Mg-16Zn-5Al合金部分重熔过程中的组织和相演变机制

研究了Mg-16Zn-5Al合金在部分重熔过程中的组织演变和相转变。结果表明:Mg-16Zn-5Al合金在440℃重熔45～60min或460℃重熔30～45 min可获得理想的半固态球晶组织,其平均晶粒尺寸为55.7～60.4μm,平均圆整度为1.18～1.29,固相率约为65%。合金在重熔过程中发生的相转变(即:MgZn+τ→α-Mg、α-Mg+MgZn+τ→L、α-Mg→L及α-Mg→L和L→α-Mg)导致了晶粒内部的快速粗化合并、组织分离、球化和后期的吞并粗化,同时晶粒内部的亚晶界和根部重熔对组织的分离起着重要作用。基于LSW理论推导出了某一保温时间段内与扩散系数相关的晶粒粗化因子M_n,用其描述晶粒在相应阶段的主要演变方式。     

SiC_p/2024_p复合材料冷压块半固态组织的演变

提出了粉末触变成形这一新技术。研究了SiC_p/2024_p复合材料冷压块在部分重熔中的组织演变,也讨论了加热温度和SiC体积分数(0%~20%)对半固态组织的影响。结果表明:5% SiC_p/2024_p压块在635℃加热0~60 min的组织演变分为3个阶段:初期2024_p中晶粒的快速粗化;初生相周围液膜的形成;最后经球化形成触变成形所需细小、圆整的半固态浆料。对应的相变为θ→α,θ+α→L和α→L及α→L。适当升高温度,益于获得理想的半固态组织。SiC_p减缓了组织演变速率。初生相的粗化速率很小,一颗粉末演变成一个α-Al颗粒。     

碳化硅颗粒增强镁铝基复合材料的组织和性能研究

为了细化Mg-Al复合材料的晶粒,提高材料力学性能,借助SEM、拉伸等测试手段对SiC颗粒增强Mg-Al复合材料进行微观组织以及力学特性的测试。结果表明:复合材料由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Si三种相组成,SiC颗粒成功添加至复合材料中。添加SiC颗粒之后,Mg-9Al复合材料的基体晶粒发生了明显细化,晶粒平均尺寸从158μm减小至108μm。复合材料经SiC颗粒增强后能够获得更优异的力学性能,抗拉强度、屈服强度、伸长率相应提升了46.4%、64.7%和82.6%。加入SiC颗粒后复合材料的拉伸断口形貌中出现了许多长条形的撕裂棱,局部也出现了韧窝。     

部分重熔对SiC_p/2024_p冷压块半固态组织演变的影响

研究了SiCp/2024p冷压块在部分重熔过程中的组织演变,并与基体合金进行了对比,探讨了温度对组织的影响。结果表明,冷压块在部分重熔过程中可分为3个阶段:初期晶粒的快速粗化、组织分离与球状化以及后期初生相颗粒的粗化;基体组织的分离快于复合材料,且基体的初生相颗粒尺寸小于复合材料的;重熔温度太高时,半固态浆料品质变差。     

微量Mn及均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和定量图象分析仪研究了微量Mn和均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响。结果表明:Al-0.60Mg-0.65Si合金铸锭组织主要由树枝状的α-Al固溶体、块状Mg_2Si、过剩Si和针片状的β-AlFeSi相组成。均匀化处理后铸锭组织中枝晶偏析基本消除,块状Mg_2Si相和低熔点共晶组织溶解,粗大的长针状β-AlFeSi相转变成细小的α-AlFeSi粒状相。这种β→α相变与化学成分、均匀化温度和时间密切相关,添加0.30%Mn能显著促进此相变,Al-0.63Mg-0.66Si-0.30Mn合金合适的均匀化处理工艺为580℃×4 h。     

Mg-7Zn-0.3Mn-xCu镁合金半固态组织演变

本文研究了Cu含量、重熔温度及等温时间对Mg-7Zn-0.3Mn镁合金半固态组织演变的影响。结果表明:Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金的铸态组织由白色α-Mg基体和黑色共晶组织(α-Mg+Mg_4Zn_7+MgZn_2+CuMnZn)组成。在等温热处理过程中,Cu有加速非枝晶颗粒分离和球化的作用,且Cu含量(质量分数)为1.0%时效果最佳;Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金通过适当提高保温温度或延长保温时间,能够得到细小且分布均匀的球状颗粒。然而当保温温度超过585℃或保温时间超过20 min时,半固态颗粒则会粗化长大。这种粗化长大现象是在合并长大机制与Ostwald熟化机制共同作用下产生的。在整个等温热处理过程中,半固态组织演变主要经历了初始粗化、组织分离、球化和最后粗化四个阶段。Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金的最佳等温热处理工艺参数为保温温度585℃和保温时间20 min,其非枝晶颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为38.85μm、1.39和53.38%。     

固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si(AS42)合金组织和性能的影响.结果表明,铸态与热处理态合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相3部分组成.固溶处理使合金中的β-Mg17Al12相发生部分溶解,汉字状Mg2Si相颗粒出现球状化,合金的力学性能有较大幅度的提高.铸态与热处理态合金的断裂形式均为准解理脆性断裂.     

