Ca、Al质量比对Mg-Al-Ca-Mn合金组织和性能的影响

以Mg-Al-Ca-Mn合金体系为对象,研究了Ca、Al质量比对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,当Ca、Al质量比为0.4时,铸态Mg-5Al-2Ca-0.4Mn合金中的第二相为(Mg, Al)₂Ca相;当Ca、Al质量比为0.75时,铸态Mg-4Al-3Ca-0.4Mn合金中的第二相为(Mg, Al)₂Ca相和Mg₂Ca相;当Ca、Al质量比为1.3时,铸态Mg-3Al-4Ca-0.4Mn合金中的第二相为Mg₂Ca相。随着Ca、Al质量比的增加,合金中的第二相由(Mg, Al)₂Ca相向Mg₂Ca相转变,且第二相的层间距逐渐减小,体积分数逐渐增加。此外,铸态Mg-Al-Ca-Mn合金的屈服强度随着Ca、Al质量比的增加从82 MPa增加到123 MPa,而伸长率从5.0%降低到1.1%。     

固溶处理对铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、硬度测试及拉伸性能测试等手段分别研究了铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金固溶处理前后的组织演变及力学性能。结果表明,铸态Mg-4.8Al-2.7Ca-0.4Mn合金的微观组织中,α-Mg相呈现典型的枝晶形态,枝晶间分布着大量在凝固过程中形成的Al₂Ca相;固溶处理对第二相的形貌有显著影响,随着固溶时间的增加,枝晶偏析减弱,Al₂Ca相从网状分布演变为多边形或细块状;经500 ℃固溶4 h,合金具有较好的综合拉伸性能,抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到222.0 MPa、182.5 MPa和4.5%。     

挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ca合金的力学性能及腐蚀行为研究

探究了复合添加微量Sn与Ca对挤压态Mg-0.5Bi基合金的微观组织、力学性能及腐蚀行为的影响。结果表明：挤压态Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ca (质量分数，%)合金主要由α-Mg、Mg₂Bi₂Ca以及Mg₂Sn相组成，合金表现出晶粒尺寸均匀分布的完全动态再结晶组织。合金的抗拉强度(UTS)为191 MPa，伸长率(EL)高达31.5%，腐蚀速率(P_i)为0.51 mm/a，极化阻抗(R_p)为707.19Ω·cm²。此外，挤压态合金在腐蚀过程中生成了含Ca以及含Sn的腐蚀产物中间层，从而提升了腐蚀产物层的保护作用，导致析氢速率随着浸泡时间的增加先增大后减小。最后由于腐蚀产物膜的破裂，析氢速率达到了2.43 mL/d。     

Ca对AlMg5合金均匀化过程中热压缩行为和微观结构稳定性的影响（英文）

研究微量Ca添加对AlMg5热变形过程中微观结构稳定性和动态回复行为的影响。研究手段包括扫描电子显微术(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、电子背散射衍射(EBSD)分析和透射电子显微术(TEM)。利用JMatPro程序包对合金的凝固路径进行模拟。结果表明,Ca的加入对铸态试样的显微组织和热压缩行为没有影响,但能阻止均匀化过程中晶粒的急剧长大。在热压缩过程中,无Ca合金中的粗晶粒促进合金的动态回复,减缓动态再结晶,其再结晶晶粒的主要形核机制是粒子激发形核。另一方面,热压缩含Ca合金的显微组织受到Al₄Ca金属间化合物的显著影响。通过JMatPro预测,并通过DSC、SEM和TEM揭示Al₄Ca相的形成。最后,在含Ca合金的晶界处发现Al₄Ca析出相通过Zener钉扎效应阻碍α(Al)相的增长,提高均匀化过程中微观结构的稳定性。     

微量CaO对AZ81镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

利用静态失重法,电化学测试方法,结合SEM和XRD等方法,研究了CaO添加量为0,0.1%,0.5%和0.9%(质量分数) 的AZ81镁合金显微组织和耐腐蚀性能.结果表明:当CaO的添加量为0.5%时,合金的晶粒得到明显细化,合金主要由α-Mg基体和Mg₁₇Al₁₂相组成,同时在合金中生成了新相Al₂Ca和Mg₂Ca;随着CaO添加量的增加,AZ81镁合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀速率先降低后升高,自腐蚀电位先升高后降低,自腐蚀电流密度先减小后增大,当CaO的添加量为0.5%时合金的腐蚀速率和自腐蚀电流密度最小,自腐蚀电位最高,耐腐蚀性能最好.     

