Ca含量对Mg-Ca合金组织与力学性能的影响

利用铁模铸造法制备了不同钙含量的镁钙合金,采用光学显微镜、X-射线衍射仪、扫面电镜和万能材料试验机研究了Ca含量对Mg-Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,不同Ca含量的Mg-Ca合金微观组织主要是由α-Mg基体和晶界离异共晶体(α-Mg+Mg2Ca)组成,且随钙含量增加,Mg2Ca含量不断增加。Mg-Ca合金的显微组织随Ca含量的增加得到细化。合金的抗压强度和屈服强度随Ca含量的增加而增大,Mg-12.17wt%Ca合金的压缩强度和屈服强度最高,分别为308.21、303.49MPa。但该合金的伸长率随Ca含量的增加而减小。     

Ca和Ce对阻燃镁合金组织和性能的影响

镁合金在熔炼过程中容易产生氧化燃烧,因此必须采取有效的措施对其加以保护,合金化是一种理想的阻燃方法.研究了添加不同Ce含量对Mg-Ca合金的阻燃性能、耐腐蚀性能以及力学性能的相关影响.结果表明:随着Ce含量的增加,使Mg-Ca合金的燃点大幅度提高;当Ce含量提高到1.2％时,镁合金的燃点达到780℃;Ce元素的添加使镁合金的晶粒细化,产生固溶强化和析出强化现象,镁合金的力学性能有明显提高.Ce元素与Mg形成金属间化合物Mg17Ce2,一方面致密的Mg17Ce2抑制腐蚀的进行,另一方面Mg17Ce2与基体Mg形成局部点偶腐蚀;当Ce含量为1.2％时,耐腐蚀性最好.     

高Ca含量Mg-Ca合金在模拟体液中的腐蚀降解行为（英文）

研究高Ca含量Mg-Ca合金作为骨修复材料在模拟体液中的腐蚀降解行为。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对Mg-30%Ca(质量分数)合金的显微组织及相成分进行表征。将Mg-30%Ca合金在模拟体液中浸泡90 d后,观察和测试最终产物的微观形貌、成分以及细胞毒性。结果表明:Mg-30%Ca合金的主要相成分为α-Mg和Mg2Ca相,在浸泡过程中,Mg2Ca相作为阳极,而α-Mg相作为阴极;Mg-30%Ca合金在模拟体液中浸泡的最终腐蚀产物由少量的的黑色沉淀颗粒和白色悬浮颗粒组成,白色悬浮颗粒为Mg(OH)2,而黑色沉淀颗粒具有核壳结构;细胞毒性实验证明黑色沉淀颗粒无细胞毒性。     

Sr、Ca复合添加对AZ31镁合金中合金相的影响

采用XRD、SEM和DSC等手段对Sr、Ca复合添加后的AZ31镁合金中合金相的类别进行了鉴别。结果表明,Ca与Mg元素在基体中形成了Mg2Ca合金相,并不是形成生成焓更低的Al2Ca。随着Ca含量的增加,基体中Mg2Ca合金相的含量增加,当Ca含量增加至0.6%(质量分数)时,基体中出现了带状析出相,并且在Mg2Ca合金相中发现了Sr元素的存在。利用合金相形核理论论证了基体中出现Mg2Ca而不是Al2Ca的原因,计算结果表明虽然Al2Ca的生成焓比较低,但是形核时产生的化学自由能变较大。且Al2Ca合金相的弹性模量与镁基体差异太大,其形核所产生的弹性应变能比Mg2Ca大,所以阻碍了Al2Ca在AZ31基体中形成。     

挤压态X20镁合金固溶处理过程中Al_2Ca的形成机理(英文)

对Ca含量为2wt%的挤压态X20镁合金在410 ℃固溶处理20 h,采用光学显微镜 (OM)、扫描电镜 (SEM) 结合能谱分析 (EDS)以及透射电镜 (TEM) 对固溶处理前后的组织进行了表征,利用XRD衍射仪考察了固溶处理前后合金的相组成。结果表明,经固溶处理后,合金初始组织中β-Mg17Al12相的数量明显减少,同时析出新相Al2Ca。Al2Ca的形成可归结于残余β-Mg17Al12中高的Ca原子所造成的Mg原子被Ca原子取代,同时Al2Ca相自身高的结构稳定性也是其在Mg-Ca和Al-Ca系竞争析出中胜出的原因。     

