高压作用下AZ91D镁合金微观组织的演化

以AZ91D镁合金为研究对象,借助X射线衍射仪、金相电镜、场发射扫描电镜及透射电镜,研究了压力对AZ91D镁合金微观组织的影响。结果表明,高压时效处理后的AZ91D镁合金仍由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但高压时效处理可改变β-Mg17Al12相的形态及分布,并且明显细化AZ91D镁合金的晶粒组织。     

烧结温度对粉末冶金法制备AZ91镁合金组织及性能影响的研究

采用粉末冶金法制备了AZ91镁合金,研究了烧结温度对该合金密度、硬度和抗拉强度的影响,通过扫描电镜和能谱仪对试样进行显微组织观察和分析.研究发现,真空热压烧结条件下,AZ91镁合金的最佳烧结温度为550℃,此时材料的致密度可达98.3％;烧结合金组织主要由α-Mg固溶体和3-Mg17Al12相两相组成;在550℃烧结下,烧结过程以体积扩散为主,其中β-Mg17Al12相产生较多,弥散分布在晶界上,起到了较好的第二相强化效果.     

7075铝合金对AZ91镁合金组织和性能的影响

为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化,当7075铝合金含量超过4%（质量分数,下同）时,AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少,并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高,当7075铝合金的加入达到4%,其抗拉强度与延伸率达到最大值,分别为186 MPa和8.2%     

锑对AZ91D镁合金微观组织的影响

研究了锑对AZ91D镁合金微观组织的影响.在AZ91D镁合金熔炼过程中加入三氧化二锑引入锑元素,用光学显微镜对加锑前后合金显微组织及其变化情况进行研究,发现锑的加入可使AZ91D镁合金的组织发生明显变化,β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状.同时利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了锑在合金中的存在形式.结果表明,锑在AZ91D镁合金中主要以两种形式存在：固溶在α-Mg、β相中;形成新相Mg3Sb2.锑在镁合金中生成的新相Mg3Sb2既作为异质形核核心细化组织,又会聚集在固液界面前沿抑制晶体的长大,从而对镁合金起到细化晶粒的作用.     

Ca对镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

研究了Ca对AZ91D镁合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.当AZ91D中加人的Ca含量大于1.0%时,β相(Mg17Al12)减少,并且在晶界上形成了网状分布的Al2Ca相.拉伸测试表明,当加入Ca含量小于1%时,可以提高合金的常温抗拉强度和延伸率,继续增大Ca含量时合金的力学性能明显下降.当AZ91D中加入的Ca含量达到1.0%时,常温抗拉强度和延伸率较AZ91D分别提高了8.2%和29.3%,并且腐蚀速率下降为AZ91D的17.2%.其原因主要是由于形成了网状分布的Al2Ca相,使镁合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,从而阻碍了镁合金的腐蚀.     

铝基非晶纳米晶复合涂层研究

采用自动化高速电弧喷涂系统,用自行研制的粉芯丝材,在AZ91镁合金基体表面上制备出Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)分析了Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的微观形貌和组织结构,结果表明Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和纳米晶化相共同组成的,涂层结构致密,孔隙率约为1.8%.Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的平均显微Vickers硬度值为311.7 HV0 1,结合强度为26.8 MPa.涂层的抗磨损耐腐蚀性能优于Al涂层和AZ91镁合金基体;其相对耐磨性约为Al涂层的10倍,为AZ91镁合金的6倍;其自腐蚀电位值正于Al涂层及AZ91镁合金,自腐蚀电流密度值约为Al涂层的1/2,AZ91镁合金的1/5;其腐蚀后的表面形貌比Al涂层和AZ91镁合金平整,点蚀较少.Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的耐磨防腐综合性能优异.     