Ca添加量对汽车用Mg-Al-Zn合金组织的影响

运用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)与能谱分析(EDS),研究了不同Ca含量对Mg-Al-Zn合金铸态与固溶时效态的显微组织的影响。结果表明,添加Ca元素后,合金中出现了Al₄Ca相,经过固溶时效处理后均匀弥散分布在基体中,Ca元素对固溶时效态合金具有良好的晶粒细化效果。     

Mg-6Al-2Nd-xCa系耐热镁合金凝固路径分析

以Mg-Al-Nd-Ca合金为研究对象,通过测定不同Mg-6Al-2Nd-xCa合金(x=0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0,%,质量分数)凝固曲线,并通过重熔-等温液淬试验及XRD、OM、SEM、EDS等分析手段,研究了Ca对Mg-6Al-2Nd合金相形成及凝固路径的影响。结果表明,随着Ca含量增加,Al₁₁Nd₃和β-Mg₁₇Al₁₂相含量减少,Al₂Ca相增多。α-Mg、Al₂Nd、Al₁₁Nd₃相的析出温度均随Ca含量的升高而降低,其中α-Mg相的析出温度由620℃下降至606℃,Al₂Nd相的析出温度由630℃下降至610℃,而Al₂Ca相的析出温度则由504℃升高至529℃。Mg-6Al-2Nd-xCa(x=0、0.5,%)合金的凝固路径为L→Al₂Nd;L→α-Mg;L_Al+Al₂     

LPSO结构增强Mg100-3xY2xZnx合金的显微组织与力学性能研究

本文通过 XRD、OM、SEM、TEM 和万能拉伸试验机系统地研究了铸态与挤压态 Mg_100-3xY_2xZn_x(x=0.5,1,2;at%)合金的显微组织与力学性能。结果发现,铸态与挤压态合金均由 α-Mg 基体和 LPSO 相组成,且同时增加 Y 和 Zn 元素不仅可以促进铸态合金中 18R-LPSO 相的形成,还能够有效促进挤压态合金中 14H-LPSO相的动态析出。其次,挤压态 Mg_100-3xY_2xZn_x合金基体均由再结晶与未再结晶双峰组织组成,且 18R 与 14H-LPSO相沿挤压方向呈现条带状分布。与此同时,18R-LPSO 相体积分数的增加严重阻碍了动态再结晶的形成与长大。此外,随着 Y 和 Zn 元素的同时增加,铸态与挤压态合金的强度不断降低而塑性逐渐增加,最后使得挤压态 Mg_98.5Y₁Zn_0.5合金表现出较高的塑性(伸长率达 35.1 %),而 Mg₉₄     

ECAP变形对Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织及腐蚀性能的影响

采用OM、SEM、XRD对铸态和等通道角挤压(ECAP)变形后Mg-4.5Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织进行了表征。通过电化学工作站和浸泡法评估了ECAP变形前后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。结果表明,铸态Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织由α-Mg基体及分布在晶界处和晶粒内的Ca2Mg6Zn3相组成,平均晶粒尺寸为86μm。经ECAP变形后,合金的晶粒尺寸得到显著细化,经6道次ECAP变形后的平均晶粒尺寸为5μm。随着ECAP变形道次的增加,第二相在镁基体中的分布更加均匀、弥散。ECAP变形后合金更容易发生腐蚀,挤压道次越多,合金的自腐蚀电位越负,自腐蚀电流越大,即耐蚀性越差。经6道次ECAP变形后合金的自腐蚀电位最负(-1.42 V),自腐蚀电流最大(407.38μA/cm~2),耐蚀性最差。     

固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等方法研究了固溶时效处理前后Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金(质量分数,%)的显微组织、物相组成和腐蚀形貌,并在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行了静态失重和电化学测试。结果表明,铸态Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金由α-Mg基体和沿晶界分布的粗大网状共晶相Mg₄₁Sm₅和Mg₅Gd组成,固溶时效处理并没有改变共晶相的种类,但网状共晶组织消失,并且晶内有大量细小弥散的第二相析出,晶界更加清晰。试验合金采用525 ℃×8 h固溶+225 ℃×8 h时效处理后,腐蚀速率从0.185 mg·cm^-2·h^-1降低至到0.116 mg·cm^-2·h^-1,自腐蚀电流密度从1.599×10^-4A·cm^-2降低到0.924×10^-4 A·cm^-2,耐蚀性能明显提高。     

