热处理对SiC_p/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响

在无溶剂熔炼的条件下,采用挤压铸造法制备了SiCp/AZ91D复合材料,并研究了热处理工艺对SiCp/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:经热处理后,SiCp/AZ91D复合材料的晶粒明显细化,平均尺寸在100μm以下;显微组织致密,无明显缩孔及夹杂等铸造缺陷,拉伸断口表现为韧脆混合断裂特征,主要由解理台阶、撕裂棱和小尺寸的韧窝组成。此外,其力学性能较未热处理的SiCp/AZ91D复合材料和AZ91D合金均有大幅提高,抗拉强度和伸长率分别提高了46.7%、147.8%和61.2%、88.1%。     

挤压铸造SiC_p/AZ91D镁基复合材料的试验研究

以AZ91D镁合金和平均颗粒尺寸为0.5μm的SiC颗粒分别作为基体和增强相,通过全液态搅拌铸造法和挤压铸造法结合制备出SiC颗粒增强镁基复合材料。力学性能测试结果显示:当模具温度为200℃、保压时间为15 s时,SiCp/AZ91D镁基复合材料抗拉强度最高为157 MPa;金相显微组织显示,碳化硅颗粒可作为镁合金凝固时异质形核的中心,也可能会随着凝固时固液界面的推移,使SiC颗粒处于晶界处;存在SiC颗粒团聚现象,这是其抗拉强度降低的原因;SiCp/AZ91D镁基复合材料在室温下拉伸时的断口形貌呈现脆性断裂特征;热处理工艺为固溶处理温度420℃,保温20 h空冷,时效处理温度200℃,保温8 h空冷,经过热处理后,镁基复合材料的抗拉强度均有所提高,最高可提高48.95%。     

SiC_p尺寸对AZ91D镁基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备了不同尺寸的SiCP增强AZ91D镁基复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,当SiCp加入量为2%,SiC颗粒尺寸为0.5μm时,SiCp/AZ91D镁基复合材料晶粒细小,分布均匀。复合材料的抗拉强度达到150.6 MPa,与AZ91D基体相比提高了57.6%,但伸长率有所降低。     

挤压AZ91D合金管件组织和力学性能的研究

研究了在挤压温度由430℃时．挤压比对镁合金AZ91D挤压管件组织和力学性能的影响。通过分析挤压过程中镁合金AZ91D组织和力学性能的变化．发现挤压比为7．125时．抗拉强度达到最大值306.9MPa．伸长率达到最大值10．1％．当挤压比增大到7.450时．屈服强度达到最大值285.8MPa．而抗拉强度和伸长率出现下降的趋势。试验发现在高于再结晶温度下（430℃），通过调整挤压比，控制再结晶的程度．能够获得具有良好力学性能的镁合金AZ91D管件．     

热处理对挤压铸造n-SiC_p/AZ91D镁基复合材料组织和力学性能的影响

采用金相、X射线衍射、扫描电镜(SEM)、拉伸试验等方法分析和测试了挤压铸造纳米Si C颗粒增强AZ91D镁基复合材料在铸态(F)、固溶态(T4)和人工时效态(T6)下的组织和力学性能。结果表明,固溶处理可使n-Si Cp/AZ91D铸态组织中的β-Mg17Al12共晶相溶入到基体中,形成单一的过饱和α-Mg固溶体,合金抗拉强度和伸长率均有大幅提高,分别达到265 MPa和13.7%;经时效处理后,复合材料的抗拉强度和屈服强度进一步提高,分别为275,145 MPa;SEM结果显示,β-Mg17Al12相主要以连续析出/非连续析出方式分别在晶内及晶界上析出,特别是纳米Si C颗粒分布对二次析出相β-Mg17Al12的形貌、尺寸、分布有一定的影响,使二次析出相变得细小和弥散分布,从而充分发挥了二次析出相的沉淀强化作用;最后对n-Si Cp/AZ91D复合材料不同热处理条件下的断口形貌进行了SEM观察,并且对其断裂方式进行了分析和讨论。     

