Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的组织和力学性能

采用组织分析和拉伸试验,研究了Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb(%,质量分数)合金的显微组织和力学性能。结果表明,铸态Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的显微组织由α-Mg基体和Mg24Y5、Mg41Sm5、Mg2Ca、Mg3Sb2相组成。时效态Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金具有良好的室温及高温力学性能,在室温下的抗拉强度为266 MPa,200℃时为244 MPa,300℃时仍高达208 MPa,其抗拉强度稳定性优于发展最为成功的商用耐热镁合金WE43。     

Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的强化作用评估

通过组织分析、拉伸试验和理论计算,研究了强化作用对时效态Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金屈服强度的贡献量。结果表明,该合金在细晶强化的基础上,以损失部分固溶强化为代价,产生了显著的析出强化,大幅提高了屈服强度。固溶强化对合金屈服强度的贡献量略低于细晶强化,析出强化的贡献量超过总屈服强度的50%。     

Sn对铸态Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机,研究了不同Sn含量对Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织、力学性能以及拉伸断口形貌的影响。结果表明,铸态Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金主要由基体α-Mg、Mg₅Gd和Mg₂₄Y₅相组成,Sn的添加能够细化合金组织,在合金中生成新相Sn₃Y₅,促进合金中第二相的析出。Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-0.5Sn合金中第二相呈现出分布均匀的颗粒状,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-1.0Sn合金中部分区域出现了长条状第二相,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-1.5Sn合金中部分区域出现了方块状第二相。在本文研究范围内,随着Sn含量的增加,合金的抗拉强度、伸长率以及布氏硬度都呈现出先上升后下降的趋势。Sn含量为0.5%时,铸态合金综合性能最好,此时合金的抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别为177 MPa、6.87%和57.47 HBW,与无Sn合金相比分别提高了5.36%、12.25%和11.96%。     

Ca含量对Mg-8Sn合金组织与力学性能的影响

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段观察分析了铸态Mg-8Sn-xCa合金组织,并且通过显微硬度及压缩强度等性能,研究Ca含量对Mg-8Sn合金力学性能的影响。研究发现,Ca的添加使得Mg-8Sn合金组织中形成明显的棒状及针状CaMgSn相,随着Ca含量的增加,CaMgSn相尺寸明显变大,并且其有效细化了基体的晶粒尺寸。Ca含量的添加使得合金强度明显提高,但使合金塑性降低;Mg-8Sn-1Ca合金在强度明显提高的同时,保持了较好的塑性;当Ca含量大于1%时,合金强化效果减弱,材料塑性下降明显。     

Mg-5Gd-3Y-0.8Zr合金的微观组织及耐NaCl溶液腐蚀性能研究

系统研究了Mg-5Gd-3Y-0.8Zr合金的微观组织和耐蚀性能,通过静态失重法测定了其在NaCl溶液中的腐蚀速率。结果表明:铸态合金主要由基体α-Mg和方块状β相(Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5)组成,时效处理后分布在晶界处的共晶β相数量明显增加;在NaCl溶液中腐蚀12 h以后镁合金的腐蚀速率明显增加,在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中腐蚀24 h后,镁合金已被严重腐蚀,表面布满腐蚀坑和未脱落的白色腐蚀产物;镁合金易产生沿晶腐蚀,方块状共晶β相颗粒可有效阻止表面腐蚀沿晶界向镁合金内部扩展,从而提高镁合金的耐蚀性。     

Sb对AZ31合金组织和力学性能的影响

通过性能测试和SEM、TEM形貌观察,研究了Sb对AZ31合金组织和力学性能的影响.结果表明:AZ31合金中加入Sb,能有效地改善合金的组织形貌,使析出相体积分数达到约20%,可显著提高合金的室温和高温强度.合金的组织结构是由富Al的α-Mg基体和高体积分数且弥散分布的细小析出相所组成,其中含Sb合金中析出的高熔点、弥散分布的Mg3Sb2 相具有颗粒细小、热稳定性好等特点,可有效阻碍位错的运动,是改善AZ31合金高温力学性能的主要原因.     