Ca与Pr微合金化及热挤压对AS41镁合金半固态微观组织的影响

研究了Ca、Pr复合微合金化与挤压工艺对AS41镁合金半固态微观组织的影响。结果表明，Ca、Pr复合微合金化能够明显降低Mg₁₇Al₁₂相的含量，形成Al₂Ca和Al-Pr相。在半固态等温处理过程中，Ca、Pr元素具有吸附毒化作用且Al₂Ca和Al-Pr相具有钉扎界面的作用，促使α-Mg和晶界熔化率降低。挤压工艺促进再结晶重熔的发生，提高了晶粒密度。在Ca、Pr复合微合金化与挤压共同作用下，半固态AS41镁合金具有更高的晶粒密度和较低的晶粒粗化系数。     

Sr变质Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料的机理与组织性能

采用熔炼法制备了x%Mg₂Si/Al-3%Cu-3%Si(x=15,20,25和30)复合材料，并选择15%和25%Mg₂Si含量的复合材料通过添加微量Sr进行了变质处理。结果表明，铸态复合材料组织由多边形块状Mg₂Si初生、棒状Mg₂Si共晶、网状θ-Al₂Cu、过剩Si和块状Q-(Al₄Cu₂Mg₈Si₇)相组成。其中，Mg₂Si初生的晶粒尺寸约为31.2μm。随着Mg₂Si含量的增加，Mg₂Si初生由颗粒状转变为更为粗大的树枝状。加入0.04%Sr对15%Mg₂Si/Al-3%Cu-3%Si进行变质处理，Mg₂Si初生的晶粒尺寸减小至20.1μm，尖角状Mg₂Si初生转变为多边形。用第一性原理计算变质元素Sr在Mg₂Si中结合能和吸附...     

Zn对均匀化态Mg-3Sn-Ca镁合金腐蚀性能的影响

研究了Zn元素对均匀化态Mg-3Sn-Ca合金耐腐蚀性能的影响。通过XRD、金相、SEM、失重、析氢、电化学极化曲线和阻抗谱分析了Mg-3Sn-Ca(TX31)和Mg-3Sn-Ca-Zn(TXZ311)2种合金的耐蚀性能。结果表明,Mg-3Sn-Ca合金中主要由CaMgSn及Mg₂Sn相组成,加入Zn元素后晶粒得到显著细化,第二相体积分数增加并呈弥散分布,并有Mg₂Ca相析出。而Zn的添加可显著提高Mg-3Sn-Ca合金的耐蚀性能,这主要归因于TXZ311合金具有更细小的晶粒尺寸以及均匀密集分布的CaMgSn相,使合金在腐蚀过程中形成的钝化膜更加均匀。因此,TXZ311合金的耐蚀性远高于TX31合金。     

Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr镁合金组织和性能的影响

通过在Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金中添加Zn,采用SEM、XRD及万能拉伸试验机,研究了Zn添加对其铸态组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y)和Mg₂₄(Y,Gd)5相组成,而添加质量分数为0.5%~1.5%的Zn后,合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅及Mg₁₂(Gd,Y)Zn相组成。添加0.5%的Zn后,合金的室温力学性能明显提高,当Zn含量高于1.0%后,镁合金的室温力学性能开始逐步降低。当Zn含量为0.5%时,合金具有较佳的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为197 MPa、160 MPa和4.37%。Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金铸态力学性能的影响与其铸态组织中Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅和Mg₁₂(Gd,Y)Zn第二相及其数量有关。     

固溶处理AZ91-xCu合金的组织与腐蚀性能

以真空熔炼方法制备的AZ91-xCu(x=0、0.5、1、2)合金为研究对象,对其进行400 ℃保温12 h固溶处理,利用X射线衍射、扫描电镜、浸泡失重法及极化曲线测试等手段对合金的微观结构和腐蚀性能进行了研究。结果表明:铸态与固溶态AZ91-xCu合金基体主要由α-Mg与β-Mg₁₇Al₁₂相组成,Cu的添加使基体产生了Mg₂Cu、Cu₅Zn₈等相,其中固溶态AZ91-2Cu合金中出现了新相Al₂Cu;固溶处理时合金中的β-Mg₁₇Al₁₂相大量溶入基体,晶界明显,剩余第二相主要分布于晶界处,少量弥散分布于晶内;添加Cu与固溶处理均加快AZ91合金的腐蚀速率,其中固溶态AZ91-2Cu合金腐蚀速率最大。     