挤压铸造AZ91D镁合金的显微组织与力学性能

研究了挤压铸造AZ91D镁合金在不同热处理状态下的显微组织、力学性能以及厚度对镁合金试样力学性能的影响。结果表明,挤压铸造AZ91D镁合金铸态显微组织主要由基体α-Mg和在晶内及晶界上分布的β-Mg17Al12相组成,经固溶处理后得到单相α-Mg固溶体组织,而且在α-Mg晶粒内部也出现了少量颗粒状析出物,经固溶时效处理后β-Mg17Al12相再一次在α-Mg晶内和晶界析出,且晶粒变得更加细小;挤压铸造AZ91D镁合金的硬度、屈服强度、抗拉强度随着试样厚度的增加而减小,而伸长率随着试样厚度的增加而增加。     

SiC_p/AZ91镁基复合材料的热挤压

采用搅拌铸造法制备SiC体积分数为5%、10%和15%的颗粒增强AZ91镁基复合材料（SiCp/AZ91）。复合材料经过T4处理后,于350°C以固定挤压比12：1进行热挤压。在铸态复合材料中,颗粒在晶间微观区域发生偏聚。热挤压基本上消除了这种偏聚并有效地改善颗粒分布。另外,热挤压有效地细化基体的晶粒。结果表明：热挤压明显提高复合材料的力学性能。在挤压态复合材料中,随着SiC颗粒含量的升高,基体的晶粒尺寸减小,强度和弹性模量升高,但是伸长率降低。     

坯料预处理对挤压AZ91D管件组织和力学性能的影响

研究了挤压比为6时镁合金AZ91D坯料前期分别经过预挤,固溶时效,预挤＋固溶时效,预挤＋固溶时效＋固溶之后对挤压管件组织和力学性能的影响。结果表明：预挤使AZ91D坯料得到细化的等轴晶粒,使挤压出的管件的屈服强度提高15．72％,伸长率提高170％;坯料经固溶时效处理后,β—Mg17Al12：从α—Mg固溶体中成断续状析出,挤压后管件的抗拉强度略有降低;坯料经预挤＋固溶时效＋固溶之后挤压管件,晶粒明显细化,且经二次固溶,析出相均匀弥散分布于基体中,固溶强化作用较第一次固溶时明显,抗拉强度提高7．5％,坯料的二次固溶和预挤的综合作用使得挤压管件的伸长率提高345％。     

n-SiC_p/AZ91D镁基复合材料高温力学性能

采用机械搅拌和高能超声处理法制备了n-SiCp/AZ91D镁基复合材料,测试了复合材料的室温及高温力学性能。结果表明,n-SiCp的加入能显著提高复合材料的高温力学性能,当n-SiCp加入量为1.5%时,复合材料的抗拉强度和伸长率都达到最大值。随着温度的升高,复合材料的强度降低,伸长率增加。断口形貌观察表明,复合材料的断裂方式由室温下的准解理断裂转变为高温下的韧性断裂。     

稀土Y对漂珠/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响

为了弥补AZ91D镁合金结构件强度和硬度不足等缺点,以AZ91D合金为基体,添加漂珠和稀土Y,制备出新型的漂珠/AZ91D复合材料。利用光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、压缩试验机,研究了稀土Y对复合材料组织和性能的影响。结果表明,在复合材料中添加稀土Y后,显微组织得到明显细化,同时Mg2Si相由网状变成块状;稀土Y和漂珠对复合材料硬度的提高都有促进作用;在漂珠/镁合金复合材料中添加适量的稀土Y可提高其抗压强度。     

挤压铸造AZ91D和AM50A的组织与力学性能研究

研究了挤压铸造AZ91D、AM50A镁合金的组织与力学性能及稀土元素和热处理对合金组织与力学性能的影响.试验结果表明,挤压铸造使α相枝晶细化,形态改善,β相细小呈不连续分布;减少了缩松、气孔等缺陷,从而提高了镁合金铸件质量和力学性能.铸态AZ91D的力学性能为σb=238 MPa、δ5=5.5%、HBS75、Ak=7.8 J;AM50A为σb=224 MPa、δ5=9.4%、HBS56、Ak=12.1 J.稀土元素使镁合金组织细化,析出富铝稀土相,提高了镁合金的抗拉强度和硬度,但伸长率和冲击韧度降低.挤压铸造镁合金件经固溶处理后,β相大部分溶解并固溶于α相中,提高了镁合金的强塑性;再经时效处理,析出细小弥散的二次β相,进一步使镁合金强化.在合适的挤压铸造工艺参数和热处理下,铸件的力学性能可达AZ91D为σb=263 MPa、δ5=7.4%、HBS90、Ak=12 J;AM50A为σb=251 MPa、δ5=11.8%、HBS74、A k=16.5 J.     

