Sb对原位Mg2Si/Mg复合材料组织的影响

利用Mg-Si二元合金结晶的特点，在普通重力铸造的条件下，制备了原位Mg2Si／Mg复合材料，着重研究了Sb对复合材料中Mg2Si增强相形态的影响。结果表明，在Mg-10Si合金中，加入质量分数为0．8％Sb，不仅促进Mg2Si的均匀形核，而且Sb偏析于Mg2Si的界面上，阻止了Mg2Si的进一步长大。原位Mg2Si的形态由粗大的树枝状转变成均匀分布的颗粒状，形成了较理想的Mg2Si颗粒增强Mg基复合材料的组织。     

Sb对原位Mg2Si/Al-5Si复合材料显微组织的影响

研究了Sb含量对Mg2Si／Al-5Si复合材料显微组织的影响。结果表明，随着Sb含量的增加，初生Mg2Si颗粒形貌明显发生了细化，Mg2Si形态由变质前的汉字体和枝晶状变为细小的、均匀分布的颗粒状，Mg2Si体积分数也有所增加。当Sb含量为0．4％时，细化效果达到最佳，由变质前的52μm变为25μm。当Sb含量超过0．4％后，Mg2Si颗粒尺寸开始粗化，因此，过量的Sb对Mg2Si颗粒的细化无益。Sb对Mg2Si颗粒的细化主要由于AlSb引起的异质形核作用，Sb使液相线温度和熔体表面张力扩σLV降低，对Mg2Si颗粒的细化也具有一定的作用。     

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.     

Mg2Si含量对过共晶Al-Si复合材料组织及性能的影响

用直接熔体反应法制备了Mg2Si增强过共晶Al-Si合金复合材料,研究了Mg2Si含量对复合材料的凝固组织和性能的影响.结果表明,Mg2Si的形貌随着其含量的增加而明显变化,由多边形块状向颗粒状转变,最终转变成粗大的树枝状.复合材料的硬度和耐磨性能与初生Mg2Si相的形态和数量有一定关系.     

钇对Mg2Si/AZ91D复合材料中Mg2Si相变质的影响

研究了不同含量的钇对Mg2Si/AZ91D复合材料中Mg2Si相形貌的影响.结果表明:Y对Mg2Si/AZ91D复合材料中共晶Mg2Si有明显的细化变质效果,合金液经0.8％Y变质后,共晶Mg2Si相由粗大的树枝状或汉字状转变为颗粒状.在1.2％添加范围内,随Y加入量的增加,对共晶Mg2Si相的细化变质效果增强,未出现过变质现象.固溶处理能使Mg2Si/AZ91D复合材料中枝状或汉字状Mg2Si发生部分溶解,并依靠原子扩散自发粒状化,Y的细化变质能促进Mg2Si相固溶处理时的粒状化.     

Sr对过共晶Mg-Si合金中初生Mg2Si相变质的影响

利Mg-20%Sr间合金对过共Mg-Si合金进行变质处理,对比研究了碱土元素Sr加入量对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.研究结果表明:碱土元素Sr对过共晶Mg-Si合金中的Mg2Si初晶可有效变质.随着Sr含量的增加,Mg2Si初晶的平均尺寸和尺寸分布范围均逐渐降低,其形态由粗大树枝状晶、细小树枝晶、非规则外形颗粒到规则外形颗粒逐渐过渡.当Sr含量达到2.0%,此Mg2Si初晶主要呈现为规则外形,平均尺寸为50μm左右.其变质机理应主要与碱土元素富集于Mg2Si相生长表面并抑制优先生长晶向的生长有关.     

熔体过热处理对过共晶Al-Si-Mg合金中Mg2 Si相的影响

采用原位合成技术制备Mg2Si颗粒增强Al-18% Si-Mg复合材料,并对其进行熔体过热和Sr变质处理.研究过热温度、保温时间对Al-18% Si-Mg合金中颗粒状Mg2Si增强相的显微组织和室温力学性能的影响.结果表明:经熔体过热处理后Al-18% Si-Mg合金凝固组织得到了明显的改善,使具有树枝状或汉字状特征的Mg2Si相逐渐向十字形转变且球化趋势明显.处理工艺为过热温度860 ℃,保温时间25 min时,Mg2Si相均匀细小,平均尺寸由处理前的34 μm减小到11.42 μm,复合材料的力学性能也得到明显改善.     

