烧结工艺对Mg/HA复合材料力学性能及组织的影响

通过粉末冶金法制备了80％Mg+20％HA配比的复合材料,对该复合粉末进行压片烧结处理.研究了烧结工艺对该复合材料力学性能及组织的影响.结果表明:高温短时间烧结在提高材料强度方面要比低温长时间烧结效果好,在500℃下烧结1h,制备出Mg/HA复合材料,其抗压强度最高为201.1 MPa,硬度为70.2 HV,力学性能基本可满足人体承重骨的要求.     

Ca、Sc对原位Mg_2Si/Mg-Al复合材料组织的影响

在原位合成制备Mg2Si/Mg-A1复合材料过程中,加入Ca、Sc作为变质剂,并采用光学显微镜研究了单独变质与复合变质对材料组织的影响。结果表明:Ca、Sc都是有效的变质剂,尤其是复合变质,能使初生Mg2Si尺寸由40～130μm减小至6～7μm,其形态由不规则变为规则的多边形;共晶Mg2Si亦趋向于弥散分布,变质效果显著。     

Al/Zn比对镁合金组织、力学性能及耐蚀性的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、XRD、能谱仪、电子万能试验机及电化学工作站等研究了Al/Zn比对镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明:当Al/Zn比在1～15的范围内时,合金的相组织主要为α相和β相.在Al/Zn比等于10时,合金的抗拉强度和屈服强度分别达到最大值171.2 MPa和107.5 MPa;由极化曲线和交流阻抗曲线的测量知此时合金的耐蚀性能最好,盐水腐蚀试验测得的腐蚀速率也下降到最小值0.3 mg/(cm2·d).而伸长率则在Al/Zn比等于1时达到最大值2.02%.实验结果还表明:当Al/Zn比小于1时,合金的相组织主要为α相和τ相(Mg32(Al、Zn)49).     

Nd对原位自生Mg2Si/Al复合材料的变质作用

采用稀土元素Nd对原位自生Mg2Si/Al复合材料进行变质处理;利用X射线衍射仪和金相显微镜等方法分析了变质前后合金的微观组织;并对Nd的变质机理进行了分析.结果表明:在原位自生Mg2Si/Al复合材料中添加适量的Nd对初生和共晶Mg2Si能够同时起到良好的变质作用.当Nd含量达到0.5％时,初生Mg2Si的形貌由粗大的树枝状或多角形块状转变为细小的块状,平均尺寸由47.5 μm减小到13.0 μm;共晶Mg2Si也由粗大的片状转变为细小的片状、纤维状或点状.其变质机理可能与Nd元素富集于Mg2Si相固-液界面降低Mg2Si相与Al液间界面张力及由富集所引起的成分过冷有关.     

Sc对AlMg5Si2Mn合金组织与力学性能的影响

研究了Sc含量对铸态AlMg5Si2Mn合金的显微组织,力学性能和断裂特征的影响。结果表明,添加适量的Sc对AlMg5Si2Mn合金中的初生α-Al和共晶Mg_2Si具有显著的变质效果。随着Sc含量从0增加到0.25%,初生α-Al形貌由较大的块状转变为细小的球状,共晶Mg_2Si的形貌由汉字状转变为纤维状或点状。Sc在合金中形成Al_3Sc相,作为异质形核基底促进初生α-Al形核,并晶粒细化。Sc原子富集在共晶Mg_2Si相的生长前沿形成成分过冷,Mg_2Si相的生长被抑制。Sc的添加可以提高合金的抗拉强度和伸长率,与未变质合金相比,添加0.15%～0.25%Sc的合金拉伸性能最佳,抗拉强度和伸长率分别提高了20.9%和60.4%。     

等通道转角挤压Mg2Si增强镁锌基复合材料的显微组织和力学性能研究

研究了573K温度下等通道转角挤压前后Mg2Si增强镁锌基复合材料的显微组织和力学性能.结果表明,经过等通道转角挤压后,基体得到显著细化,Mg2Si增强相也南粗大的汉字状和长条状破碎成细小的颗粒状,并趋于弥散分布,同时力学性能得到显著提高.经4道次挤压后,材料的硬度由挤压前47.5 HV提高到50.3 HV,抗拉强度由128.9MPa提高到197.8MPa,屈服强度由32.7MPa提高到105.9MPa,伸长率由10.07%提高到23.41%.经8道次挤压后,基体晶粒发生一定程度的长大,材料的力学性能较4道次没有明显改善.经等通道转角挤压后,材料的断裂形式南脆性断裂转变为韧性断裂.     

