离心转速对Mg-13Al-1Ca-2.5Nd合金组织和性能的影响

以Mg-13Al-1Ca-2.5Nd合金为研究对象,通过离心铸造方法制备出其铸锭试样。运用金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计等多种分析和测试手段,研究了离心铸造Mg-13Al-1Ca-2.5Nd合金组织及硬度。结果表明:随着离心转速的增加,离心铸造Mg-13Al-1Ca-2.5Nd合金组织得到明显细化,金属间相Mg17Al12增加,合金的布氏硬度增加,最大值可达75.6 HB。     

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%。     

Sb对Mg-6Al-1,2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究了Sb对Mg-6AI-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和力学性能的影响.结果表明,该镁合金中加入0.5wt%～2.0wt%的Sb后,合金的显微组织得到细化,Sb优先与RE形成以Sb3或YSb为主的高熔点弥散颗粒质点.在研究范围内,随Sb含量增加,合金的常温和高温力学性能略有升高然后降低,最后又升高;而合金的伸长率呈现先降低后升高的趋势.合全的拉伸断口为具有塑性特征的准解理断裂.     

Sm对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究Sm对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,合金中加入Sm后,Sm优先与A1形成高熔点Al2Sm弥散颗粒质点,当Sm含量(1.5%～2.0%)较高时,合金内出现针状Mg12Nd相。在研究范围内,随Sm含量的增加,合金的常温和高温力学性能略有升高然后降低;而合金的延伸率呈现不断降低的趋势。合金的拉伸断口为具有塑性特征的准解理断裂。     

Sn对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和性能的影响

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究Sn对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明, Sn可以显著提高合金从室温到175 ℃区间的抗拉强度,当Sn含量为1%时,镁合金在室温和175 ℃时抗拉强度达到最大值,分别为242和192 MPa,合全的拉伸断口为具有塑性特征的准解理断裂。 Sn的加入使合金的显微组织得到明显细化,并出现高熔点Mg2Sn合金相。合金力学性能的提高主要是由于细晶强化、弥散强化和固溶强化。     

Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、X射线衍射分析和力学性能测试等手段,研究了稀土元素Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Gd的添加并没有细化Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的晶粒尺寸,但晶粒尺寸保持在较小的范围内,合金显微组织有所粗化。Gd含量为3.6%时,合金的室温及高温强度达到最大值。Gd的添加对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的高温力学性能有一定改善,尤其是200℃时的力学性能提高较明显,但过量的稀土元素添加使得Mg-6Al合金的强化作用减弱。     

Y、Nd对Mg-5Al合金组织和性能的影响

通过微观分析和力学性能测试等方法.研究了Y、Nd对Mg-5Al合金时效组织和性能的影响.结果表明,加入少量Y、Nd后,合金中Al-RE相以粒状(Al2Y,Al2Nd)、棒状和针状(Al2Nd)分布于基体上,Mg17Al12相数量减少,形态弥散细小.研究表明,Mg-5Al合金中加入0.5%的Y、0.5%的Nd及0.5%的Y+0.5%的Nd后,合金的晶粒尺寸由104.5 μm分别降为86.1、83.5、78.6μm;随着Y、Nd的加入,合金的抗拉强度提高、伸长率增加,其中Mg-5Al-0.5Y-0.5Nd合金具有最高的强度和伸长率,分别为225.2 MPa和13.92%.     

Ca对Mg-4Al-1RE合金的组织和力学性能的影响

通过配置6种成分的合金进行的试验发现，铸态AE41合金的显微组织具有典型的树枝晶特征，由α-Mg基体和针状的Al110RE3相组成。AE41合金中加入少量的Ca后，合金的组织得到了细化，同时有新的热稳定相Al2Ca形成。Al2Ca有两种形貌：一种是骨骼状，主要沿晶界分布；另一种呈颗粒状，主要存在于晶粒内部。加入Ca后合金的室温和高温屈服强度以及高温瞬时抗拉强度得到改善，但是同时也降低了合金的塑性。     

Y和Ce对Mg-6Al合金挤压铸造组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜和万能拉伸测试仪,对添加稀土Y和Ce的挤压铸造Mg-6Al合金的显微组织和力学性能进行了分析.结果表明,采用挤压铸造工艺,在复合添加稀土Y和Ce后,晶粒组织明显细化,显微组织由网状变为断网状,室温力学性能得到大幅度提高.添加0.5?和0.5%Y时,挤压铸造Mg-6Al合金的抗拉强度从126 MPa提高到了200 MPa,伸长率从1.0%提高到了8.5%.     