Formation of Al2Ca Phase in as-Extruded X20 Magnesium Alloy by Solution Treatment

对Ca含量为2wt%的挤压态X20镁合金在410 ℃固溶处理20 h,采用光学显微镜 (OM)、扫描电镜 (SEM) 结合能谱分析 (EDS)以及透射电镜 (TEM) 对固溶处理前后的组织进行了表征,利用XRD衍射仪考察了固溶处理前后合金的相组成。结果表明,经固溶处理后,合金初始组织中β-Mg17Al12相的数量明显减少,同时析出新相Al2Ca。Al2Ca的形成可归结于残余β-Mg17Al12中高的Ca原子所造成的Mg原子被Ca原子取代,同时Al2Ca相自身高的结构稳定性也是其在Mg-Ca和Al-Ca系竞争析出中胜出的原因。     

微量Cu对AISiMg合金铸态时效析出行为的影响

采用DSC分析和硬度测定,研究了金属型铸造条件下微量Cu对AlSi11Mg0.3合金铸态时效析出行为的影响。实验结果表明:微量Cu对合金的铸态硬度值影响不大,但能明显提高AlSi11Mg0.3合金的铸态时效硬化潜力。DSC分析结果表明:Cu/Mg含量比小于1时,沉淀相析出孕育速度加快,Cu/Mg含量比大于1时,沉淀相析出孕育速度减慢;Cu含量对沉淀相达到最大析出速度所需时效时间影响不大;随着Cu含量的增加,反映沉淀相析出热效应的放热峰峰高增大。Cu含量对沉淀相析出行为的影响与沉淀相的组成有关,并对此进行了讨论。     

Al-xMg-3.1Zn铝合金的应力腐蚀开裂行为及其机制

通过慢应变速率拉伸实验和动态电解充氢实验分别研究了Al-x Mg-3.1Zn铝合金的应力腐蚀开裂行为及其氢脆行为。结合宏观断口和微观断口形貌分析研究了合金发生应力腐蚀开裂的进程。通过对合金应力腐蚀开裂的机制进行分析阐明了合金中Mg元素含量对合金应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:在该合金体系中存在应力腐蚀开裂,且合金的应力腐蚀敏感性随合金中Mg含量的降低而降低,这与合金的阳极溶解行为与氢脆行为随Mg元素含量降低而减弱有着直接的关系。在这当中,合金中晶界析出相的数量随Mg元素含量降低而减少起到了至关重要的作用。     

Mg-Zn-Ca三元镁合金生物材料的腐蚀行为

以Zn与Ca为合金组元,采用熔融浇注法制备3种Ca含量分别为1%、2%和3%的Mg-Zn-Ca三元镁合金生物可降解材料,并对3种镁合金在Hank模拟体液中的质量损失腐蚀及电化学腐蚀行为进行研究。对不同腐蚀时间的合金表面形貌以及合金组织和相成分进行分析。结果表明:镁合金的腐蚀是从镁基相的点蚀开始的,含Ca量为1%的镁合金表现出良好的抗腐蚀性能;合金中Mg2Ca相的分布显著影响合金的耐腐蚀性能,合金体中Mg2Ca相的含量随着合金中Ca含量的增加而增加,导致合金的抗腐蚀性能变差。     

挤压铸造Mg-4Al-0.5RE-0.8Ca合金腐蚀行为研究

设计了一种新的低稀土含量的Mg-4Al-0.5RE(0.25Y+0.25Ce)-0.8Ca合金,研究了挤压铸造AE42与Mg-4Al-0.5RE-0.8Ca合金的显微组织及在不同腐蚀环境下的腐蚀行为。结果表明,显微组织最大的不同为AE42中树枝状的Al-RE相变为新合金中针状的Al-RE相,且新合金中形成了Al2Ca相。腐蚀试验显示,温度的升高及NaCl浓度的提高均能加快合金的腐蚀速率。高温下合金的表面膜发生破坏,未出现钝化现象,而在高浓度的NaCl溶液中表现出钝化现象。新合金具有较好的耐蚀性,主要原因是析出相与α-Mg基体较低的电位差及均匀致密的腐蚀膜。     