Effect of Sc and Nd on the Microstructure and Mechanical Properties of Al-Mg-Mn Alloy

The effects of micro-alloying with small amounts of Sc and Nd elements on the microstructure and mechanical properties of Al-Mg-Mn alloy were systematically investigated. The results show that the grains of Al-Mg-Mn alloy can be refined by the addition of minor Sc and Nd. Adding 0.2 wt.% Sc or 0.2 wt.% Nd element to Al-Mg-Mn alloy can improve the strength and recrystallization temperature. Especially, after a combined addition of 0.1 wt.% Sc and 0.1 wt.% Nd, owing to the Al₁₆Mg₇Nd phase formed in the alloy, which pinned at the grain boundary can hinder the migration of the grain boundary during annealing process, the recrystallization temperature of the Al-Mg-Mn alloy is increased by 100 °C, and the increments of tensile strength and yield strength are 65 and 55 MPa, respectively.     

镁元素对锌基合金显微组织与性能的影响

研究了不同镁含量对锌基合金的组织以及力学性能的影响.结果表明:试验锌基合金加入镁,镁与硅反应产生Mg2Si,,随着合金中镁含量的增多,不规则块状Mg2Si相数量增多,合金的硬度提高,冲击韧度下降.     

球磨时间对Mg/HA复合材料组织与力学性能的影响

采用干磨方式对70％Mg+ 30％HA配比的复合材料进行高能球磨,随后在300 MPa下冷压成φ15 mm×4mm片状试样,用于显微组织观察与力学性能测试.然后在500℃下常压烧结1h.实验测定了复合材料烧结体的抗压强度和硬度,通过扫描电镜和光学显微镜分别观察了压缩试样的断口形貌和烧结体的表面形貌.结果表明:随球磨时间的延长,粉末得到充分混合及细化,HA相均匀分布在Mg基体中,烧结体的抗压强度和硬度均增大.     

Al含量对ONTs/镁基复合材料显微组织和力学性能的影响

研究了Al含量时CNTs/镁基复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:Al是CNTs/镁基复合材料中强化相β相的组成元素,Al含量的增加使CNTs/镁基复合材料中β相也增加,提高了复合材料的强度但降低了其塑性.当Al含量为8%时,复合材料晶粒细小,并具有最佳的强度、硬度和塑性组合;随着Al含量的进一步增加,β-Mg17Al12相析出增加,在复合材料中出现粗大的、沿晶界连续分布的金属间化合物Mg17Al12相,导致抗拉强度和伸长率下降.     

Sc含量对Al-Si铸造合金组织与力学性能的影响

制备了不同Sc含量的Al-Si系A356铸造铝合金,通过金相显微分析、SEM和拉伸性能测试,研究了Sc含量对Al-Si系铸造合金组织与性能的影响。结果表明,随着Sc的适量增加,合金中α-Al基体得到细化效果增强,大部分共晶硅形态由针片状向颗粒状转变,合金的抗拉强度、塑性、硬度值同步提升。当稀土Sc添加量为0.2%时,对合金组织细化效果最佳,合金抗拉强度、伸长率和硬度等力学性能分别提高了24.7%、47.6%和8.7%。当Sc含量超过0.3%后,作用的效果减弱。     

Mg含量对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与力学性能的影响

通过室温拉伸、疲劳裂纹扩展速率测试及透射电镜等实验手段,研究Mg含量对Al-Cu-Mg-Ag合金时效析出过程与力学性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加,合金的时效响应速率加快,而强度则先上升后下降,当Cu/Mg比为6时,合金强度最高;Mg含量的提高为主要析出相?相提供了更多的形核位置,使得合金基体中的析出相细小弥散,分布均匀;Cu/Mg比接近4的合金经165℃时效30min处理后,晶内析出大量的Cu-Mg原子团簇,疲劳性能最佳。     

Mg对Al-Cu-Mn-Ag合金的组织与力学性能的影响

通过铸锭冶金及形变热处理,制备了不同Mg含量的Al-Cu-Mn-Ag合金。采用拉伸测试、差热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）研究了Mg含量对合金显微组织与力学性能的影响。结果显示,添加微量Mg,改变了基体合金的时效硬化过程与析出相种类。185℃峰时效时,Al-4.45Cu-0.49Mn-0.58Ag-0.82Mg合金的主要强化相由片状Ω相和少量θ＇相组成。增加Mg的含量,能降低Ω相的尺寸,提高其拉伸性能。     

Effects of Solution Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of Al-16.9Si-4.5Cu-0.15Mg Alloy

