粗镁直接熔炼AM50镁合金力学性能及夹杂物分析

为了研究粗镁直接熔炼AM50镁合金中夹杂物对力学性能的影响,对镁合金锭三个取样位置进行金像分析、拉伸及冲击试验.通过扫描电镜对断口形貌进行分析,并用能谱分析夹杂物的成分.结果表明:AM50的拉伸强度达到184.73 MPa,伸长率为1.54%,冲击韧性达到8.311 J/cm²,断裂方式为脆性断裂和韧性断裂两种混合断裂机制.夹杂物的主要类型为金属夹杂物和非金属夹杂物两大类,主要有MgO、Mg₃N₂、MgCl₂、CaCl₂、Al₄C₃和一些富Fe的夹杂物,并且形状各异,以镁的氧化物夹杂最为常见.     

热挤压镁合金AZ91的微观组织及其力学行为

研究了热挤压镁合金AZ91的微观组织以及在不同试验温度和不同的热处理条件下的拉伸力学性能.结果表明：热挤压可以显著减小AZ91合金的晶粒尺寸，其拉伸力学性能与试验温度密切相关；可以通过热处理来改善其拉伸力学性能，其中人工时效及固溶时效工艺均是改善和提高挤压后AZ91镁合金力学性能的有效途径.此外，利用扫描电镜分析了AZ91镁合金拉伸试样的断口形貌，并探讨了其拉伸断裂机制.     

挤压比对AZ91镁合金组织及力学性能的影响

研究了挤压比对热挤压AZ91镁合金显微组织和拉伸性能的影响.结果表明：热挤压可以显著细化AZ91镁合金的晶粒，而且随着挤压比的增加，晶粒变得更加细小；增大挤压比也可以提高AZ91镁合金在不同实验温度下的抗拉强度和屈服强度，且经过3种挤压比挤压的AZ91镁合金在150 ℃时均呈现最高的抗拉强度和屈服强度；此外，经不同挤压比挤压的AZ91镁合金的伸长率均随实验温度的升高而增加.通过拉伸断口形貌的扫描电镜分析，确定了热挤压AZ91镁合金在室温拉伸时均表现为解理断裂为主的脆性断裂，而在较高温度下拉伸时则基本呈现韧性断裂特征.     

SiC颗粒增强AZ91镁基复合材料的研究

以AZ91镁合金和平均颗粒尺寸2 μm的SiC颗粒分别为基体相和增强相，采用全液态搅拌铸造法制备了SiC颗粒增强镁基复合材料.力学性能测试结果显示，与AZ91基体合金相比，铸态镁基复合材料表现出更高的室温和高温抗拉强度和屈服强度以及更好的室温磨损抗力；经过热处理和热挤压后，镁基复合材料的抗拉强度和屈服强度均有所提高.拉伸断口形貌观察揭示，镁基复合材料在室温下拉伸时呈现明显的脆性断裂特征，而在较高温度下拉伸时则呈现韧脆混合断裂特征.     

应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响

为了研究应变速率对AZ31B变形镁合金力学性能的影响,试验温度为室温、150℃时,对AZ31B变形镁合金进行拉伸试验,并记录抗拉强度和屈服强度,计算延伸率.通过扫描电镜观察拉伸断口形貌,结果表明,随着应变速率的提高,AZ31B变形镁合金的抗拉强度和屈服强度都随之提高,而延伸率却逐渐降低;随着温度的升高,同一应变速率下的抗拉强度和屈服强度降低,而延伸率大幅度升高.通过观察扫描断口形貌发现,合金表现为韧性断裂,且随着应变速率的降低,韧窝逐渐增多.     

