Mg-Li合金及复合材料的抗蠕变性能

对Mg-Li合金及液态反应合成MgO/Mg2Si颗粒增强Mg-Li基复合材料的室温和高温抗蠕变性能进行了研究。结果表明，复合材料的抗蠕变性能明显高于基体合金，室温时的蠕变速度 仅为基体合金的1／10，且随温度的升高效果更明显，160℃时的蠕变速度约为基体合金的2％。其机理为颗粒的存在提高了材料的屈服强度和弹性模量，以及颗粒限制晶界的相对滑动、阻碍位错的滑移及攀移、降低原子及空位的扩散速度。     

Ce变质对Mg_2Si增强镁基复合材料组织与力学性能的影响

研究了Ce含量对原位自生Mg_2Si/AZ91D复合材料组织与常温、高温力学性能的影响。结果表明:Ce对初生Mg_2Si的形状影响不大,但是可细化初生Mg_2Si,使共晶Mg_2Si由树枝状、汉字状变成短杆状、颗粒状,并细化β-Mg_(17)Al_(12)。Mg_2Si/AZ91D复合材料的室温和高温力学性能均随Ce含量的增加呈先增大后减小的变化趋势。加入0.5%Ce时,材料的室温和高温力学性能最佳。室温抗拉强度和伸长率分别比未变质时提高了18.4%和74.1%;高温下抗拉强度比室温下降低了22.6%,伸长率比室温下提高了52.7%。     

ZnA127合金基复合材料高温蠕变性能的研究

利用HBE-750型高低温硬度仪和H-800型TEM研究了SiCp/ZA27,Al2O3p/ZA27复合材料和ZA27合金的高温蠕变性能，结果表明：随着温度升高，材料的抗蠕变性能下降，在不同温度下，SiCp/ZA27和Al2O3p/ZA27复合材料的抗蠕变性能均明显高于ZA27合金。     

原位自生Mg2Si/Mg基复合材料的高温蠕变行为

采用原位自生技术制备出不同Mg2Si含量的Mg2Si/Mg复合材料,利用光学显微镜观察其铸态组织,进一步研究了原位自生Mg2Si/Mg复合材料在不同温度和应力下的高温蠕变行为。结果表明,随着Si含量的增加,初生Mg2Si相从原来的块状向树枝状和花瓣状转变,分布在α-Mg和汉字状的共晶Mg2Si之间。原位自生Mg2Si/Mg复合材料的高温蠕变性能随着Mg2Si含量的增加而得到明显地提高,根据蠕变幂率方程,可求得材料的蠕变应力指数和表观激活能。该材料的蠕变表观应力指数均大于5,蠕变表观激活能大于纯Mg的蠕变激活能,且这2个参数在一定的条件下随着Mg2Si含量的增加而变大。该复合材料的蠕变机制主要是由位错攀移和第二相增强机制控制。     

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。     

高含量自生Mg_2Si/Mg-9Al复合材料组织与形成机理

在Mg-9Al合金中添加3%~9%的Si,采用高频感应加热熔炼、随炉冷却凝固,获得了Mg_2Si含量高达10%~30%的Mg-9Al基复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析及差热分析(DTA),研究了复合材料的凝固组织与形成机理。结果表明,复合材料都是由Mg_2Si、Mg17Al12和α-Mg等3种相组成,而Mg_2Si和Mg17Al12含量随Si含量增加而增加;复合材料凝固过程中,首先析出初生Mg_2Si,之后形成Mg+Mg_2Si共晶组织,共晶Mg_2Si依附初生Mg_2Si相生长而不形成汉字状Mg_2Si相;随着Si含量增加,Mg-9Al基体中Al含量逐渐增加,凝固行为也随之变化。     

Te变质处理对原位自生Mg_2Si/AZ91D复合材料的影响

研究了Te变质处理对原位自生Mg_2Si/AZ91D复合材料组织与力学性能的影响,探索了变质机理。结果表明:Te变质使复合材料中初生Mg_2Si基本消失,共晶Mg_2Si数量增多,尺寸减小,并且部分共晶Mg_2Si由汉字状变成了蠕虫状和短杆状,β-Mg_(17)Al_(12)由断续的网状变成了细小的板条状、颗粒状。α-Mg基体的晶粒尺寸随Te含量的增加而减小。Te含量为0.7%时,复合材料的室温和高温(150℃)力学性能最佳。     