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。     

提高AZ91D镁合金挤压管材力学性能的研究

研究了挤压前后的处理对AZ91D镁合金挤压管材力学性能的影响：坯料预挤压、坯料热处理和挤压后管材热咎理对管材力学性能的影响，考察了几种处理在给定挤压比条件下对镁合金管材的作用。结果表明，不同的处理方式，可不同程度地提高管材的力学性能。     

碳纤维增强AZ91D复合材料微观组织

采用压力浸渗法制备碳纤维增强AZ91D镁基复合材料,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、透射电子显微镜等分析测试手段对其微观组织进行研究.结果表明,基体镁合金中的Al元素在界面处发生偏聚.随着纤维石墨化程度提高,界面反应程度降低,界面反应物Al4C3的量逐渐减少.由于受到复合材料制备过程中产生的热应力以及制备压力的共同作用,致使基体镁合金发生塑性变形,在近界面区形成大量的位错.在远离界面的基体合金中存在大量块状和杆状的a-Mg17Al12析出相.     

铈对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等分析研究了含铈AZ91D镁合金(0.26%Ce、0.69%Ce、0.93%Ce)的显微组织及相组成,并对其室温力学性能进行了测试,同时与不含铈AZ91D镁合金的组织和力学性能进行了比较.结果表明,当加入0.69%Ce时,合金铸态组织得到明显细化,网状β相呈弥散的粒状分布于晶界上,同时有大量的针状物Al4Ce相出现;而当加入0.93%Ce时,合金的铸态组织没有细化现象,反而较AZ91D-0.69%Ce的组织有粗化的趋势,且针状化合物长大成杆状.适量稀土Ce可以改善合金的力学性能,当Ce含量为0.69%时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及硬度分别比AZ91D镁合金提高15.8%、8.7%、140%及15.7%,其综合力学性能达到最佳.分析了Ce对合金的综合强化机理.     

工艺参数和热处理对挤压铸造AZ91D力学性能的影响

通过试验研究了工艺参数和热处理对挤压铸造AZ91D合金力学性能的影响。结果表明:合理的工艺参数使AZ91D合金在普通冷室压铸机条件下可以获得良好的力学性能。且经固溶处理后其抗拉强度、硬度和伸长率都会提高,而经固溶时效处理后抗拉强度和硬度会进一步提高,但伸长率有所下降。     

漂珠/AZ91D复合材料微观组织与性能

采用搅拌铸造法,向镁合金熔体中添加漂珠,制备了漂珠/AZ91D复合材料,研究了该复合材料微观组织的均匀性、相组成、力学性能和阻尼性能。结果表明,漂珠在基体中分布均匀,无偏聚现象。在复合材料制备过程中,漂珠与镁合金熔体发生反应并被填充,使得复合材料中有Mg_2Si和MgO相生成。与基体合金相比,复合材料的力学性能和阻尼性能均得到明显提高。复合材料的断裂是以解理断裂为主的脆性断裂,在断裂过程中漂珠壁被撕裂。复合材料的阻尼机制主要是位错阻尼和界面阻尼。     

CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料的热处理及其力学性能

采用高能超声分散技术和金属型重力铸造工艺制备了CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料,并对复合材料进行了固溶T4热处理和固溶时效T6热处理。T4态1.0CNTs/AZ91D复合材料的抗拉强度、伸长率分别为285 MPa、17.3%,与铸态复合材料的抗拉强度(196MPa)和伸长率(4.1%)相比,分别提高了45%、322%。T6态的抗拉强度进一步提高到296MPa,特别是屈服强度显著提高到155MPa,伸长率有所降低,但仍有5.5%。利用OM、SEM、TEM观察1.0CNTs/AZ91D复合材料的显微组织。结果表明,碳纳米管具有细化晶粒、促进滑移和孪生、载荷转移等作用,从而能够明显提高CNTs/AZ91D复合材料的综合力学性能。     

漂珠/AZ91D复合材料的制备与组织研究

采用搅拌铸造法,以粉煤灰漂珠为添加物,制备出一种新型漂珠/AZ91D复合材料,研究了搅拌温度、时间和速度对复合材料组织的影响,优化了该复合材料的制备工艺。结果表明,制备参数为590℃恒温下,850 rpm搅拌5 min时,复合材料中漂珠均匀分布;漂珠的加入使基体组织细化。