Sb对Mg-4Al-4Si合金组织和力学性能的影响

研究了Sb对Mg-4Al-4Si(AS44)镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,未加Sb时,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成,Mg2Si相呈粗大的骨骼状、块状和汉字状3种形态;加入少量的Sb(0.25%~1.25%)能有效细化Mg2Si相,并在合金中形成高熔点和较为弥散分布的Mg3Sb2相。随Sb含量的增加,Mg2Si相形貌发生显著变化,从粗大的骨骼状逐渐转变为块状和汉字状,当Sb含量达到1.25 wt%时,几乎全部转变为较细小的汉字状Mg2Si相颗粒。随着组织的改善,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均得到不同程度的提高。     

Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入少量的Sb(0.25%~0.75%)能有效细化汉字状Mg2Si相颗粒和α(Mg)基体组织,并在合金中形成Mg3Sb2相,提高合金的力学性能:当Sb含量为0.25%时,Mg2Si颗粒显著细化;当Sb含量为0.75%时,α(Mg)基体组织的细化效果最佳,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,此时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值;当Sb含量大于0.75%时,Mg2Si相颗粒向晶界大量偏聚并粗化,导致材料力学性能迅速下降。     

超声波对原位Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si形态的影响

采用光学显微镜和场发射扫描电镜,研究超声波对原位 Mg2Si/Al 复合材料中初生 Mg2Si 形态的影响。研究结果表明：超声波处理使初生Mg2Si的晶粒尺寸从150μm降低到20μm,初生Mg2Si形态发生改变。在二维形貌中,未实施超声波振动处理的初生Mg2Si晶粒生长为含有空腔的粗大颗粒,共晶组织生长于其中,相应的三维形态为含有漏斗状空腔的八面体和十四面体。超声波处理后的初生Mg2Si晶粒变成细小、实心三维形态的颗粒,颗粒棱角已发生钝化效应。     

Sb对Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金组织和性能的影响

在熔炼时以单质形式加入Sb元素,研究了不同含量的Sb对Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Sb能与Mg基体结合生成Mg3Sb2相。加入0.9%(质量分数)的Sb对Mg2Si相的汉字状结构具有强烈变质作用,Mg2Si中的Si能与Sn发生取代作用,生成Mg2(Si,Sn)复合相,该相的物理性能介于Mg2Si与Mg2Sn之间。随着Sb含量的增加,铸态合金和挤压态合金的延伸率逐渐减小,而抗拉强度呈现先增加后降低的趋势。挤压态合金的强度和塑性明显优于铸态合金,并且Sb含量的增加有利于改善Mg-5Sn-2Al-1.5Zn-0.8Si合金的耐热性能。     

MgCO_3和Sr对原位Mg_2Si/AM60B复合材料的变质

研究了MgCO3、Sr对原位自生Mg2Si/AM60B复合材料中Mg2Si相及基体的复合变质作用。结果表明,微量Sr的加入可以明显改善Mg2Si相的形貌。初生Mg2Si由粗大的树枝状转为多角形状,共晶Mg2Si由粗大的汉字状变为弥散而细小的短棒状或多边形粒状。同时,MgCO3对AM60B基体也起到了很好的细化作用,从而使原位自生Mg2Si/AM60B复合材料的力学性能得到提高。     

硅对Mg2Si/ZM5复合材料组织和性能的影响

在真空感应炉中氩气保护下制备材料，采用OM，SEM，EDAX和XRD及拉伸试验，研究分析了硅对原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料铸态显微组织和性能的影响规律。结果表明，反应添加物Si在ZM5合金中形成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相，明显地提高了材料的室温与高温强度，如Si的质量分数为1.5％时，室温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别可达20.1％和61.5％，Si的质量分数为1.0％时，高温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别可达14.9％和25.7％；Mg2Si相的形貌随着硅含量的不同而变化，如Si的质量分数为0.5％时，主要生成细小短棒状或片状共晶Mg2Si相，Si的质量分数大于1％时，则出现了粗大块状或汉字状初生Mg2Si相和片状或短棒状的共晶Mg2Si相；由于所生成的Mg2Si相本身是一种脆性相，使得该材料呈现出解理断裂，降低了材料的塑性。     

Influence of Sb modification on microstructures and mechanical properties of Mg2Si/AM60 composites

The refining effect and mechanism of Sb on Mg2Si and the microstructure of the matrix were investigated. The results indicate that there are Mg3Sb2 particles in the composites with the addition of Sb, and Mg3Sb2 can promote the formation of fine polygonal type Mg2Si by providing nucleation site. Meanwhile, the grain size of Sb modified alloy is finer than that of the matrix. The improved microstructure results in the improvement of mechanical properties. The ultimate tensile strength is increased by 12.2% with the addition of 0.8% Sb.     

合金元素对Mg-Al-Si系镁合金中Mg2Si相形貌影响的研究进展

合金化和微合金化作为变质Mg-A1-Si系镁合金中汉字状Mg2Si相的一种工艺手段,目前已引起国内外的广泛关注和高度重视,并对此开展了大量的研究。本文综述了合金元素变质Mg-Al-Si系耐热镁合金中汉字状Mg2Si相的研究进展,尤其是Al、Si、Sb、Ca、P、RE和Sr等合金元素对汉字状Mg2Si相形貌的影响及其变质机理,指出了目前还存在的问题,并对今后的发展进行了展望。