微量Cu对AlSiMg合金铸态时效析出行为的影响

采用DSC分析和硬度测定，研究了金属型铸造条件下微量Cu对A1Si11Mg0．3合金铸态时效析出行为的影响。实验结果表明：微量Cu对合金的铸态硬度值影响不大，但能明显提高A1Si11Mg0.3合金的铸态时效硬化潜力。DSC分析结果表明：Cu／Mg含量比小于1时，沉淀相析出孕育速度加快，Cu／Mg含量比大于1时，沉淀相析出孕育速度减慢；Cu含量对沉淀相达到最大析出速度所需时效时间影响不大；随着Cu含量的增加，反映沉淀相析出热效应的放热峰峰高增大。Cu含量对沉淀相析出行为的影响与沉淀相的组成有关，并对此进行了讨论。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa (x=0.5, 1.0 and 1.5 wt%)合金经过200 oC等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg41Sm5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在 T5（峰值时效）态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒尺寸,其大小约为 5.1 μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5 wt%时,晶界处含Ca的块状Mg41Sm5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的硬度值（82 HV）以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa, 189 MPa 和 24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg41Sm5相的析出强化。     

发动机缸盖用铸造铝合金的成分与性能研究

在ZL107合金的基础上,添加Mg元素,并通过调整Cu、Mg的含量来优化合金成分。试验结果表明:Al-Si-Cu-Mg合金具有良好的铸造性能,能满足缸盖成型的需求;相比ZL107合金,添加Mg的合金中弥散析出强化相的种类和数量都明显增加,从而能提高合金的强度;Cu含量为3.5%,Mg含量为0.3%~0.4%时,合金的室温和高温强度达到最大值。     

Mg和Er对Cu-Fe-P合金组织性能的影响

对框架材料类Cu-Fe-P合金进行了成份优化和微合金化,分析了Mg和Er、形变时效对Cu-Fe-P合金组织性能的影响.结果表明减小合金中的P含量,并添加一定量镁,可以细化合金铸态组织,铸态下合金晶界上分布有长条状析出相.对合金进行固熔处理后,晶界上的条状相基本消失,固溶到基体中,固溶后的组织为过饱和固溶体和少量的残留相组成.形变时效后Mg3P2相从固溶体中析出,并形成弥散质点;合金中析出相与镁含量成正比,这种析出相对合金的性能有影响.     

Mg-6Al-(Sr,Ca)合金的显微组织和蠕变性能

系统研究了Mg-6Al—2Sr和Mg-6Al-（1—2）Sr-1Ca合金在水冷模铸造和压铸态下的显微组织、力学及蠕变性能．Mg—6Al-2Sr合金的铸态组织由α-Mg和沿枝晶界分布呈片状的α—Mg＋Al4Sr共晶相组成．在Mg-6Al-2Sr基础上加入少量的Ca,合金中的Al4Sr被Mg2Ca取代,且出现了Mg-Al—Sr三元中间相,合金的抗蠕变性能显著提高．对蠕变后试样进行的扫描电镜观察表明。Mg-6Al合金中添加Sr和Ca后形成的中间相均具有很高的热稳定性．Mg-6Al—2Sr合金蠕变后的试样中出现了β-Mg1τTAl12相的非连续析出;而采用Sr和Ca复合合金化的试样显微组织在蠕变后无明显变化,也未析出卢相,因而显著地提高了合金的抗蠕变性能．与水冷模铸造试样相比,压铸试样具有更细的显微组织和更高的室温与高温力学性能。但抗蠕变性能略低．     

Zr对医用Zn-Mg合金凝固组织和生物降解行为的影响

向生物医用Zn-0.8Mg合金中添加Zr,研究了Zr含量对合金凝固组织和生物降解行为的影响。结果表明,在Zn-0.8Mg合金中添加Zr,合金中除了生成初生η-Zn相和Mg_2Zn_(11)相外,还析出了Zn_(22)Zr相。随着Zr含量增加,合金中的初生η-Zn相明显粗化,其平均晶粒尺寸由102μm逐渐增大到326μm。同时,Zn_(22)Zr相的体积分数也随之逐渐增加,且合金在Hank’s溶液中的质量损失腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增大,表明合金的降解速率逐渐提高。     