AZ91D镁合金表面真空扩散渗铝层结构及性能研究

采用真空固态扩散渗铝的方法,在420℃对AZ91D镁合金进行表面合金化改性处理.对渗铝层的组织结构、耐腐蚀性能、显微硬度等进行了研究,测量了该合金扩散渗铝前后试样的电化学腐蚀极化曲线.结果表明,真空固态扩散在AZ91D镁合金表面获得了均匀致密的渗铝层,渗铝层由表及里依次由Al3Mg2最外层,β-Mg17Al12次外层,以及以β-Mg17Al12为主的β-Mg17Al12+α-Mg两相组织内层构成,该渗铝层明显改善了AZ91D镁合金在质量分数5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并提高了材料的表面显微硬度(1600～1800 MPa).     

Sr对AZ91镁合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等研究Sr对AZ91镁合金组织及力学性能的影响.结果表明:添加微量Sr可以细化并离散AZ91合金的铸态共晶组织,在合金晶界处Sr与Al生成多角块状或杆状的Al4Sr高熔点相;当Sr含量为0.2%时,AZ91-0.2Sr合金的综合力学性能最优,AZ91-Sr合金的时效进程与AZ91合金相比明显被抑制.由于这些析出相及合金晶界附近Al4Sr高熔点相的强化作用,AZ91-0.2Sr合金经T6处理后的室温和高温力学性能皆优于原AZ91合金的.     

热处理对浇铸和压铸AZ91D-RE镁合金组织与性能的影响

分别采用金属模浇铸和压铸方法制备了相同成分的AZ91D-RE合金,应用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和硬度计分析和测试了热处理对合金组织和性能的影响,并对其耐腐蚀性能进行了探讨.结果表明,铸态下AZ91D-RE压铸合金组织由α-Mg和Mg17Al12相组成,而浇注合金中还出现了MgY相;经固溶处理后,压铸合金中的Mg17Al12相全部消失,而浇注合金中尚有部分Mg17Al12相未溶解;随着时效时间的延长,压铸镁合金的硬度先升高后下降,并在11 h达到最大值,而浇注镁合金的的硬度一直升高,表现为时效未完成;在相同条件下,压铸AZ91D-RE合金的组织比浇铸合金的细小,并且,压铸AZ91D-RE合金的耐腐蚀性能也均优于浇铸合金的.     

Y和Gd对消失模铸造AZ91D镁合金组织和性能的影响

为改善消失模铸造AZ91D镁合金的显微组织和力学性能,在合金中加入稀土元素Y和Gd。结果表明:Y和Gd在消失模铸造AZ91D镁合金中生成块状的Al2Y和Al2Gd相,细化基体组织,并使β-Mg17Al12相形貌由网状转变为断续状和颗粒状。Y和Gd的加入提高了消失模铸造AZ91D镁合金中α-Mg的初晶析出温度,降低其共晶温度。适量的Y和Gd能显著提高消失模铸造AZ91D镁合金的力学性能,当Y和Gd的含量分别为0.6%和0.9%时,抗拉强度、伸长率和硬度达到最大,分别为161.68MPa、2.80%、HB64.7,比不加Y和Gd的AZ91D镁合金分别提高了18.8%、54.7%、19.2%。     

Sb对镁合金组织和力学性能的影响

借助SEM、XRD等现代分析技术分析了Sb含量为0.4%时对镁合金组织和力学性能的影响,研究了Sb对镁合金的强化机理.结果表明,Sb可以细化AZ91D镁合金的组织、改善Mg17Al12相形态和分布,并生成新的强化相Mg3Sb2;Sb在稀土阻燃镁合金中,可以减少棒状Al11RE3相,并形成颗粒状CeSb相,使镁合金的抗拉强度提高.     

稀土元素镧对AZ91镁合金显微组织及硬度的影响

研究了稀土镧对AZ91合金的显微组织和硬度的影响.结果表明:加入稀土镧后,AZ91合金铸态晶粒细化,且Mg17Al12相减少;大部分镧与铝结合生成高熔点、高热稳定性的针状稀土相(Al11La3),从而改善晶界相的分布,提高铸态宏观硬度;固溶 时效处理后,在晶界处析出片层状Mg17Al12相.随时效时间的延长,硬度进一步增加.     