钙和碳变质对AZ91D显微组织与性能的影响

镁合金的晶粒细化对于材质的金相组织和力学性能起着决定性作用．本课题通过在AZ91D中加入Ca和C2Cl6晶粒细化剂,分别研究了Ca,C对AZ91D组织以及力学性能的影响．利用熔剂保护法,制备了AZ91D标准拉伸试样,经过T4,T6处理后,采用金相显微镜（Olympus）、扫面电镜（SEM）和能谱分析仪（EDAX）对制备的试样进行了显微组织、断口形貌及成分进行了观察与分析,并测试了抗拉强度和布氏硬度．试验结果表明：经过显微组织和断口形貌观察,加入细化剂后形成Al4C3,有效的抑制了晶粒的长大,使晶粒得到细化,当Ca和C2Cl6复合应用时,使得AZ91D的晶粒细化更加明显,力学性能得到提高,抗拉强度最高达到216N／mm^2,布氏硬度值达到60HB．     

Gd对AZ91D-0.4%Ca-0.3%Sr镁合金低周疲劳性能的影响

通过运用控制总应变幅的方法,在应力比R=-1条件下施加拉-压载荷,测试了合金元素Gd复合添加对金属型铸造镁合金AZ91D-0.4%Ca-0.3%Sr的低周疲劳性能的影响,并利用光学电子显微镜、扫描电镜分别观察了材料在不同状态下的显微组织及低周疲劳断口特征.结果表明：Gd的添加能细化铸态AZ91D镁合金的晶粒,加入3.0%Gd可以提高镁合金的低周疲劳性能.     

Y和Ce对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

为了开发低成本、高强度、耐高温的新型镁合金,研究了微量Y、Ce对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:Y和Ce复合加入AZ91D镁合金,能明显细化组织晶粒,从而改善合金在室温和高温下的力学性能。当加入0.6%Ce-0.3%Y(质量分数)时,合金晶粒细化效果较好,其室温和高温力学性能比较理想。     

激光冲击-超声滚压复合工艺对AZ91D镁合金力学性能的影响

采用Nd:YAG激光冲击强化及超声滚压对AZ91D镁合金进行了表面强化处理,并进行了拉伸试验及断口观察,分析了材料的残余应力分布、微观组织、表面粗糙度,研究讨论了复合工艺对AZ91D镁合金拉伸性能的影响。研究表明:激光冲击强化处理后,镁合金原始晶粒得到明显细化,残余应力达到-122 MPa,表面粗糙度增大,极限抗拉强度提升了15.6%,但塑性下降了27%。激光冲击强化复合超声滚压处理后,残余应力的幅值达到了-197 MPa,表面晶粒得到进一步细化,表面粗糙度大幅改善,材料极限抗拉强度提升了27.4%,材料塑性相对激光冲击强化后提高了19.4%。在残余应力、晶粒细化及粗糙度改善三者的共同作用下,复合工艺延缓了裂纹的扩展速度,显著改善了表面应力状态,提升了镁合金的力学性能。     

粗晶粒铸轧AZ31镁合金的高温拉伸性能

研究了具有较大晶粒尺寸铸轧态AZ31镁合金的高温拉伸性能。通过热处理获得晶粒尺寸d=27．8μm的板材,对不同试样,在温度分别为300,350,400,450℃恒温条件下,以10^-3s^-1和10^-3s^-1恒定拉伸速率对试样进行拉伸至失效实验。结果表明,粗晶粒AZ31镁合金在450℃和10^-3s^-1条件下达到最大的延伸率106．7％。拉伸试样断口形貌的分析表明,450℃时出现丝状物质是合金出现液态zn的结果。少量的液相可以释放应力集中和协调此时的变形过程。与细晶粒铸轧态AZ31相比,在拉伸条件相同和晶粒尺寸不同的情况下,粗晶粒的塑形较低,其原因是晶界滑移在变形时所作贡献少。     

钢丝增强AZ91复合材料的力学性能

为了提高AZ91镁合金的力学性能,采用浸入铸造法制备了体积分数为3.3%的不锈钢纤维增强AZ91复合材料,并在相同条件下对AZ91及其复合材料进行了热挤压处理.采用扫描电镜（SEM）和力学性能试验机分别对铸态和挤压态材料的显微组织、断口和拉伸性能进行了研究.结果表明：铸态AZ91及其复合材料的抗拉强度分别为250和240MPa.然而经过挤压后,钢丝增强AZ91镁合金的屈服强度和抗拉强度分别达到了375和428.6MPa,与挤压态AZ91和铸态AZ91复合材料相比,分别提高了50%、20%和57.6%、78.6%.同时挤压态复合材料的塑性变形量也显著提高.     