SiCp/Al复合材料高温蠕变行为

研究了蠕变温度与蠕变应力载荷对SiCp/Al复合材料高温蠕变行为的影响,分析了该复合材料的蠕变断裂机制,并计算得出了材料的应力指数与激活能。结果表明:蠕变速率随蠕变应力荷载的增大和蠕变温度的升高而增大,应力指数与变形激活能分别为n=9.8和Q=182 k J/mol。该复合材料的蠕变断裂机制为韧性断裂。通过对比得出,SiCp/Al复合材料的抗高温蠕变性能明显优于基体材料。     

磁场和铸造工艺对Mg_2Si/Al复合材料中Mg_2Si相的影响

研究了脉冲磁场参数和冷却条件对Mg_2Si/Al复合材料中初生Mg_2Si相尺寸、形态及分布的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,初生Mg_2Si相表现为粗化、偏聚及梯度分布。在多数试验条件下,初生Mg_2Si相沿试样心部到边部体积分数总体上逐渐增加,可制备初生Mg_2Si相呈连续变化的梯度材料;当脉冲电压为100V,脉冲频率为10Hz或模具温度为400℃时,试样中心区域基本不含初生Mg_2Si相,Mg_2Si相主要分布在试样边部,可制备表面增强自生梯度复合材料。在0~300V范围内,随着脉冲电压增加,初生Mg_2Si相的尺寸先增大后减小,转折点为200V;当浇注温度在670~760℃范围内或模具温度在200~600℃范围内,随着浇注温度的增加或模具温度的降低,初生Mg_2Si相的尺寸逐渐减小。     

Cr变质对汽车驱动轴用Mg_2Si/Al-Fe基复合材料组织和性能的影响

以Al-Fe合金为原材料,通过Mg-Si熔体直接反应制备Mg_2Si/Al-Fe基复合材料,研究Cr变质对复合材料组织中初始Mg_2Si和富Fe相变质行为,以及拉伸性能和耐磨性的影响。结果表明:组织中生成了树枝晶Mg_2Si相,针形相,以及共晶Si相与α(Al)相。通过Cr变质处理后,针形的β-Fe相转变为了骨骼形的α-Fe相,并且初生的Mg_2Si相外形也变得更加规则,初生Mg_2Si相尺寸减小31%。Cr变质处理后,复合材料的拉伸强度增加幅度达到14.8%,磨损性能增强了1.5倍,伸长率增加了50%。采用Cr变质处理后,试样拉伸断口部位生成了部分韧窝结构,出现了塑性断裂特征。     

Mg_2Si同质纳微米复合材料的制备及其热电性能

以平均晶粒尺寸约3μm及20 nm的Mg_2Si粉末为原料,采用放电等离子体烧结方法制备出不同纳米、微米含量的Mg_2Si纳微米复合块体材料,系统研究了纳微米结构对材料热电性能的影响.结果表明:随复合材料中纳米颗粒含量的增加,晶界散射增强,导致材料晶格热导率κ_p有明显降低;同时晶界势垒散射的增强也导致Seebeck系数α显著增加,电导率σ有一定程度的降低;综合Seebeck系数α、电导率σ、热导率κ的影响,在纳米颗粒含量为50%(质量分数,下同)、823 K时,获得最大热电优值达0.45,分别是未掺杂纳米相和完全纳米相Mg_2Si材料的1.5及1.1倍.纳微米复合结构的引入,可以获得性能更好的Mg_2Si热电材料.     

铝合金中Mg_2Si相的时效析出过程

描述了Al-Mg-Si/Al-Si-Mg系合金时效析出的一般序列为α-sss→GP 区→β"→β'→β(Mg_2Si),总结了在析出序列中可能出现的各亚稳相的晶体结构模型,讨论了各阶段析出相的形成或转变过程及其强化作用;并就过量的Si、Cu、大塑性变形等对析出相的影响作了探讨.     

热处理对离心铸造自生梯度功能复合材料Al-20Si-5Mg合金的组织性能影响

通过对离心铸造Al-20Si-5Mg合金筒状铸件在不同热处理状态下的硬度和耐磨性能的测定以及显微组织的观察,分析了热处理工艺对合金硬度及耐磨性能的影响.结果表明:铸件内层的硬度在510℃×6h固溶处理后达到最大值HRB90,510℃×6h固溶处理后210℃×12h时效,铸件内层具有最好的耐磨性能.     

