Al-Si共晶对Mg-12Li合金组织及性能的影响

对比分析了添加Al和Al-Si共晶的Mg-12Li合金铸态及轧制态的组织和性能,研究Al-Si共晶对合金组织性能的影响。结果表明,当加入Al-Si共晶后,Mg-12Li-3(Al-Si)组织中开始有白色析出物(脆性相Mg2Si)析出,形成的中间化合物依次为Al Li、Mg Li2Al、Mg2Si。该合金抗拉强度为230 MPa,伸长率为25.5%,性能接近添加了RE的镁锂合金,成本得到明显的降低。当Al-Si共晶量达到6%时,合金的力学性能会下降。     

Li含量对Mg-xLi-3(Al-Si)合金显微组织和力学性能的影响（英文）

基于α-Mg、α-Mg+β-Li和β-Li三种相结构,制备Mg-4Li-3(Al-Si)、Mg-8Li-3(Al-Si)和Mg-12Li-3(Al-Si)三种合金,用于研究Al-Si共晶体对其组织和力学性能的影响。在Mg-xLi (x=4%,8%和12%,质量分数)合金中添加Al-Si共晶体分别形成以下的Al-Li析出相:Al_3Li、AlLi和Li_3Al_2。此外,在这三种合金中还发现大量的Mg_2Si相颗粒。拉伸试验结果表明,Mg-4Li-3(Al-Si)合金的极限抗拉强度最高,为249 MPa,其伸长率最低,为6.3%。Mg-12Li-3(Al-Si)合金的伸长率最高,为26%,但极限抗拉强度最低,为173 MPa。这三种合金力学性能的差异归因于晶体结构的不同以及析出物类型、形态和分布的不同。     

Al-Si共晶对Mg-12Li合金微观组织及性能的影响

对比分析了添加Al和Al-Si共晶的Mg-12Li合金铸态及轧制态的组织和性能,研究Al-Si共晶对合金组织性能的影响。结果表明,当加入Al-Si共晶后,Mg-12Li-3(Al-Si)组织中开始有白色析出物（脆性相Mg2Si）析出,形成的中间化合物依次为AlLi、MgLi2Al、Mg2Si。该合金抗拉强度为230 MPa,伸长率为25.5%,性能接近添加了RE的镁锂合金,成本得到明显的降低。当Al-Si共晶量达到6%时,合金的力学性能会下降。     

固溶时效对Mg-12Li-3Al-xNd合金组织和硬度的影响

为了改善Mg-12Li-3Al合金的力学性能,制备了Mg-12Li-3Al-xNd合金,并对其进行了固溶+自然时效处理。结果表明,Mg-12Li-3Al-xNd合金的铸态组织为单相β(Li),并且含有Al4Li9、MgLiAl_2、Al Li等相,随着Nd含量的增加,Al-Nd金属间化合物由针状Al_(11)Nd_3变为颗粒状Al_2Nd;该合金经过固溶+自然时效处理后在晶界附近析出强化相MgLiAl_2,Al_2Nd的形态由颗粒状变为椭球状,并且铸态下生成的Al Li平衡相完全固溶到β(Li)基体中。此外,稀土元素Nd延缓了Mg-12Li-3Al-xNd合金的过时效析出效应,MgLiAl_2析出相与母相的错配度较大,有较强的硬化效应,有利于合金在室温保持较好的稳定性。因此,固溶+自然时效处理提高了Mg-12Li-3Al-xNd合金的硬度。     

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。     

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%。     

Sm、Sb合金化对AZ61组织和力学性能的影响

研究了铸态AZ61-1Sm-xSb合金,并对其进行了热挤压和时效处理(T5)。结果表明,AZ61-1Sm-xSb合金的主要合金相为β-Mg_(17)Al_(12)、Al2Sm、Al3Sm及Sb Sm。与AZ61相比,AZ61-1Sm中的Mg_(17)Al_(12)相呈现不连续网状分布的特征;而在AZ61-1Sm中添加Sb,Mg_(17)Al_(12)不连续分布特征更趋明显,并出现针状SbSm相;当Sb添加量为1.5%(质量分数)时,大块状Sb Sm相出现,而β-Mg_(17)Al_(12)、Al2Sm、Al3Sm均为颗粒状并呈弥散分布。Sm和Sb的添加能提高AZ61合金挤压和时效态力学性能,在AZ61-1Sm合金中添加Sb元素能显著提高合金的高温强度。     

