)17相约在354℃通过包晶反应形成,其中a-Mg和b相析出温度随着x的增加而降低.由于Al6YMn6相、Al2Y相和F-Mg21(Zn,Al)17相的形成,使得b相的尺寸减小、数量减少;当x=4时,合金组织最为细小,且合金力学性能达到最优,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为206.63 MPa,92.50 MPa和10.04%.     

水冷铜模中Ni-(50-x)Al-xSc合金凝固组织及性能

用真空电弧炉在水冷铜模亚快速凝固条件下制备Ni-(50-x)Al-xSc(at%)合金,用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察合金组织,用X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析合金的相组成,结合差式扫描量热法(DSC)分析合金凝固过程,用维氏显微硬度计和纳米压痕仪分别测定合金的硬度和弹性模量,采用两相系统简化模型估算合金整体弹性模量。结果表明,Ni-50Al、Ni-45Al-5Sc、Ni-40Al-10Sc和Ni-35Al-15Sc合金的亚快速凝固组织分别为NiAl、NiAl+AlNi₂Sc、NiAl+AlNi₂Sc和NiAl+AlNi₂Sc+(AlNi₂Sc+Ni-16.93Al-21.53Sc)。合金中各相析出的先后顺序为NiAl、AlNi₂Sc和(AlNi₂Sc+Ni-16.93Al-21.53Sc)。AlNi₂Sc生长的Jackson因子α = 0.2,凝固界面是粗糙界面。Sc使初生NiAl相的硬度提升,AlNi₂Sc相的硬度大于NiAl相的硬度。Sc使初生NiAl相弹性模量减小,Ni-(50-x)Al-xSc合金的整体弹性模量与NiAl金属间化合物相比有减小。     

Mg_(50)Ni_(50-x)Ti_x合金的吸放氢性能

研究了Mg50 Ni50 -xTix 合金的非晶形成能力与非晶合金电极的吸放氢性能。结果表明 :在Mg50 Ni50 -xTix合金中 ,当Ti替代Ni元素的量低于 1 5% (摩尔分数 )时 ,机械合金化能够得到几乎单一的非晶态合金 ;用Ti替代Ni形成的三元非晶合金能降低镁镍合金的平衡氢压 ;少量的Ti替代能改善合金的电化学吸放氢容量 ,使合金电极的吸放氢循环稳定性得到提高。这被认为是在三元合金中钛元素减缓了合金中镁元素的氧化腐蚀进程所致。     

Zn/Y比对Mg94ZnxY(6-x)合金铸态组织和耐磨性能的影响

利用普通铸造法制备了Mg94ZnY(6-x)(x=5.2、4、3、2、0.8)合金,考察了Zn/Y原子比对铸态组织与物相组成及摩擦磨损性能的影响.结果表明:Zn/Y比对其组织结构和物相组成有明显影响,Mg94Zn52Y08合金其合金相主要呈断续网状和颗粒状,且其物相组成较为简单,但随着Zn/Y比减小,化合物主要呈晶间连续网状析出,合金相组成变得复杂.当Zn/Y比为1∶1、1∶2时,在合金中析出Mg12ZnY三元相,几种材料的磨损机制均主要表现为犁沟磨损,粘着磨损和氧化磨损,Mg94Zn0.8Y5.2的硬度较大,耐磨性最佳.     

钙与电磁搅拌对AM50合金组织性能的影响

研究了AM50合金采用钙进行熔体处理和电磁搅拌后晶粒形貌及大小与耐腐蚀性能的变化。结果表明，钙的加入使AM50合金晶粒尺寸降低40％左右，但随加入量的增大细化效果并未进一步明显。同时熔体处理与电磁搅拌复合作用可使合金晶粒尺寸减小到20％～30％，并可获得近球状的晶粒组织。但钙的加入使得合金耐腐蚀性能有所降低，简述了钙及电磁搅拌对合金组织性能的影响机制。     

镁基准晶对AM50合金组织与性能的影响

通过普通凝固方法制备含高体积分数准晶相的Mg-48Zn-13Y(MZY)准晶中间合金。利用OM、SEM、EDS、XRD及拉伸试验研究了MZY准晶对AM50合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:向AM50合金中添加MZY准晶后,组织中可保留Mg_3Zn_6Y准晶相,并使合金组织得到明显地细化;组织中β-Mg_(17)Al_(12)相的数量减少,且形貌由粗大连续网状向断续条状及颗粒状转变。其中,当MZY准晶加入量为6%(质量分数)时,合金组织最为细小,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率达到峰值,分别为202.92 MPa、100.57 MPa和10.8%,其比AM50合金分别提高了24.59%、74.9%和66.15%。外加MZY准晶改善AM50合金力学性能的原因可归结于组织细化、β-Mg_(17)Al_(12)相数量及形貌的改善、以及与镁合金基体具有良好润湿性的准晶相的弥散强化作用。     

