挤压温度对固溶态Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd合金微观组织及耐腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等测试手段研究了挤压温度对固溶态Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd镁合金显微组织的影响。同时,采用浸泡实验和电化学测试等方法研究了合金在模拟体液中的腐蚀行为。结果表明：挤压态合金主要由大的变形晶粒和动态再结晶晶粒组成,析出相由纳米级的棒状(Mg, Zn)₃Gd相和颗粒状的Mg₂Zn₁₁相组成。挤压温度在340～360 ℃时,合金中动态再结晶晶粒的体积分数随着挤压温度的升高而增加,腐蚀速率随着挤压温度的升高而降低。当挤压温度为360 ℃时,合金发了完全动态再结晶,具有较好的耐腐蚀性,静态腐蚀速率为0.527 mm/y,腐蚀形式为均匀腐蚀。当温度升高至380 ℃时,部分动态再结晶晶粒发生异常长大现象,导致腐蚀速率随着挤压温度的升高而升高。     

挤压参数对SiC颗粒增强Mg-3.6Zn-0.6Y-0.2Ca基复合材料组织和力学性能的影响（英文）

研究了挤压前后Si C颗粒增强Mg-3.6Zn-0.6Y-0.2Ca基复合材料组织和力学性能。结果表明:随挤压速率或挤压温度的增加,再结晶晶粒的尺寸增加,体积分数则略有增加。随挤压速率的增加,动态析出相的尺寸增加,体积分数减小。当挤压温度设定为230℃时随挤压速率由0.01 mm/s增加到0.1 mm/s,或当挤压速率设定为0.1 mm/s时挤压温度由190℃增加到230℃,复合材料的屈服强度和抗拉强度降低,而伸长率则逐渐增加。在优化的挤压参数(190℃,0.1 mm/s)下,挤压态复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为312.0 MPa,347.3 MPa和6.6%;其中晶粒细化对强度提升的贡献高于热错配强化与析出强化。     

生物医用Mg-6Zn-xGd合金的挤压组织与腐蚀性能

通过光学显微镜和扫描电子显微镜研究了Mg-6Zn-x Gd(x=0~4)合金的挤压态组织,测试了其拉伸力学性能和耐蚀性能。结果表明:随着Gd含量的增加,挤压态组织明显细化,平均晶粒尺寸从Mg-6Zn合金的12mm逐渐减至Mg-6Zn-3.41Gd合金的2mm;挤压态拉伸力学性能明显提高,抗拉强度σ_b和屈服强度σ_(0.2)分别逐渐提高至Mg-6Zn-3.41Gd合金的350 MPa和325 MPa,延伸率δ先降低后提高,且均不低于10%。挤压态Mg-6Zn合金的腐蚀速率较慢,为典型的局部腐蚀;添加少量Gd(质量分数0.66%)后,合金的腐蚀速率稍增大,但腐蚀变得更均匀,朝着均匀腐蚀的方式发展;添加较多量Gd(1.66%和3.41%)后,合金的耐蚀性能急剧恶化。     

挤压态Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能

利用OM、SEM、质量损失测试、电化学测试与拉伸试验研究了挤压温度对Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明,热挤压后合金发生动态再结晶,合金的组织均由细小的再结晶晶粒与原始晶粒组成。在470~510℃范围内随着挤压温度的升高,合金再结晶晶粒体积分数逐渐增大,晶粒尺寸变化不明显,合金的腐蚀速率与腐蚀电流密度Icorr先减小后增大,容抗弧半径先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的耐蚀性最好,腐蚀速率为0.9337 mm·a~(-1),腐蚀电流密度为4.67μA·cm~(-2)。由于细晶强化与位错强化作用,热挤压后合金的强度得到提高,随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度和伸长率先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的综合力学性能最好,合金的抗拉强度与伸长率分别为259.1 MPa与14.1%。     

挤压参数对SiC颗粒增强Mg-3.6Zn-0.6Y-0.2Ca基复合材料组织和力学性能的影响

研究了挤压前后SiC颗粒增强Mg-3.6Zn-0.6Y-0.2Ca基复合材料组织和力学性能.结果 表明:随挤压速率或挤压温度的增加,再结晶晶粒的尺寸增加,体积分数则略有增加.随挤压速率的增加,动态析出相的尺寸增加,体积分数减小.当挤压温度设定为230℃时随挤压速率由0.01 mm/s增加到0.1 mm/s,或当挤压速率...     