混合稀土对超轻Mg-Li合金微观组织和力学性能的影响（英文）

对La/Ce混合稀土的Mg-9Li-3Al-xRE(x=0,0.5,1,1.5,2,质量分数,%)合金,利用光学显微镜,带能谱(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了微观组织对其力学性能的影响。结果表明,在加入混合稀土的铸态合金中,形成了Al_4RE相,并且Mg_(17)Al_(12)相的含量和α-Mg相的体积分数均被减少。此外,细化了α-Mg相并提高了合金的力学性能。但是,随着La/Ce混合稀土含量的增加,Al_4RE相的尺寸增大,降低了合金的力学性能。在加入混合稀土的挤压态合金中,合金中Al_4RE相挤压破碎至1~3μm,分布于β-Li基体中和α/β相之间。Mg-9Li-3Al-1.5RE合金获得最好的力学性能,最大抗拉强度和延伸率分别为228.3 MPa和20.8%,同铸态Mg-9Li-3Al相比分别提高了88.6%和197.4%。     

稀土元素Pr对挤压态AZ91镁合金微观组织与力学性能的影响

利用OM、SEM和EDS研究稀土元素Pr变质对AZ91镁合金的微观组织的影响,并探究其与合金显微组织及力学性能的关系。结果表明,随着稀土元素Pr含量的增加,粗大树枝状的β-Mg_(17)Al_(12)相开始断裂,尺寸逐渐减小。当Pr添加量(质量分数)为1.0%时,粗大树枝状的β-Mg_(17)Al_(12)相断裂为短棒状。然而,当Pr含量继续增加时,β-Mg_(17)Al_(12)相尺寸又开始变大。随着Pr的添加,合金中生成条状Al_(11)Pr_3相和块状Al_6Mn_6Pr相。热挤压可以显著细化铸态AZ91镁合金晶粒,挤压后,β-Mg_(17)Al_(12)相沿挤压方向有序排列。随着Pr含量的增加,挤压态AZ91镁合金的力学性能呈现先上升后下降的趋势。当稀土元素Pr添加量为1.0%时,AZ91镁合金力学性能最佳,合金抗拉强度、伸长率、硬度较基体分别提升了20.5%,26.0%和18.5%。     

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%。     

铸态及挤压态Mg-11Li-3Al-xZr合金的组织及性能

通过真空感应熔炼及挤压变形制备了铸态及挤压态的Mg-11Li-3Al-xZr(x=0、0.1)合金,采用OM、XRD、SEM、EDS观察并分析了合金的显微组织,测试了不同状态合金的力学性能。结果表明,Mg-11Li-3Al-xZr合金均含有β-Li、α-Mg、θ-MgLi_2Al、AlLi相,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金中还存在Al_3Zr相。铸态合金晶粒粗大,挤压变形过程中发生动态再结晶使晶粒细化。Zr的添加能明显细化晶粒,尤其在挤压后Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金晶粒尺寸仅为Mg-11Li-3Al合金的1/4左右。铸态时两种合金力学性能相近,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金伸长率略低;挤压变形后两种合金伸长率较高,而且由于加工硬化和细晶强化作用,强度明显提高,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金的强度达到194 MPa,较铸态提高32.8%。     

稀土Nd对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜,研究了稀土Nd对AZ80镁合金组织和力学性能的影响。AZ80镁合金铸态组织由基体α-Mg和晶界处析出的粗大连续网状β-Mg_(17)Al_(12)相组成。添加Nd后,使原本粗大连续的β-Mg_(17)Al_(12)相转变为细小和断续分布,同时,合金中产生了形态分别呈杆状的Al_(11)Nd_3相和块状的Al2Nd稀土相。随着Nd元素添加量的增加,AZ80镁合金的铸态力学性能呈先提高后下降的趋势。当加入0.9%的Nd时,合金的铸态抗拉强度和屈服强度均达到最高,分别为205MPa和135MPa,伸长率达到7.5%。时效过程中稀土元素Nd抑制了片状β-Mg_(17)Al_(12)相的不连续析出,延迟合金达到峰时效的时间。T6处理后,AZ80-0.6Nd合金的抗拉强度和屈服强度最高,分别为221MPa和164MPa,伸长率为4.1%。     

混合稀土对超轻Mg-Li合金微观组织和力学性能的影响

本文研究了La/Ce混合稀土对Mg-9Li-3Al-xRE(x=0、0.5、1、1.5、2 w.%)合金微观组织和力学性能的影响。在加入混合稀土的铸态合金中,形成了Al4RE相,并且Mg17Al12相的含量和α-Mg相的体积分数均被减少。此外,细化了α-Mg相并提高了合金的力学性能。但是,随着La/Ce混合稀土含量的增加,Al4RE相的尺寸增大,降低了合金的力学性能。在加入混合稀土的挤压态合金中,合金中Al4RE相挤压破碎至1-3μm,分布于β-Li基体中和α/β相之间。Mg-9Li-3Al-1.5RE合金获得最好的机械性能,最大抗拉强度和延伸率分别为228.3Mpa和20.8%,同铸态Mg-9Li-3Al相比分别提高了88.6%和197.4%。     