微量Ca对Mg-6Al-1Y-1Nd合金组织和性能的影响

利用感应熔炼制备了不同Ca含量的Mg-6Al-1Y-1Nd-xCa(x=0、0.1、0.4、0.7)镁合金,采用光学金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、能谱分析和拉伸及蠕变力学性能等手段研究了微量Ca元素添加对Mg-6Al-1Y-1Nd镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果证实,添加微量的碱土元素Ca使得Mg-6Al-1Y-1Nd镁合金的显微组织明显得到细化,Mg-6Al-1Y-1Nd合金主要存在Al_2Y和Al_2Nd块状稀土析出相,Ca元素的添加使得该合金形成了呈条状和骨骼状的新析出相Al_2Ca。力学性能测试结果证实微量Ca元素添加能够显著提高Mg-6Al-1Y-1Nd镁合金在室温和高温条件下的强度和塑性,同时显著提升了该合金在150～200℃/70 MPa测试条件下的抗蠕变性能,表明Ca是Mg-6Al-1Y-1Nd镁合金重要强化添加元素。     

喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金组织与力学性能研究

利用XRD、OM、SEM、TEM研究了喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金挤压态的显微组织和合金的力学性能。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金主要包含基体α-Mg和Al2Ca相,基体组织为等轴晶,平均晶粒尺寸为3μm;Al2Ca颗粒主要沿镁基体晶界分布,颗粒尺寸在1.0μm左右,并在Al2Ca相中存在孪晶结构;合金的σb、σ0.2、δ分别为450、325MPa,5%。在拉伸断口上存在大量石块状的Al2Ca相,表明合金的断裂方式为沿晶断裂;与经热挤压的铸造AZ91镁合金对比,该合金强度明显提高,但合金塑性降低;合金强度的提高主要来源于合金的细晶强化和Al、Zn对合金的固溶强化,而伸长率降低是由于合金中存在的大量Al2Ca颗粒是沿镁基体晶界分布,导致合金的塑性降低。     

挤压工艺对Mg-4Al-1Zn-0.6Ca-0.6Si-0.4Nd合金组织和力学性能的影响

研究了不同挤压温度和挤压比对Mg-4Al-1Zn-0.6Ca-0.6Si-0.4Nd镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,挤压变形可以显著细化镁合金的晶粒,大幅度提高材料的抗拉强度,屈服强度和伸长率.较低的挤压温度和较高的挤压比配合可以更好地细化晶粒.在挤压比为16,挤压温度为330℃时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到375MPa、305MPa、14％.     

Nd对Mg-4Al-1Sr合金显微组织及力学性能的影响

研究了Nd含量(0、1.0%、2.0%、3.0%)对Mg-4Al-1Sr合金显微组织及室温、高温力学性能的影响.研究结果表明,合金中添加Nd后,细化了合金晶粒,形成高熔点的针状强化相Al11Nd3,很大程度上提高了合金力学性能.当Nd含量达到2.0%时,合金的室温、高温抗拉强度分别达到了206 MPa和138 MPa,比未添加Nd时提高了20%和14%.随着Nd含量的进一步增加,合金中析出了大块状Al2Nd相,该相的形成降低了合金的力学性能.     

喷射沉积Mg-4Al-3Ca-1.5Zn合金的显微组织

采用扫描电镜、透射电镜等方法对喷射沉积Mg-4Al-3Ca-1.5Zn合金的组织变化进行了试验研究.结果表明,金属型铸态合金中强化相沿晶界析出,主要成分为C36[(Mg,Al)2Ca]和C14(Mg2Ca)相;而喷射沉积快速凝固的合金组织均匀,强化相为C15(Al2Ca)和C36相,其中C15相以棒状和粒状分布于C36基体中;C36相处于亚稳态,经过高温保温处理会转变为C15相;热挤压过程中合金发生动态再结晶,在晶界处有C36相析出.     