Gd含量对挤压态Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd生物镁合金组织及耐腐蚀性能的影响EI北大核心CSCD

研究了Gd含量对挤压态Mg-0.5Zr-1.8Zn-x Gd(0~2.5%,质量分数)生物镁合金组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明:挤压比为7.7、挤压温度为350℃时,合金发生了完全动态再结晶,其晶粒尺寸随Gd含量的增加先减小,最后趋于稳定。合金中的第二相主要由颗粒状(Mg, Zn)_(3)Gd相和Mg_(2)Zn_(11)相组成,其数量、尺寸及体积分数随Gd含量的增加逐渐增大,同时,纳米级棒状(Mg, Zn)_(3)Gd相与合金基体具有半共格界面关系。Gd含量大于2.0%(质量分数)时,部分未溶第二相以弯曲线条状在合金基体中随机分布,其尺寸及数量随Gd含量的增加逐渐增大。合金的耐腐蚀性能随Gd含量的增加先增强后减弱,Gd含量为1.0%(质量分数)时,合金具有较好的耐腐蚀性能。     

固溶温度对Mg-Zn-Gd-Y-Zr生物可降解合金组织及性能影响

利用OM、SEM、TEM等手段研究了固溶处理对Mg-Zn-Gd-Y-Zr合金组织的影响,并对合金的耐腐蚀性能及力学性能进行了测试。结果表明:固溶处理有效改善铸态合金的组织不均匀性,在460～510℃温度范围固溶处理后,合金的晶粒尺寸随温度升高而逐渐增大,第二相尺寸减小并趋于球形。当固溶温度高于490℃时,有少量Zn_2Zr_3相析出,且随温度的升高,析出相有增多及粗化趋势。在490℃固溶8 h后,合金的组织均匀,耐蚀性相对较好,腐蚀较为均匀,失重腐蚀速率为0.472±0.048 mm/a,抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为196.2±3.5 MPa、111.1±6.4 MPa和(18.9±1.3)%。试验研究了合金腐蚀后的力学性能,结果表明:490℃固溶8 h试样在模拟体液中浸泡后,力学性能在1～7 d内急剧下降,7～14 d下降较为缓慢,随浸泡时间的延长断裂形式从准解理断裂转变为脆性断裂。     

时效处理对挤压态Mg-Gd-Nd-Sr-Zn-Zr合金力学与腐蚀性能的影响

为提高生物镁合金的力学和腐蚀性能,对挤压态Mg-3Gd-1Nd-0.3Sr-0.2Zn-0.4Zr镁合金进行不同温度的时效处理,研究时效温度对合金显微组织、室温力学性能和在模拟体液中腐蚀性能的影响。结果表明:合金的析出相呈针状且富含Zr元素。时效处理后合金的显微硬度和屈服强度均比挤压态的高,且随时效温度的升高先升高后降低,当时效温度为185℃时,合金的显微硬度和屈服强度最高。腐蚀速率随着时效温度的升高先降低后升高,时效温度为230℃时,其质量损失腐蚀速率为挤压态的52%±7%。     

挤压温度对Mg-3Al-3Ca-0.5Mn镁合金组织及拉伸性能的影响

本文以Mg-3Al-3Ca-0.5Mn合金为研究对象,研究了在相同挤压比(挤压比为61),不同挤压温度(300℃、350℃、400℃)下制备的热挤压成型棒材的组织及力学性能。结果表明:较低的挤压温度(300℃)下,合金晶粒由等轴晶转变为混晶组织,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,但是延伸率显著提高。挤压温度为300℃时,动态再结晶不完全,合金中的第二相存在团簇现象,合金具有最佳的抗拉强度和屈服强度,分别为424MPa和393MPa;随着挤压温度升高到400℃时,动态再结晶更加完全,第二相呈弥散均匀分布,合金延伸率为12.7%。     

挤压态和峰值时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn合金显微组织与力学性能之间的关系（英文）

研究挤压态和时效态Mg-6Al-3Sn-2Zn(ATZ632)合金的显微组织和力学性能。挤压态ATZ632合金表现出优异的力学性能，其屈服强度(YS)、极限抗拉强度(UTS)和伸长率(EL)分别为216.4 MPa、344.3 MPa和18.4%。经时效处理后，Mg₁₇Al₁₂析出相体积分数增加且出现Mg4Zn7相，Mg₁₇Al₁₂相平行于基面，Mg4Zn7垂直于α-Mg的(0001)面析出，从而使时效态ATZ632合金的YS和UTS分别增加到252.5和416.2 MPa；但EL下降至10.1%。经过150℃较低温度时效处理后，合金中出现静态再结晶晶粒，且静态再结晶晶粒的c轴垂直于挤压方向，其取向呈高度一致性。     