热处理Mg-9Y-1Cu合金的组织结构及力学性能

采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、XRD等方法研究了热处理Mg-9Y-1Cu合金热处理后的组织结构,利用万能材料试验机测试样品的力学性能,用SEM研究了材料的断裂机理。结果表明,T6处理样品晶粒内部析出层片状14H结构LPSO相。经过挤压,T1合金晶粒明显减小,晶界增多,在晶间及晶粒内部弥散分布着细小第二相。挤压后人工时效样品(T5合金)晶粒长大,且析出的第二相数量有所增多。T6合金屈服强度和抗拉强度分别达到97 MPa和193 MPa。T1合金细化的晶粒和弥散分布第二相使得合金的综合力学性能显著提高,达到商用AZ系列镁合金的强度。T5合金伸长率有所下降,而强度变化不明显。     

Mg-5Sm-2Gd合金的热压缩行为

用铸造工艺制备Mg-5Sm-2Gd镁合金,使用Gleeble-1500热模拟试验机,在温度为300℃～450℃,应变速率为0.01 s^-1～1 s^-1的条件下,对铸态Mg-5Sm-2Gd合金进行热压缩实验,分析合金的流变应力与组织变化。结果表明,降低温度或增大应变速率,合金的热压缩流变应力增大。合金在热压缩过程中发生了动态再结晶。合金在300℃时激活能过大,不适合进行热压缩。在350℃～450℃范围内构建了合金的热压缩流变应力本构方程,其中热压缩激活能为232.017 kJ/mol。流变应力预测值与实际值误差绝对值在5.17%以内。     

Ca和Nd复合合金化Mg-6Al合金显微组织和力学性能的研究

以Mg-6Al-XCa-XNd合金为研究对象,采用金相组织观察、SEM、室温和高温拉伸实验以及断口组织观察等分析测试手段,研究了Ca和Nd元素含量对Mg-6Al-XCa-XNd合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着Ca和Nd元素含量增加,Mg-6Al-XCa-XNd合金晶粒尺寸减小,Mg-6Al-3Ca-3Nd和Mg-6Al-4Ca-4Nd合金的铸态组织呈蔷薇状;Mg-6Al-XCa-XNd合金的室温拉伸强度和延伸率降低,Mg-6Al-XCa-XNd合金的175℃高温拉伸强度先增加后降低,延伸率降低。Mg-6Al-3Ca-3Nd合金的175℃高温拉伸强度值可达到141.42 MPa。室温拉伸断口表面与高温拉伸断口表面相比存在较多的微观裂纹。     

固溶温度对Mg-6Sn-3Al-Zn合金的组织和力学性能的影响

Mg-6Sn-3Al-Zn合金分别在300℃、350℃、400℃、450℃下固溶8h,利用金相显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD)等检测手段进行微观组织分析,利用万能测试机测定力学性能。结果表明,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金主要由α-Mg基体、Mg_2Sn相组成,当固溶温度从300℃增加到400℃时,铸态Mg-6Sn-3Al-Zn合金组织中的Mg_2Sn相逐渐变得粗大,抗拉强度,屈服强度增强,由于析出相Mg_2Sn是硬淬相,因此在300℃到400℃之间,延伸率上升并不明显,450℃固溶8h,固溶效果好,Mg_2Sn相基本固溶到α-Mg基体当中,Mg2Sn相变得细小并呈弥散分布,导致延伸率快速升高,而力学性能由抗拉强度和屈服强度决定,弥散分布恰好能弥补这一缺陷。     

Ca对AE41合金的显微组织和力学性能的影响

研究了Ca的低合金化对稀土镁合金AE41显微组织和力学性能的影响。研究结果表明，Ca能显著地细化合金的铸态组织，并在合金的显微组织形成热稳定性很高、分布均匀的弥散强化相颗粒Mg2Ca。少量的Ca加入AE41能有效地改善合金的力学性能，尤其是提高在150℃－225℃温度范围内的强度和蠕变抗力。在175℃，70MPa条件下，加入了0．1％Ca后，合金的蠕变速率比基体合金降低了一个数量级。从综合性能的角度考虑，在AE41中Ca的加入量以0．1％为宜。     

Al对铸态Mg-9Gd合金组织和力学性能的影响

研究了铸态Mg-9Gd-xAl合金组织及力学性能变化规律.研究表明,当Mg-9Gd合金中添加的Al含量小于1.0％时,晶粒尺寸随Al含量增加急剧减小,而当Al含量大于1.0％时,其细化晶粒效果不明显.添加Al元素后会改变合金中第二相的分布以及形态,随着Al含量的增大,短棒状的Mg5Gd相逐渐减少并最终消失;而Mg-Gd...     

Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、金相组织分析和拉伸性能测试等方法,研究了Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响。结果表明,Mg-5Gd-3Y铸态合金的组织由α-Mg基体和共晶相Mg5Gd和Mg24Y5组成。加入Al元素后,有新相Al2Gd、Al2Y析出,对合金的晶粒起到细化作用,有效提高了Mg-5Gd-3Y铸态合金的力学性能。     

热处理对Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜以及万能拉力试验机等,研究了Mg-7Gd-2.5Nd-0.5Zr(%,质量分数,下同)合金在固溶+人工时效情况下,显微组织和力学性能的变化。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和粗大共晶相(α-Mg+Mg_5Gd+Mg_(12)Nd)组成,热处理后,合金组织中的颗粒方块相显著增多且长大,沿着晶界分布;合金组织析出的纳米尺寸颗粒方块相可有效强化合金性能。时效态合金的β'相形态类似纺锤形,彼此相互连接,夹角为120°,且有周期性。不同状态合金的室温抗拉强度分别为:铸态177.9 MPa、固溶态191.4 MPa和时效态247.1 MPa。     

Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金的蠕变行为

研究Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金在不同温度(200~300℃)和应力(30~110MPa)条件下的蠕变行为,利用金相显微镜、透射电镜等分析蠕变过程中合金组织的演变。结果表明:温度较低时(200~250℃),蠕变曲线分为瞬时和稳态蠕变两部分,利用Arrhenius公式计算出合金的平均应力指数n=2,由此判断蠕变机制是晶界滑移机制,平均蠕变激活能Q=85.6kJ/mol;当温度为300℃时,合金经过短暂的瞬时蠕变和稳态蠕变阶段后,很快进入断裂阶段。n=4.2,蠕变机制为位错攀移机制,Q=145.5 kJ/mol。在温度较低时,稀土元素所形成的析出相β￠相阻碍位错的运动,从而提高合金的抗蠕变能力;随蠕变温度升高,析出相转变为β相,在晶界处聚集长大,使晶界处易产生应力集中,促使孔洞的形成,导致合金发生蠕变断裂。     

多元微合金化对Mg-14Li-Al合金组织及力学性能的影响

采用球磨法制备Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr合金颗粒,将其作为多元微合金化材料,通过搅拌铸造法制备Mg-14Li-Al-xRE (Y, Nd, Gd, Zr)合金。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)及电子万能试验机等,研究了RE (Y, Nd, Gd, Zr)添加量对Mg-14Li-Al合金的显微组织、力学性能及时效行为的影响。结果表明,与基体合金Mg-14Li-Al相比,多元微合金化后在合金中形成了大量针状、块状的Al_2Y相和少量棒状的Al_3Nd相,很少出现富Gd的第二相, AlLi软化相减少;随着RE含量的增加,晶界处的Al-RE相数量密度逐渐增加,晶粒得到显著细化,添加1.6%RE(质量分数)时铸态合金平均晶粒尺寸达到最小,细化率约76.6%,挤压变形后合金的晶粒得到进一步细化,达到10μm左右;随着RE含量的增加,力学性能明显提升,添加0.8%RE时,铸态合金的抗拉强度相对于Mg-14Li-Al基体提高了57%,继续增加RE含量,强度基本保持稳定,挤压变形后合金的强度和塑形得到进一步提高;室温条件下,多元微合金化后形成的Al-RE相对Mg-14Li-Al基体时效行为产生了明显的影响,合金在各个时期的硬度均显著上升,过时效软化程度有所降低。     

时效对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr挤压合金组织与性能的影响

文章研究了对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金在时效过程中的微观组织.在225℃时效初期硬度缓慢上升,之后硬度急剧上升,24 h出现了明显的时效硬化峰,然后硬度开始下降.微观结构的分析结果表明,在初期(2 h)产生了大量弥散分布的具有DO19结构的β",而在峰值时(24 h)出现具有bco的β',在持续时效(384 h)时出现亚稳相β1,而在后来的长时间时效(1 000 h)时出现β1在原位转变的平衡相β.     

粉末冶金Mg-6Al-xZr合金的组织与力学性能

采用机械合金化和粉末冶金技术制备了Mg-6Al-xZr(x=0、3、6、9)(质量分数)合金,研究了Zr含量对合金微观组织以及力学性能的影响。结果表明:550℃烧结态合金的组织由Mg基体、Zr以及Mg17Al12相组成,同时存在大量微孔;随着Zr含量的升高,Mg基体晶粒尺寸以及孔隙均变小,合金显微组织细化;合金的硬度和抗弯强度随Zr含量的增加而提高;650℃复烧后Al元素向Zr颗粒内部扩散并生成中间相Al3Zr,合金的力学性能进一步提高。     

微量Nd和Sc对A1-6．5Mg-0．5Mn合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6．5Mg-0．5Mn合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：分别单独添加Nd,Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成。