In this paper, the microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu-Mg casting alloy under different solution conditions were investigated by optical metallographic and mechanical property test. The results show that the cast alloys were composed of α-Al, primary Si, eutectic Si, Al2Cu and Al7Cu2Fe phases. Three changes took place during solution treatment: Firstly, with the increase of solution temperature and the solution holding time extension, more and more Al2Cu phase was dissolved into the matrix; Secondly, with the increase of solution temperature and the solution holding time extension, morphology of eutectic Si, Al7Cu2Fe and other insoluble phases changed into more round; Thirdly, at the fixed solution temperature, if the solution time extended too long, it would cause grains, eutectic Si and other insoluble phases aggregated and coarsened. About mechanical properties, when the solution time was fixed, the hardness, tensile strength and the yield strength of the Al-Si-Cu-Mg alloy treated by T6 enhanced while the solution temperature increasing, and when the solution temperature was fixed, the ultimate tensile strength and the elongation of the Al-Si-Cu-Mg alloy treated by T6 increased at first and then decreased while the solution time increasing, but the hardness of the alloys affected less by the solution time.     

The Microstructure,Texture and Mechanical Properties of the Rolled Al/Mg/Al Clad Sheets

Two types of three-layered Al/Mg/Al clad sheets were fabricated by hot rolling. The first (sheet A) underwent a single pass with a small rolling reduction of 33% and the second (sheet B) underwent four passes with a large rolling reduction of 71%, and both were subsequently annealed at 200 °C for 1 h. Microstructural examination and tensile tests on the fabricated sheets revealed that 17.8-μm-thick intermetallic compound layers (IMCLs) appeared at AZ31/5052 interfaces in sheet B while none were observed in sheet A. The AZ31 layers in sheets A and B exhibited basal textures with intensities of 15.1 and 9.8, respectively, and only sheet A exhibited tensile twins (TTs) in the AZ31 layer. Recrystallization resulting in grains was preferred near the AZ31/5052 interface and the intersections between TTs. Owing to its larger rolling reduction, more extensive recrystallization was observed in the sheet B component layers than in sheet A. Sheet B exhibited better mechanical properties with a much higher ultimate tensile strength (UTS) than sheet A (230 versus 102 MPa) and a slightly larger elongation (19 versus 17%).This indicates that texture intensities and the extent of recrystallization of component layers have a significant effect upon the mechanical properties of clad sheets.     

微量Sc元素对AZ91镁合金组织性能的影响

本试验以AZ91镁合金为基,制备了含Sc的AZ91镁合金.研究了微量Sc对AZ91镁合金组织性能的影响.结果表明,Sc的加入,在AZ91中形成了Al3Sc新相;细化了AZ91合金的铸态组织,改变了第二相Mg17Al12的形貌;显著提高了材料的硬度、强度;抑制了材料的动态再结晶,且延缓了材料的时效硬化行为.     

强化固溶对Al-7.6Zn-2.1Mg-1.30Cu-0.15Zr-0.30Sc合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-7.6Zn-2.1Mg-1.30Cu-0.15Zr-0.30Sc合金,对合金进行了2种固溶工艺及3种不同的时效制度处理,测试了不同热处理状态下合金的力学性能和电导率,利用扫描电镜和透射电子显微镜研究了合金不同处理态的显微组织.结果表明采用470℃,60 min 485℃,60 min强化固溶处理,提高合金固溶态以及T6态的抗拉强度,降低合金固溶态的电导率.     

AlN-TiN-TiB_2复相陶瓷的显微结构和力学性能

以Al、TiN、B_4C、Si为原材料,采用自蔓延高温合成热等静压(SHS/HIP)技术制备了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷,测定其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度等力学性能,并确定了最佳原料比.利用XRD、SEM分析了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷的物相和显微组织,材料的断裂模式主要是沿晶断裂.并且研究了不同比例复相陶瓷在不同温度下的电阻率.     

退火工艺对Ni／Al复合涂层的组织和力学性能的影响

Ni/Al复合涂层经200℃以上温度退火后,可在Ni层和Al层的交界处形成Al3Ni和Al3Ni2两个稳定相以及Al9Ni2亚稳相。随着退火温度的升高,复合涂层中Ni和Al晶粒的长大使得涂层的强度和硬度降低。摩擦系数从退火前的0.36减小为退火后的0.27,涂层摩擦性能改善的主要原因是由于金属间化合物相的产生。     

Al2O3/Al陶瓷基复合材料的组织与性能

研究了反应自生复合的Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ陶瓷基复合材料的组织与性能间的关系,结果表明,该复合材料的弯曲强度和断裂韧度受到组织中的铝合金含量和孔隙率的影响。当金属质量分数为２０％～３０％时,复合材料的弯曲强度和断裂韧度分别达到３８０～４２０ＭＰａ和８．５～９．５ＭＰａ·ｍ１２。组织中的孔隙对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料的性能是非常有害的,特别是当复合材料中的金属质量分数小于１０％时,孔隙对复合材料的性能危害更大。