挤压态Mg–1.8Zn–0.5Zr–xGd(0≤x≤2.5%)生物镁合金微观组织演化及降解机理

目的 提高Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd(x=0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)生物镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。方法 先对Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金进行固溶处理,然后利用反向挤压技术对其进行组织细化处理,采用OM、SEM、EDS、EBSD和TEM分析了挤压后Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金的晶粒形貌、织构特征、相组成和表面腐蚀形貌。利用电化学工作站和静态腐蚀测试了挤压后合金的耐腐蚀性能。利用XPS对Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金腐蚀前、后的表面元素及其化学状态进行表征。结果 挤压温度和挤压比分别为360 ℃和7.7时,合金都发生了较为完全的动态再结晶。随Gd含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,耐腐蚀性能先增强后减弱。当Gd质量分数为1.5%时,合金具有较好的耐腐蚀性能,其静态腐蚀速率约为0.447 mm/a;Gd质量分数为1.5%时,合金中析出了少量的纳米级圆棒状(Mg,Zn)3Gd相颗粒和纳米级椭圆球状Mg2Zn11相颗粒,且随着Gd含量的增加,合金中第二相颗粒的数量及体积分数逐渐增大。Mg–0.5Zr–1.8Zn–1.5Gd合金在SBF中浸泡120 h内,随浸泡时间的增加,腐蚀过程分3个阶段,首先合金表面Mg(OH)2腐蚀产物的生成及增厚导致腐蚀速率在腐蚀初期快速降低,随后致密的Mg(OH)2、(Ca,Mg)3(PO4)2和Ca10(PO4)6(OH)2腐蚀产物的生成及增厚导致腐蚀速率缓慢降低,最后腐蚀产物的生成与溶解达到动态平衡导致腐蚀速率逐渐趋于稳定。结论 挤压变形能够显著细化Mg–0.5Zr–1.8Zn–xGd合金的晶粒,均匀化和弥散化析出相分布,有效改善镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。     

稀土元素Gd、Nd对AZ80镁合金组织和力学性能的影响

通过金相、扫描电镜、电子探针和力学性能测试等方法研究了稀土元素Gd和Nd对AZ80镁合金铸态和挤压态组织和力学性能的影响。结果表明,适当添加稀土元素可以使AZ80镁合金的铸态树枝晶基本消失,晶界处层片状Mg17Al12相增多。均匀化后晶粒尺寸明显减小。合金经挤压后均发生了动态再结晶,动态析出的β相沿着再结晶晶粒的晶界分布。加入2%RE(Gd,Nd)后,析出相阻碍再结晶晶粒长大和粒子激发形核再结晶共同作用起到了细晶强化的效果,且高硬质Al2Gd和Al2Nd相能有效阻碍位错运动从而大幅度提高了合金的屈服强度。随着RE(Gd,Nd)含量的增多,β相析出减少,稀土相颗粒变大,弱化了动态再结晶效果,导致应力集中,强度下降。当加入2%RE(Gd,Nd)时其抗拉强度最大,综合性能较好。     

挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Y-0.2Zn合金的腐蚀行为及力学性能（英文）

研发一种新型低合金化Mg-Bi-Y-Zn合金系，该合金系在673 K的挤压温度下成功成型。通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、电化学试验和拉伸试验研究挤压态合金的腐蚀行为和拉伸性能。挤压后，合金表现出几乎完全的动态再结晶组织和典型的挤压织构，在晶粒内可以观察到一些亚微米级析出相。在SBF溶液中，合金的腐蚀模式由最初的点蚀为主转变为中间过程的丝状腐蚀为主；最后经长时间浸泡后，腐蚀模式转变为丝状腐蚀和局部晶粒脱落。挤压态Mg-0.5Bi-0.5Y-0.2Zn合金的屈服强度为237 MPa，极限抗拉强度为304 MPa，伸长率为31%，平均腐蚀速率为0.14 mm/a。由此可见，该合金表现出良好的拉伸性能和耐腐蚀性能匹配度，这主要归因于其均匀的晶粒结构和亚微米级析出相。因此本文所研发的Mg-0.5Bi-0.5Y-0.2Zn合金具有在生物医药领域的广阔应用前景。     