SiC颗粒、保温时间对SiC_P/AZ61复合材料半固态组织的影响

研究SiC颗粒、保温时间对SiCP/AZ61复合材料半固态组织的影响,并探讨复合材料等温过程中半固态组织演变机理。结果表明,SiCP/AZ61复合材料在温度595℃,不同保温时间(0min～90min)下,其组织的演变过程为,枝晶臂合并→大块状组织→晶界处局部熔化分离→晶粒组织球化→球状组织缓慢长大。在温度595℃,保温30min～60min时,SiCP/AZ61复合材料可以获得最佳的半固态组织;与AZ61基体合金相比,由于SiC颗粒的加入,使得SiCP/AZ61复合材料在等温热处理过程中的半固态组织更为细小,并且随着SiC颗粒体积分数增加,其半固态组织中球状颗粒的尺寸越小。     

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。     

Ti-Al-2024Al混合粉末压块在部分重熔过程中的组织演变

本研究提出了一种利用粉末混合触变成形技术制备原位自生复合材料的新技术。并研究了Ti_p-Al_p-2024Al_p混合粉末压块在部分重熔过程中的组织演变情况。在部分重熔过程中,2024Al基体合金的组织演变可分三个阶段:不规则共晶组织的溶解导致的颗粒内部晶粒的粗化(0~5 min);球状初生相ɑ-Al颗粒和连续液相薄膜的形成(5~15 min);球状初生相颗粒的轻微粗化(15 min以后)。Al-Ti可以通过相互扩散在Ti颗粒表面形成Al3Ti相反应层。反应层的厚度随时间沿径向增加,并在反应层中形成孔隙和微裂纹。此外,还研究了温度对半固态组织的影响,其最佳的重熔温度为640℃。     

粉末触变成形制备SiCp/2024p复合材料半固态组织的研究

提出粉末触变成形这一新技术。研究了SiC_p/2024_p压块在部分重熔中的组织演变,也讨论了加热温度和SiC含量(0%~20%)对半固态组织的影响。结果表明：5%SiC_p/2024_p压块在635℃加热0~60 min的组织演变分为三个阶段：初期2024_p中晶粒的快速粗化、初生相周围液膜的形成,最后经球化形成触变成形所需细小、圆整的半固态浆料,对应的相变为θ→α,θ + α→L和α→L及α→L。适当升高温度,益于获得理想的半固态组织。SiC_p减缓了组织演变速率。初生相的粗化速率很小,一个粉末演变成一个α-Al颗粒。     

高密度脉冲电流下Cu-SiC_p/AZ91D复合材料的组织及力学性能分析

研究了高密度脉冲电流(EP)下Cu-SiC_p/AZ91D复合材料凝固组织的细化机理。分析了EP对Cu-SiC_p/AZ91D复合材料组织演化及力学性能的影响。结果表明:施加EP后深灰色基体与浅灰色枝晶形成的网状组织变得浓密,晶粒细化显著。Mg_2Si相沿β-Mg_(17)Al_(12)枝晶下方生长,Mg_2Si周围组织由浅灰色α-Mg和Al_4C_3混合组成,同时伴随少量Cu在枝晶上方,β-Mg_(17)Al_(12)枝晶减少。添加Cu-SiC_p颗粒后AZ91D镁中β-Mg_(17)Al_(12)的衍射峰消失,Mg_2Si相的衍射峰得到增强。施加EP可以有效抑制SiC_p偏聚,使SiC_p能与熔体一起处于均匀混合状态。添加Cu-SiC_p后,材料的力学性能得到明显提升,但伸长率却降低。Cu-SiC_p/AZ91D具有更致密的断口组织,EP作用下,Cu-SiC_p/AZ91D断口韧窝更加细小。添加SiC颗粒后基底硬度发生较小幅度的提升;施加EP后,硬度得到明显的提升。     

高密度脉冲电流下Cu-SiC_p/AZ91D复合材料的组织及力学性能分析

研究了高密度脉冲电流(EP)下Cu-SiC_p/AZ91D复合材料凝固组织的细化机理。分析了EP对Cu-SiC_p/AZ91D复合材料组织演化及力学性能的影响。结果表明:施加EP后深灰色基体与浅灰色枝晶形成的网状组织变得浓密,晶粒细化显著。Mg_2Si相沿β-Mg_(17)Al_(12)枝晶下方生长,Mg_2Si周围组织由浅灰色α-Mg和Al_4C_3混合组成,同时伴随少量Cu在枝晶上方,β-Mg_(17)Al_(12)枝晶减少。添加Cu-SiC_p颗粒后AZ91D镁中β-Mg_(17)Al_(12)的衍射峰消失,Mg_2Si相的衍射峰得到增强。施加EP可以有效抑制SiC_p偏聚,使SiC_p能与熔体一起处于均匀混合状态。添加Cu-SiC_p后,材料的力学性能得到明显提升,但伸长率却降低。Cu-SiC_p/AZ91D具有更致密的断口组织,EP作用下,Cu-SiC_p/AZ91D断口韧窝更加细小。添加SiC颗粒后基底硬度发生较小幅度的提升;施加EP后,硬度得到明显的提升。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg_2Si相组成。固溶处理过程中,β-Mg17Al12相溶于基体而形成α-Mg过饱和固溶体,粗大的汉字状Mg_2Si相颗粒逐渐溶解、溶断而转变为相对细小的球状。随固溶处理时间延长,合金的硬度逐渐降低;室温与150℃下的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。合金的拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Sb对Mg-8Al-12Zn-2Si合金组织与性能的影响