不锈钢丝增强AZ91镁合金复合材料的显微组织及其力学性能

采用渗流铸造法制备了体积分数约为40%、60%、80%的不锈钢丝增强AZ91镁合金复合材料.利用万能试验机对其进行压缩实验;并利用扫描电镜观察复合材料的显微组织以及压缩后的断口形貌.结果表明:不锈钢丝在AZ91镁合金基体中的分布随着其体积分数的增加逐步均匀;不锈钢丝与AZ91镁合金界面润湿性较好.压缩试验表明:复合材料的抗压强度较AZ91镁合金抗压强度明显提高,40%、60%、80%体积分数的复合材料断裂强度分别为371、387、553 MPa;随着不锈钢丝体积分数的增加,材料的破坏方式由剪切破坏转变为劈裂.     

离心铸造对AZ91镁合金组织及力学性能的影响

为了研究卧式离心铸造工艺对AZ91镁合金力学性能及显微组织的影响,采用卧式离心铸造方法制备外径为400 mm、厚度为20 mm且长度为1 000 mm的AZ91镁合金管材,并对离心铸造态与自然凝固态AZ91镁合金管材的微观组织及力学性能分别进行了观察与测试.结果表明,离心铸造态AZ91镁合金管材的抗拉强度和伸长率分别为158 MPa和3.4%,与自然凝固态管材相比分别提高了20%和89%.离心铸造态镁合金管材的微观组织得到明显细化.与自然凝固态AZ91镁合金管材相比,离心铸造态AZ91镁合金管材在凝固过程中的共晶转变在很大程度上受到抑制,并形成了以α-Mg为主相的组织.卧式离心铸造方法提高了AZ91镁合金的综合力学性能,并使合金的组织得到细化.     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

Effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AZ91D

The effects of rare earth elements on the microstructure and properties of Magnesium alloy AZ91D alloy were studied.The different proportion of rare earth elements was added to the AZ91D and the tensile tests were carried out at different temperatures.The experimental results show that at room temperature or at 120℃ the AZ91D‘s decrease with the increasing amount of the rare earth elements.however,the ductility is improved.The influence of 0.14%Sb(mass fraction)on the AZ91D‘s strength is like that of rare earth elements(0.2%-0.4%)(mass fraction).Microstructure graphs demonstrate that appropriate amount of rare earth elements (0.1%-0.2%) can fine AZ91D‘s grain and improve its ductility.     

Microstructure and tensile behavior of hot extruded AZ91 alloys at room temperature

AZ91 alloys were prepared by hot extrusion and its microstructure and tensile behavior at room temperature were investigated.Compared to as-cast ingot,the grain size of hot-extruded material is more refined,the intermetallic phase Mg17Al12 is broken and dispersed discontinuously.Both strenth and elongation of AZ91 are improved by hot extrusion.Tensile behavior and fracture surface of the experimental material were studied.Due to the change in microstructure,the fracture mechanism of extruded material is different from that of as-cast ingot,the latter is mainly a brittle fracture,Ductile fracture plays a role in hot-extruded AZ91 failure at room temperature.     

挤压变形AZ81镁合金的疲劳变形与断裂行为

研究镁合金的疲劳行为，可为镁合金的抗疲劳设计和合理使用提供可靠的理论依据.通过总应变幅控制的疲劳实验和断口形貌分析，确定了挤压变形AZ81镁合金的循环应力响应行为、疲劳寿命行为和断裂机制.结果表明：在应变控制的疲劳加载条件下，挤压变形AZ81镁合金呈现明显的循环应变硬化，其弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述，得到了拉伸滞后能的理论计算值与应变疲劳寿命之间呈线性关系、疲劳裂纹的萌生和扩展均以穿晶模式进行的结论.