时效处理对Mg-6Al-1Nd-xGd合金组织及高温力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析等手段研究了Mg-6Al1Nd-xGd(0,0.5,1,1.5)合金的时效硬化行为及时效处理(T6)对合金高温拉伸性能的影响,结果表明:Gd元素的加入使Mg-6Al-1Nd合金的时效过程延长,随Gd含量的增多,合金在200℃时效时的硬度峰值从28 h延迟到36 h附近,且Gd含量为1%时合金峰值硬度最大,达到HV51.1。T6处理后,合金的强度及塑性都有所提升,Mg-6Al-1Nd-1Gd合金在200℃的抗拉强度为146 MPa,伸长率为22.3%,较铸态分别提高27.5%和29.7%,合金表现出良好的综合高温拉伸性能。     

混合稀土对Mg-5Al-1Si组织及性能的影响

研究了不同组分含量的混合稀土对Mg-5Al-1Si合金高温蠕变性能的影响，对析出相进行了鉴定。研究结果表明，分别加入富镧及富铈混合稀土以后，合金中Mg2Si相得到细化；力学性能检测结果表明，室温及150℃拉伸性能均明显提高。同时，在微量混合稀土及Mg2Si相的综合作用下，含不同混合稀土的Mg-5Al-1Si合金的抗高温蠕变性能均超过AE42。     

Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和力学性能

研究了Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和常温力学性能,探讨了合金中Nd与Sr复合添加后的存在形式及不同含量的Nd对合金常温力学性能的影响.结果表明：Al4Sr相呈网状沿晶界分布,而Al11Nd3相呈颗粒状或针状,在晶内、晶界均有析出.Al4Sr相在晶界起到了阻止晶界滑移的作用,Al11Nd3相在晶内有钉扎位错的作用,晶界晶内的双重强化提高了合金的强度.合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均在含Nd量为1.0%时达到了峰值.     

微量B对Mg-3Al-1Zn镁合金组织和性能的影响

B通过Al-3B中间合金加入Mg-3Al-1Zn合金中,利用OM、XRD及力学性能测试、极化曲线测定等手段对不同B加入量合金的组织和性能进行了分析.实验结果表明,合金的组织随着B加入量的增加变得粗大,当B加入量为0.05%时出现粗大枝晶,0.1%时枝晶进一步长大且出现二次枝晶.合金的力学性能和耐腐蚀性能也随B加入量的增加而降低.     

Microstructure and strengthening mechanisms of Mg-6Al-6Nd alloy

The microstructure and strengthening mechanisms of as-cast Mg-6Al-6Nd alloy were studied. The results show that the addition of 6 wt.% Nd into Mg-6Al alloy leads to the precipitation of Al11Nd3 and Al2Nd phases and decrease in the content of Al solid soluted in Mg-Al matrix. The volume fractions of Al11Nd3 and Al2Nd phases are 3.64% and 0.34%, respectively. Compared with Mg-6Al alloy, the ultimate strength, yielding strength, and elongation of Mg-6Al-6Nd alloy at room temperature and 175°C are enhanced in some degrees. The strengthening mechanisms of Mg-6Al-6Nd alloy are mainly composed of solid solution strengthening of Al solid soluted in Mg-Al matrix and grain refinement strengthening, dispersion strengthening, and composite strengthening brought by the precipitation of Al11Nd3 phase. The composite strengthening includes the load transfer from the matrix to Al11Nd3 phase and the enhancement of dislocation density due to the geometrical mismatch and thermal mismatch between the matrix and Al11Nd3 phase.     

硅钙合金对Mg-6Al-0.5Mn合金显微组织和性能的影响

借助OM、SEM、EDS和XRD分析了合金显微组织和相组成，探讨了硅钙合金对Mg-6Al-0．5Mn（AM60）铸造镁合金显微组织和性能的影响。结果表明，AM60合金中加入适量的硅钙合金直接形成了弥散分布的呈规则多边形状的Mg2Si颗粒；合金的显微组织得到明显改善，半连续网状分布的Mg17Al12相变得细小、弥散，合金的晶粒明显细化。当合金中Si质量分数为1．8％时，合金的晶粒尺寸减小到80μm；强化相的形成和显微组织的改善导致了合金力学性能的提高，抗拉强度提高了13．9％，伸长率提高了28．5％，冲击韧度提高了1倍；研究还发现，不仅CaSi2可以作为初生Mg2Si相的非均质形核核心，而且Al8Mn5也可充当初生Mg2Si相的非均质形核核心。