铸态Mg-Li-Al-xSi合金微观组织和力学性能（英文）

实验铸造了Mg-9Li-3Al-x Si(x=0,0.1,0.5,1.0,质量分数,%)合金并通过OM,SEM,XRD和力学性能测试对其进行了研究。结果表明:铸态Mg-9Li-3Al合金组织中主要由α-Mg、β-Li、Mg_(17)Al_(12)相组成。加入Si后,合金中出现了新相Mg2Si,晶粒得到了明显细化,且Si能够抑制Mg_(17)Al_(12)的形成;当合金中的Si含量过高时,α-Mg相粗化,且会在相界处出现块状和汉字状的Mg_2Si相。合金的强度随着Si含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Si含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当合金中Si含量为0.1%时,抗拉强度达到最大值182.5 MPa,延伸率为12.1%。     

多道次固相合成AZ91D-Nd合金的组织演变规律及力学性能

采用多道次固相合成AZ91D镁合金屑和Mg-Nd中间合金屑,研究了固相合成过程中β-Mg_(17)Al_(12)相和中间合金屑的破碎机理及分散均匀性。结果表明:在多道次固相合成过程中,中间合金屑逐渐破碎,Nd元素溶入晶粒内部,形成固溶强化;以球团状颗粒在晶界处均匀分布,形成第二相粒子强化;粗大的β-Mg_(17)Al_(12)相被破碎,削弱了对基体的割裂影响;破碎的β-Mg_(17)Al_(12)相和中间合金颗粒促进了动态再结晶的发生,形成细晶强化,力学性能明显提高。AZ91D-Nd镁合金的抗拉强度达到323MPa,比铸态时提高了29.2%,伸长率达到7.2%,与铸态的相当。     

La添加量对ZM5镁合金显微组织及力学性能的影响

研究了不同稀土La添加量对ZM5合金的铸态显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,添加La能够使ZM5合金中的α-Mg晶粒组织细化,并形成稀土化合物Al_(11)La_3和Al_8LaMn_4。随La添加量的增加,沿晶界网状分布的β-Mg_(17)Al_(12)相逐渐转变为弥散分布。其中,La添加量为0.8%时铸态ZM5合金的室温力学性能最好,抗拉强度和伸长率分别为225 MPa和5.32%。     

铸态Mg-xAl(x=9%,12%,15%)合金的组织结构及腐蚀行为

通过半连续铸造的方法制备了Mg-xAl(x=9%,12%,15%)合金。采用XRD、OM和SEM分析研究了Al含量对铸态Mg-Al合金的组织结构变化的影响。同时,利用浸泡腐蚀实验和动电位电化学极化曲线研究了Mg-xAl合金的耐蚀行为。最后,通过SEM观察去除腐蚀产物后样品表面形貌,研究了其腐蚀机理。结果表明:3种合金材料的组织都是由α-Mg相和β-Mg_(17)Al_(12)相组成,而且β相含量随着Al含量的增多而增多。3种合金中随β相的增多,合金的耐腐蚀性能逐渐增强,即Mg-15%Al合金的耐腐蚀性能最好,Mg-9%Al的最差。铸态Mg-Al合金在3.5%NaCl溶液中浸泡72 h后,表面都可以形成氧化膜,随着Al含量增高,膜层的稳定性增强。     

基于团簇加连接原子模型设计Mg-7.1Al-3.0Ce高强铸造合金

采用了团簇加连接原子模型描述了Mg-Al-Ce固溶体中的近程有序结构,构建了该类合金的理想成分式[(Al,Ce)_1-Mg_(12)]Mg_1,并据此设计了成分为[(Al_(0.925)Ce_(0.075))-Mg_(12)]Mg_1(Mg_(92.86)Al_(6.61)Ce_(0.54),at%;Mg-7.1Al-3.0Ce,mass%)的ACe73合金,通过永久模重力铸造(PM)工艺获得铸态合金。结果表明:合金显微组织为α-Mg基体中均匀分布着大量不连续的β-Mg17Al11相和针状Al_(11)Ce_3相,拉伸实验测得该合金抗拉强度为210 MPa,屈服强度为99.3 MPa,伸长率为9.0%,相比于其他PM工艺制备的Mg-Al-Ce铸态合金,强度最高。     

Sn对Mg-8.5Li-3Al合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Mg-8.5Li-3Al和Mg-8.5Li-3Al-1Sn合金,研究Sn对Mg-8.5Li-3Ai合金组织和性能的影响,结果表明,Sn在Mg-Li-Al系合金中主要以颗粒状Mg2Sn化合物的形式存在于β(Li)相中,Mg2Sn颗粒对Mg-Li-Al合金可以起到第二相强化作用.     

Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag(质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。