机械振动对汽车用AM50合金的组织与性能影响

通过在汽车用AM50合金凝固过程中施加不同机械振幅的方法,研究了机械振幅分别为0、0.5、1、1.5、2和2.5 mm时对AM50合金的金相组织、夹杂物形貌与分布特征和力学性能的影响。结果表明,在合金凝固过程中施加机械振动,可以对合金中的析出相和晶粒起到明显的细化作用;随着机械振幅的增加,合金中圆形夹杂物的比例在不断减小,而条形和多角形夹杂物的比例在不断增加;当机械振幅增加至2.5 mm时,AM50合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到234 MPa、111 MPa和4.5%,相对未施加振动的AM50合金分别增加了25.8%、29.1%和128%。     

Mg-RE(Y,Nd,Gd)-Zr合金组织与性能的比较研究

采用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试以及电子拉伸等手段,对比研究了Y、Nd和Gd三种稀土元素对镁合金铸态和热处理后显微组织与性能的影响规律。结果表明,三种稀土元素加入合金中,均可以细化组织,提高合金的强度和硬度,特别是经过时效热处理后合金的强度有明显的提高。相同条件下,稀土Nd的晶粒细化作用及强化效果最显著。     

微量Y对AM50铸态合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪,分析研究了微量Y对AM504铸态合金组织及其室温和高温（200℃）力学性能的影响。结果表明,在AM50合金中加入质量分数1％Y,晶粒细化,连续或半连续网状分布的β-Mg17Al12相呈骨骼状或颗粒状弥散分布,同时晶界附近有大量块状新相Al2Y生成;合金的室温和高温抗拉强度分别提高了18．9％和23．2％;屈服强度分别提高了16．1％和20．5％;合金伸长率分别提高9．1％和11．7％。     

Fe_(50-x/2)Al_(50-x/2)Cr_x体系掺杂钨精矿粉激光烧结合金组织及性能研究

以Fe_(50-x/2)Al_(50-x/2)Cr_x(x=4,8,12,16)体系粉末为基体,掺杂1%(质量分数)的钨精矿粉末,压制成坯。利用激光引燃自蔓延烧结制备原位自生颗粒增强复合材料。采用OLYMPUS4000、XRD等微观组织结构表征手段及合金硬度、磨损性能等宏观力学性能及腐蚀性能测试方法,研究不同Cr粉含量对烧结合金组织及性能的影响。结果表明:烧结合金物相主要为Fe_3Al,Al_2O_3,AlCrFe_2,Cr_2O_3及硬质颗粒相W。当Cr含量为8%时,烧结合金内部针状组织细小致密,物相有较好的分散性;磨损率相对较低,为0.38 mg/mm~2。当Cr含量为12%时,烧结合金硬度最高,为11 450 MPa;自腐蚀电位最大,为327.643 mV;腐蚀电流密度最小,为1.044 m A·cm~(-2),腐蚀速率最低。     

(AgCu28)80InxSn(20-x)焊料合金的显微组织与性能

通过微合金化的方法,采用XRD、SEM/EDS、DSC和铺展性分析等测试手段研究了不同In、Sn添加量的(AgCu28)80InxSn(20-x)焊料合金的显微组织、熔化特性和铺展性能.结果表明:(AgCu28)80In11Sn9合金具有较低的固相线温度和熔程、简单的物相结构、适中的铺展率.其综合性能在添加11%的In时最好.     

Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

以Mg6Zn2Y为基础研究了Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y基合金组织和性能的影响.结果表明铸态下增加1%Zn的合金的组织变得粗大,抗拉强度降低约10%,伸长率降低25%;同时添加1%Zn和1%Y的合金组织明显细化,抗拉强度和伸长率分别提高11%和17%;挤压后由于Y的加入形成了高熔点的化合物相,合金受这些相抑制,没有发生动态再结晶,力学性能因挤压变形得到不同程度的提高,对比分析Mg7Zn3Y合金拥有抗拉强度355 MPa和伸长率4.5%较好的综合性能.     

Microstructure and Mechanical Properties of (TiZrHf)50(NiCoCu)50 High Entropy Alloys

Metals and Materials International - The microstructure and mechanical properties of pseudo-binary (TiZrHf)50(NiCoCu)50 high entropy alloys (HEAs) with B2 matrix were investigated in this study....     

合金元素Sb对AM50镁合金组织和性能的影响

研究了Sb的加入对AM50合金的铸态组织和力学性能的影响.结果表明,随着Sb加入量的增加,呈连续或断续网状的β相转变为条状或颗粒状,当Sb加入量为0.5%时,AM50合金的铸态组织得到明显细化,且在组织中出现了条状新相Mg3Sb2.随着Sb加入量继续增加,Mg3Sb2相明显增多且尺寸较大,基本上分布在晶界或枝晶处.随着Sb加入量的增加,AM50合金的拉伸强度呈现先升后降的趋势,在0.5%Sb时,拉伸强度达到最大值180.2 MPa,比未添加Sb时提高了17.7%.伸长率随着Sb的加入基本上呈现下降的趋势.加入Sb后,AM50合金的断裂方式由塑性断裂到混合断裂再转变为解理断裂.     