析出相对含Ca镁合金腐蚀行为的影响

利用XRD、SEM、TEM和EDS等方法表征了Mg-Al-Zn-xCa(x=0、1.25%、1.74%、2.53%)合金腐蚀前后的组织结构,并采用失重法、电化学法、扫描探针显微镜(SPM)研究了合金腐蚀行为。结果表明：合金主要由α-Mg、β-Mg₁₇Al₁₂、Al₂Ca和(Mg,Al)₂Ca 组成。随着Ca含量的增加,合金组织中枝晶臂减小,主要沿晶界分布的Mg₁₇Al₁₂尺寸、数量逐渐减小, Al₂Ca由骨骼状连接成网状,(Mg,Al)₂Ca增多长大。腐蚀测试结果显示：添加Ca后的合金中α+β共晶减少,导致腐蚀通道变窄且比例减小。Ca元素能够使阳极自腐蚀电位升高,形成的Al₂Ca阴极相抑制了析氢过程。合金中主要析出相Al₂Ca 与α-Mg的电势差小于β-Mg₁₇Al₁₂与α-Mg的电势差。     

正挤压态Mg-1Zn-1Ca合金的显微组织及其在SBF溶液中的腐蚀行为

通过合金化、均匀化热处理和正挤压制备Mg-1Zn-1Ca(质量分数,%)合金,采用电化学方法、浸泡腐蚀法研究合金在人体模拟体液(SBF)中的腐蚀行为.采用OM和SEM观察合金组织和腐蚀产物层形貌,用SEM附带的EDS分析合金相成分和腐蚀产物成分,采用Fourier变换红外吸收光谱对腐蚀产物官能团进行结构分析,结合XRD结果确定腐蚀产物的相组成.结果表明,Mg-1Zn-1Ca合金由a-Mg,Mg2Ca和Ca2Mg6Zn3组成.在SBF溶液中浸泡72 h后,Mg-1Zn-1Ca合金的腐蚀产物为HA(Ca10(OH)2(PO4)6),Ca CO3,Mg Cl2和Mg(OH)2.在浸泡腐蚀过程中,高活性的Mg2Ca相作为阳极率先发生腐蚀,从而对周围a-Mg基体起到一定保护作用,而Ca2Mg6Zn3相活性最低,加剧了a-Mg基体的腐蚀.正挤压态合金耐蚀性能优于铸态合金的耐蚀性能.     

Mg-16Al-12Zn-4Si-xCa-ySb合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备了Mg-16Al-12Zn-4Si-x Ca-y Sb合金,研究了Ca和Sb添加对合金组织及力学性能的影响。结果表明,未添加Ca、Sb时,合金主要由α-Mg基体、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si及Mg Zn_2四相组成;添加微量Ca、Sb后,出现了Mg_3Sb_2和CaSi_2新相,初生Mg_2Si相由粗大的骨骼状转变为多边形块状;随Ca含量的增加,合金的抗拉强度先提高后降低。合金断裂形式为准解理脆性断裂。     

微合金化对AZ31组织和力学性能的影响

研究了Ca和Zr元素对AZ31镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并探讨其化学成分与组织结构和力学性能之间的变化.结果表明,在AZ31镁合金中加入Ca后,合金的组织明显细化,晶间析出相增多,β Mg17Al12相数量减少,当Ca含量为0.37%时,在晶界上出现了新相Al2Ca相,Al2Ca相对合金有强化作用,合金的抗拉强度为190.4 MPa.当Ca含量达到1.54%时,晶粒尺寸最小为63.4 μm;采用电磁悬浮铸造技术,在AZ31镁合金中加入Zr,可以细化合金的显微组织,提高其力学性能,当Zr含量达到0.07%时,合金的抗拉强度为210.8 MPa,与铸态AZ31镁合金相比提高了19.56%,伸长率为12.9%,提高了20.56%.