采用X-ray衍射仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及拉伸试验机等,研究了Sb含量对Mg-8Al-12Zn-2Si铸态合金显微组织及性能的影响。结果表明,合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Zn_(11)和Mg_2Si相组成。合金添加0.2%~0.8%Sb时,Mg_2Si颗粒由原来粗大的十字状、花瓣状和骨骼状逐渐转变为细小的颗粒及短棒状,最大颗粒尺寸由铸态的50μm减小至10μm;当Sb含量增加到1.0%时,Mg_2Si出现粗化,最大颗粒尺寸约30μm。相应地,合金的拉伸强度、屈服强度和伸长率出现先提高后降低,断裂形式为准解理脆性断裂。     

球磨对6061Al合金粉末冷压块在部分重熔过程中组织演变的影响（英文）

研究球磨对6061粉末压块在部分重熔过程中组织演变的影响。结果表明,球磨6061铝合金在部分重熔过程中的组织演变可分为3个阶段:初期共晶相的溶解及其引起的晶粒粗化和长大、初生相颗粒的分离与球状化以及最后颗粒的粗化。与未球磨合金的组织演变相比,球磨使粉末贮存能量,加快了初期演变进程;但大尺寸粉末颗粒的形成使得其后续分离和粗化过程减慢。此外,初始组织越细小、圆整,越有利于得到尺寸较小、更加圆整的半固态组织。适当提高重熔温度有利于获得细小、圆整的半固态组织。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金组织与力学性能的影响

采用重力铸造法制备Mg-8Al-1Zn-1Si-0.6Sb合金,研究了固溶处理对该合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Si、Mg Zn和Mg_3Sb_2相组成。对合金进行430℃×(8～32) h固溶处理,随保温的时间延长,Mg Zn相和β-Mg_(17)Al_(12)相固溶于α-Mg基体;粗大汉字状Mg_2Si相发生球状化;与此同时,合金的室温及高温(150℃)抗拉强度、屈服强度和伸长率逐步提高,硬度逐渐下降。铸态与固溶处理态合金的拉伸断裂形式均呈准解理脆性断裂。     

6061粉末压制块在部分重熔过程中的组织演变

研究了部分重熔过程中,6061铝合金粉末压制块的组织演变过程及其机理,讨论了重熔温度对半固态组织的影响。结果表明,6061铝合金粉末压制块经部分重熔后,能获得细小、圆整的半固态组织。部分重熔可分为3个阶段:初期晶粒的快速粗化、组织分离与球状化以及最后初生相颗粒的粗化。适当提高温度有利于获得理想的半固态组织。     

Y变质SiC_P/AZ61复合材料的半固态等温热处理组织演变

采用半固态等温热处理法研究了0.5wt%Y变质SiCP/AZ61复合材料的组织演变过程。结果表明,本试验中变质后SiCP/AZ61复合材料最佳半固态组织的制备工艺条件为:加热温度595～600℃、保温30～60 min。与未变质SiCP/AZ61复合材料相比,0.5wt%Y变质SiCP/AZ61复合材料的粗化速率常数较小,具有较好的热稳定性;加热温度高于605℃时,0.5wt%Y变质SiCP/AZ61复合材料中液相体积分数较高,试样出现严重变形和流淌,不能满足后续触变成形时的组织要求。在整个半固态等温热处理过程中,0.5wt%Y变质SiCP/AZ61复合材料组织的演化机制主要体现为:枝晶臂及晶粒间熔合合并→β相熔化晶界分离→晶粒组织(α-Mg)部分球化→完全球化→粗化长大。     

铸态Mg-Li-Al-xSi合金微观组织和力学性能（英文）

实验铸造了Mg-9Li-3Al-x Si(x=0,0.1,0.5,1.0,质量分数,%)合金并通过OM,SEM,XRD和力学性能测试对其进行了研究。结果表明:铸态Mg-9Li-3Al合金组织中主要由α-Mg、β-Li、Mg_(17)Al_(12)相组成。加入Si后,合金中出现了新相Mg2Si,晶粒得到了明显细化,且Si能够抑制Mg_(17)Al_(12)的形成;当合金中的Si含量过高时,α-Mg相粗化,且会在相界处出现块状和汉字状的Mg_2Si相。合金的强度随着Si含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Si含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当合金中Si含量为0.1%时,抗拉强度达到最大值182.5 MPa,延伸率为12.1%。