Ca对Ma-Si合金显微组织和阻尼性能的影响

研究Ca对Mg-1 wt.%Si镁合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,微量Ca可显著改善初生Mg2Si相的形貌,且可细化针状共晶相,Ca含量较高时,合金中有Ca MgSi相形成。Ca的加入可提高合金阻尼性能,降低临界应变振幅。不同Ca含量下合金阻尼特征均表现为应变振幅相关性,但在测试频率范围内,频率对合金阻尼性能影响不大。     

离心铸造Mg2Si和Si自生增强的锌基合金复合材料

采用热模金属型工艺，离心铸造白生增强的Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si合金复合材料。研究结果表明；该合金内层聚集大量块状初生Mg2Si、少量块状初生Si，中层不含初生Mg2Si和初生Si，外层含少量初生Mg2Si和初生Si；Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si合金在凝固过程中，先后经历了初生Si和初生Mg2Si的析出、富Al的固溶Zn相析出、Mg—Zn化合物的析出，以及发生三元或四元共晶反应；初生Mg2Si和初生Si的位置、数量和分布决定于其内浮速度和离心力场作用下的凝固速度；含有初生Mg2Si和初生Si的内层和外层比中层具有更高的硬度和耐磨性。     

Al-Mg-Si合金强化作用的键分析

对Al-Mg-Si合金中主要析出相[3(Mg2Si)以及纯硅晶胞的键电子密度计算，表明硅晶胞中置强的Si-Si键nA比β(Mg2Si)相的Mg-Si置强键nA要强2倍，相应的置强键密度-ρ也大2倍，这是影响Mg2Si颗粒的生长以及合金的硬度和强度等力学性能的主要原因。     

Influence of melt superheating on microstructures of Mg-3.5Si-1 Al alloys

The influence of melt superheating treatment on the microstructures of Mg-3.5Si-1Al alloys unmodified and modified with 0.2%Sr-Sb(mass fraction) was investigated.The results show that when the melt superheating temperature increases from 750 to 900℃,the average size of primary Mg2Si in the unmodified alloys decreases progressively from about 27 to about 19μm,while that in Sr-Sb-modified alloys is refined considerably from about 14 to about 7μm when the temperature increases from 750 to 850℃,and then slig...     

Sb对过共晶Mg-4.8%Si合金中Mg_2Si初晶变质的影响

利用Mg-20%Sb中间合金对过共晶Mg-4.8%Si合金进行变质处理,考察Sb的含量对Mg2Si初晶变质效果(主要包括形态和尺寸)的影响规律,并讨论其变质机制。结果表明:Sb的加入量是决定其能否有效变质过共晶Mg-4.8%Si合金中Mg2Si初晶的重要因素;在未变质的过共晶Mg-Si合金中,Mg2Si初晶以粗大的树枝晶状为主;当Sb加入量低于0.8%(质量分数)时,Mg2Si初晶形态无明显改善,其平均尺寸略有降低;当Sb加入量达到并超过1.2%后,Sb才能有效变质过共晶Mg-4.8%Si合金中Mg2Si初晶,且Mg2Si初晶呈细小的颗粒状弥散分布,其平均尺寸迅速减小;其变质机制应与残留在熔体中弥散分布的Mg3Sb2粒子作为Mg2Si初晶的形核核心有关。     

利用高频磁场制备自生梯度复合材料的熔体温度选择

研究了通过在熔体凝固过程中的不同温度范围施加高频磁场制备自生梯度复合材料的工艺.对于Al/Mg2Si/Si自生梯度复合材料,近似计算及实验结果表明:Al Mg2Si二元共晶区(555～595C)是施加高频磁场的最佳温度范围,此时处于低粘性熔体中的增强颗粒容易被外加电磁阿基米德力分离.高频磁场施加温度过高或过低,均不易使增强颗粒产生梯度分布效果.     

燃烧合成Al/Mg_2Si复合材料的热力学分析

通过计算Al-Mg-Si体系的自由焓及绝热温度,对Al-Mg-Si体系反应中可能发生的反应进行了预测。结果表明,Al-Mg-S体系在自蔓延反应条件下,只有Mg-Si之间能发生反应,当反应体系中有O2存在时,有MgO生成,Al不能参与反应。通过实验成功地制备了Al/Mg2Si复合材料,并验证了热力学分析结果。