固溶温度对车用Mg-8.5Gd-5.5Zn-2.0Zr-0.2Y镁合金组织和耐腐蚀性的影响

设计了Gd含量很低的车用Mg-8.5Gd-5.5Zn-2.0Zr-0.2Y镁合金,并对其腐蚀性能进行了测试,研究了固溶温度对合金组织和耐腐蚀性的影响。结果表明:固溶温度高于350℃,会降低第二相组织的热稳定性,抑制晶粒长大的钉扎作用开始降低,引起晶粒尺寸增大。经过固溶处理后的镁合金力学性能均高于铸态的力学性能;当固溶温度为350℃时,合金力学性能更高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到251 MPa、226 MPa和25.6%。此时,镁合金腐蚀电位、腐蚀电流密度和腐蚀速率分别为-0.621 V、4.128μA/cm2和0.196 mm/a,合金表现出优异的耐腐蚀性能;腐蚀过程形成的条带状形貌不太明显,在镁合金表面形成了清晰的第二相组织,表现为均匀腐蚀。     

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。     

经变形前退火、热压缩和时效处理后的Mg-8Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金的组织、织构和力学性能（英文）

挤压态Mg–8Gd–4Y–1Nd–0.5Zr合金在470℃下退火1 h后,进行压缩变形,压缩变形温度为470℃,变形速率为0.2 s~(-1)和0.0003 s~(-1)。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)、硬度测试和拉伸试验研究合金的显微组织、织构和力学性能。结果表明:合金在压缩变形过程中发生富稀土相回溶以及动态再结晶,导致合金在两种变形速率压缩变形后的组织变得不均匀。压缩态合金的织构受应变速率的影响,在应变速率为0.2s~(-1)时,压缩态合金呈现出强的基面织构0001//ND(法向);而在应变速率为0.0003s~(-1)时,合金呈现出弱的织构0001//ED(挤压方向)。应变速率为0.2 s~(-1)时获得的合金的综合力学性能更优,在225℃时效8 h处理后,其抗拉强度达426 MPa,屈服强度达345 MPa,伸长率达2.1%。     

Zn添加对挤压态Mg-Zn-Ce-Zr合金微观组织及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)和力学性能检测,研究不同Zn含量(0.5%、1.5%和2.0%(质量分数))的Mg-Zn-Ce-Zr合金在温度为350℃,挤压比为9,挤压速率为10 mm/s条件下挤压后的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn含量的增加,铸态下晶间析出相明显增多;挤压后,Zn含量对合金晶粒度的影响不大,但棒材的丝织构随Zn含量增加而增强。由于第二相粒子的强化作用,随Zn含量增加,合金的拉伸屈服强度从158 MPa增加到192 MPa,而抗拉强度从219 MPa提高到246 MPa。由于丝织构强度增加,合金塑性随Zn含量增加从33%降低至18%,添加0.5%Zn合金的伸长率和拉压对称性最好。     

挤压温度对AA7003铝合金组织性能的影响

采用力学拉伸、扫描电镜、电子背散射衍射和电化学腐蚀等测试分析方法,研究了不同挤压参数下7003铝合金的再结晶程度、织构和力学性能之间的关系。结果表明,挤压温度为450℃,挤压速度为1 mm/s时,合金的再结晶程度最大,而且再结晶程度升高使合金的力学性能下降。当挤压温度为470℃时,出现较强的再结晶立方织构{001}100,合金的抗拉强度和伸长率升高。因此可以得出结论,立方织构可以提高挤压态7003铝合金的抗拉强度和伸长率。     

AZ91镁合金的挤压和析出硬化行为(英文)

挤压比为4:1,将铸态AZ91镁合金分别在250,300和350℃下进行挤压,随后进行析出硬化处理(T6)。经过热挤压和析出硬化处理后,铸态AZ91镁合金中粗大的和偏析Mg17Al12析出相被细化并均匀分布在α-镁基体中。在不同的挤压温度下合金中发生了部分或全部动态再结晶。经挤压后,该合金的极限抗拉强度从铸态的190MPa增加到570MPa。AZ91镁合金的时效硬化特征与晶粒尺寸有关。在250、300和350℃下以4:1的挤压比挤压该合金后,获得峰值硬度的时效时间分别为35、30和20h。SEM观察到在AZ91基体中存在均匀细小的Mg17Al12析出相。     

Mg-6Zn-1Y-Zr镁合金的组织与性能研究

Mg-6Zn-1Y-Zr镁合金在热锻或热挤压过程中发生了动态再结晶.合金组织细化,但不均匀,平均晶粒尺寸约10 μm.挤压态材料经350℃×30 min再结晶退火转变为等轴细晶组织,平均晶粒尺寸已达到5μm左右.合金在变形处理后有新的第二相析出,且合金的力学性能有很大提高.其中锻态Mg-6Zn-1Y-Zr合金的σb达到265 MPa,σ0.2达155 MPa,挤压态合金的σb达到330 MPa,σ0.2达185MPa.