热处理对Al2O3f/Mg-6Al-0.5Nd-0.5Gd复合材料组织及硬度的影响

采用金相显微镜、维氏硬度测试仪及扫描电镜等,研究热处理工艺对Al₂O_3f /Mg-6Al-0.5Nd-0.5Gd复合材料微观组织及硬度的影响。结果表明,固溶处理后β-Mg_l7A1₁₂相大部分固溶于α-Mg基体中,而稀土化合物Al₂Nd、Al₂Gd相因其高熔点,在试验温度下不能分解与固溶,Al₂O_3f纤维变得细小均匀,Mg₂Si相呈一定的分解、球化趋势。时效处理使β-Mg_l7A1₁₂相再次析出,呈层片状或弥散颗粒状分布,优化了其铸态时粗大的网状结构,此时,复合材料硬度达到最大值,比铸态时提高了47.5%。     

高铝高铁青铜Cu-15Al-XFe合金在5.0%H2SO4溶液中的腐蚀行为

通过静态浸泡腐蚀、电化学腐蚀实验等方法研究了真空吸铸态高铝高铁青铜合金Cu-15Al-XFe(X=10,12,15)在5.0%H2SO4溶液中的腐蚀行为,利用扫描电镜对合金腐蚀前后微观金相组织和腐蚀形貌进行了观察,讨论了铝青铜合金的腐蚀机理及合金元素Fe的含量对铝青铜合金耐蚀性的影响。结果表明:在5.0%H2SO4溶液中,Cu-15Al-XFe合金有良好的耐蚀性,合金中的晶界与基体相和富铁相相比,具有优先腐蚀倾向,合金主要发生脱铝脱铁选择性腐蚀。其中,Cu-15Al-12Fe铝青铜合金具有最好的耐蚀性。     

Cu添加对Mg-Bi合金铸态组织和沉淀硬化的影响

制备Mg-5Bi-xCu(x=0,0.2,0.5,1.0，质量分数，%)合金铸锭，研究其铸态组织和沉淀硬化行为。结果表明：铸态Mg-Bi-Cu合金主要由α-Mg枝晶、Mg₃Bi₂相、MgCu₂相和Mg₂Cu相组成，Mg₃Bi₂相和α-Mg基体的取向关系为■,Mg₂Cu相和Mg₃Bi₂相之间的取向关系为■。铸态合金硬度随Cu添加量提高先增大后减小，添加0.5%Cu时硬度最高，为(50.9±1.2)HV。固溶态Mg-5Bi-0.5Cu合金硬度为(49.8±0.9)HV。在175℃时效64 h后，硬度达到峰值(56.1±0.7)HV。时效硬度的提高主要是由于高密度Mg₃Bi₂相的沉淀强化作用，且由于Cu元素的添加，长杆状Mg₃Bi₂沉淀相转变为颗粒状和短棒状Mg₃Bi₂     

铸态Mg-9Gd-1.5Zn-xAl合金的显微组织和力学性能

采用铸造法制备了Mg-9Gd-1.5Zn-xAl(x=0、0.3、0.8和1.3 mass%)合金,通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜等研究了不同Al含量对Mg-9Gd-1.5Zn合金物相和显微组织的影响,并采用电子拉伸试验机测试了室温下4种合金的力学性能。结果表明：铸态Mg-9Gd-1.5Zn合金的组织由α-Mg基体和沿晶界分布的Mg₅Gd和(Mg, Zn)₃Gd相组成,加入Al元素后,合金组织中Mg₅Gd相逐渐减少,并产生了新相Al₂Gd、Al₁₁Gd₃和LPSO(Mg₁₂Gd(Al, Zn))。Al元素促进了有效异质形颗粒(Al₂Gd)的产生,抑制了晶粒长大,合金的组织明显细化,起到了细晶强化的效果。当Al添加量为0.8%时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为192.2 MPa、154.8 MPa和16.6%,与不含Al的Mg-9Gd-1.5Zn合金相比,分别提升了47.1%、64.8%和121.3...     

工艺状态对Mg-5Al-0.4Mn-1.6Ca镁合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、万能试验机和电化学工作站测试了不同加工状态(铸态、均匀化态、挤压态)的Mg-5Al-0.4Mn-1.6Ca合金组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果显示:铸态合金硬度为61.3HV;均匀化处理后合金组织粗大和第二相溶解导致硬度下降,为55.85HV;而挤压后的合金晶粒明显细化,硬度得以提升,为66.43HV。腐蚀性能方面,铸态合金耐腐蚀性能最好,腐蚀电流密度为37.82μA/cm~2;挤压态腐蚀电流密度为56.08μA/cm~2,耐腐蚀性能稍低于铸态合金;均匀化态腐蚀电流密度为215.15μA/cm~2,耐腐蚀性能最差。这主要是由于铸态合金中有大量不连续的(Mg,Al)_2Ca相作为阳极被腐蚀从而保护了镁基体;而均匀化处理之后,第二相溶解于合金基体中导致这种保护作用降低。