稀土Yb对AZ91镁合金铸态及时效态组织和性能的影响

采用金相观察、X射线衍射和硬度测试等方法,研究了稀土Yb对AZ91镁合金铸态及热处理态组织和性能的影响.结果表明,添加1%的Yb可细化AZ91合金铸态组织,有效抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的生长,并使β相由网状变为断续分布.XRD分析表明,合金中出现新相Al_(11)Yb_3,使合金硬度增加.添加Yb使AZ91合金固溶处理后的残余化合物增加,尽管对时效峰值影响不大,但可推迟180 ℃时效峰值和延缓过时效的出现.     

微量钪对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸试验,研究了微量Sc对Al-Cu-Li-Mg-Zr合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在Al-Cu-Li-Mg-Zr合金中加入微量Sc,可消除铸态枝晶组织并显著细化铸态晶粒、有效抑制再结晶,明显提高了合金的强度和塑性。微量Sc引起的强化来源于晶粒细化、次生的Al3（Sc,Zr）相析出和亚结构强化。     

稀土钐对AZ61合金组织和性能的影响

采用XRD、OM和SEM等手段研究了稀土钐(0~2.0wt%)对AZ61合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,稀土Sm可以显著提高时效态合金从室温至175℃区间的抗拉强度和屈服强度。在AZ61合金中加入0.5wt%~2.0wt%的Sm后,合金的显微组织得到细化,Sm优先与A1形成高熔点Al2Sm弥散相。在研究范围内,加入1.5wt%Sm的合金从组织到各项力学性能最优。     

微量Sr对AZ91D镁合金凝固过程的影响

利用XRD和DSC研究了微量Sr对AZ91D镁合金凝固过程的影响。结果表明：Sr的加入对合金的固相线温度影响不大，但能明显降低合金的液相线温度，从而减少结晶温度间隔。当Sr的添加量（质量分数，下同）分别为0.2%和0.5%时，合金中没有新相形成，合金中的Sr主要以固溶的形式存在。当Sr的添加量达到0.8%时，Sr与Al形成高熔点的Al4Sr相。     

β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态对AZ91镁合金力学性能的影响

采用固溶时效、退火处理以及球化处理等热处理工艺在AZ91镁合金中分别获得网状、层片状、球状和菱形状β-Mg17Al12相。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜以及拉伸和硬度试验等研究不同形态的β-Mg17Al12相对AZ91镁合金力学性能的影响。结果表明,网状β-Mg17Al12相恶化了AZ91镁合金的力学性能;层片状和球状β-Mg17Al12相有利于合金塑性的改善;而菱形状β-Mg17Al12相有利于合金强度的提高。     

热处理对半固态触变成型镁合金AZ91D抗腐蚀性能的影响

研究了热处理对半同态触变成型镁合金AZ91D抗腐蚀性能的影响.结果表明,材料的耐腐蚀性能与其组织密切相关,镁合金AZ91D组织中的β-Mg_(17)Al_(12)相能够提高合金的抗腐蚀性能;同溶处理使镁合金的抗腐蚀性能下降,同溶处理后再进行人工时效处理可以提高镁合金的抗腐蚀性能.     

微量Sc在Al—Mg合金中的作用

研究了微量Sc对Al-Mg合金显微组织与拉伸性能的影响,结果表明,微量Sc在Al-Mg合金中主要以初生Al3Sc和次生Al3Sc两种形式存在,初生Al3Sc是合金在凝固过程中形成的,可成为有效的非均质晶核,大大细化合金的铸态晶粒,次生Al3Sc是合金铸锭在工艺加热过程中析出的,有效地钉扎位错和亚晶界,稳定亚结构并强烈抑制合金的再结晶,具有亚结构强化和直接析出强化作用,因此,加入Sc后的Al-Mg合金的强度大大提高,并且表现出良好的强塑性配合。