Mg-RE(Ce,Nd,Y)-Zn-Zr合金显微组织及力学性能研究

通过光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射对Mg-RE(Ce，Nd，Y)-Zn-Zr合金显微组织和力学性能进行了分析研究，揭示了实验合金在不同稀土元素作用下的结构特点及断裂行为。实验合金在挤压和T2(T6)热处理后的拉伸力学性能分别为251．3MPa，275．5MPa和253．3MPa。高温力学性能1^#合金在150C拉伸时强度为196．4MPa，2^#、3^#合金在250C拉伸时强度分别为187，3MPa和219．6MPa。     

ZrVxFe（2-x）合金的制备及其显微组织

利用非自耗真空电弧熔炼技术,制得了Zr系吸氢合金ZrVxFe(2-x)合金,其中x=0.2、0.3、0.4、0.5。采用SEM、EDS并结合XRD分析了合金的显微组织。结果表明,合金主要由ZrFe2(V)和ZrV2(Fe)两相组成,在熔炼过程中,Zr首先析出,随后ZrFe2(V)和ZrV2(Fe)开始形核并析出;随着合金成分中V含量的增加,ZrFe2(V)相的含量减少,ZrV2(Fe)相的含量增加。     

挤压铸造AZ91D和AM50A的组织与力学性能研究

研究了挤压铸造AZ91D、AM50A镁合金的组织与力学性能及稀土元素和热处理对合金组织与力学性能的影响.试验结果表明,挤压铸造使α相枝晶细化,形态改善,β相细小呈不连续分布;减少了缩松、气孔等缺陷,从而提高了镁合金铸件质量和力学性能.铸态AZ91D的力学性能为σb=238 MPa、δ5=5.5%、HBS75、Ak=7.8 J;AM50A为σb=224 MPa、δ5=9.4%、HBS56、Ak=12.1 J.稀土元素使镁合金组织细化,析出富铝稀土相,提高了镁合金的抗拉强度和硬度,但伸长率和冲击韧度降低.挤压铸造镁合金件经固溶处理后,β相大部分溶解并固溶于α相中,提高了镁合金的强塑性;再经时效处理,析出细小弥散的二次β相,进一步使镁合金强化.在合适的挤压铸造工艺参数和热处理下,铸件的力学性能可达AZ91D为σb=263 MPa、δ5=7.4%、HBS90、Ak=12 J;AM50A为σb=251 MPa、δ5=11.8%、HBS74、A k=16.5 J.     

AM50镁合金点焊接头的性能与组织分析

采用交流电阻点焊焊接了AM50镁合金板材，分析了点焊接头的力学性能、显微组织和断口形貌。结果表明：接头的抗剪强度随着电极压力、焊接电流以及焊接时间的增大均为先逐渐增大，待达到最大值后．又开始逐渐减小；板材表面清理状态对接头的质量有很大影响，未经过清理的试件接头强度较低；机械打磨的试件总体焊接质量较好；采用化学清理的焊件，接头质量稳定，强度随焊接电流增大逐渐提高。点焊接头的金相组织主要由等轴晶构成。断口分析显示延性断裂特征。     

Ti1．0VxMn（2-x）（x=0．6～1．6）合金的微结构和储氢性能

系统研究了V替代Mn对Ti1．0VxMn（2-x）（x=0．6～1．6）合金的相结构及吸放氢性能的影响。研究结果表明：随着X的增加，合金由Laves和bcc两相结构逐渐变化到bcc单相结构，吸氢量也随之增加；当V含量增加到x≥1．2时，合金具有bcc单相结构，合金最大吸氢量达到3．5％（质量分数），但是由于缺少脆性的Laves相，合金的活化性能变差，饱和吸氢时间也有所延长；随着V含量的增加，合金主相bcc相晶胞体积增大，从而导致合金PCT曲线平台压力降低，滞后效应也逐渐增大，但平台趋向于平缓。     

稀土元素Y和Nd对Mg-Zn-Zr系合金组织和性能的影响

对添加稀土元素Y和Nd的Mg-Zn-Zr系ZK60变形镁合金进行了热轧及热处理,测试了ZK60合金及ZK60RE合金室温拉伸性能,采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析方法观察了合金不同状态下的显微组织。初步探讨了微量稀土元素Y和Nd在ZK60合金中的存在形式和作用机理及其不同成分对该合金组织与力学性能的影响。结果表明,稀土元素Y和Nd均能够细化ZK60合金的铸态组织,使其室温断裂强度大幅度提高。其中主要化学成分（质量分数,％,下同）为Mg-5．5Zn-0．7Zr-0．5Y-0．5Nd和Mg-5．5Zn-0．7Zr-0．6Y-0．6Nd的合金强化效果显著,比未添加稀土元素的ZK60合金室温断裂强度分别提高了14．94％和20．2％。