快速凝固Mg-Zn-Y合金薄带组织和性能研究

在成功制备不同成分Mg—Zn—Y合金急冷快速凝固薄带基础上，利用XRF和XRD分析其成分和组织特点及其组织变化规律，采用腐蚀失重法、盐雾实验法、显微硬度测量等方法，系统研究了不同成分Mg—Zn—Y合金急冷快速凝固薄带的耐蚀性能和硬度变化规律。结果表明，随冷却速度的增大，Mg—Zn—Y合金凝固组织具有非晶化的趋势；MgZnY母合金块及其薄带在1％HCl、10％NaOH和5％NaCl溶液中腐蚀性能表现出相似的规律；在成分和冷却速率相同的条件下，Mg—Zn—Y合金的耐蚀性在10％NaOH溶液中最好，5％NaCl溶液中次之，而在1％HCl溶液中最差；在成分相同的条件下，随着冷却速度的增大，Mg—Zn—Y合金的显微硬度增大，而且薄带的显微硬度比同成分母合金块的高50％以上。最后，本文还对上述研究结果进行了初步分析。     

钇含量对铸态镁锌锆合金组织及力学性能的影响

研究了不同钇含量(质量分数为0,0.94%,2.67%,4.61%)对铸态Mg-6Zn-0.7Zr合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:钇元素主要富集在晶界;晶界析出相呈鱼骨状和块状,并逐渐连续成网状;当钇的质量分数为0.94%时,合金主要为α-Mg、Mg7Zn3和Mg3Y2Zn3相;当钇的质量分数为2.67%时,析出相为α-Mg、Mg12YZn和Mg3Y2Zn3相;随着钇含量的增多,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先增大后减小,当钇的质量分数为2.67%时,合金的性能最佳,抗拉强度和屈服强度分别为250.4,125.3MPa,伸长率为12.73%。     

Ti-46Al-8Nb合金定向凝固显微组织及选晶器角度对合金片层取向的影响

采用Bridgman炉结合BaZrO₃/Al₂O₃复合模壳对Ti-46Al-8Nb(原子分数/%)合金进行定向凝固，研究了合金的界面侵蚀层形貌、显微组织和物相组成，以及选晶器角度对选晶效果及合金片层取向的影响。结果表明：定向凝固合金底部存在厚10μm左右的侵蚀层，且随着高度增大，合金的氧含量和侵蚀层厚度增加；合金的凝固组织为由γ(TiAl)和α₂(Ti₃Al)相组成的全片层结构且无夹杂物存在；在30°～60°区间内，选晶器角度越小，选晶效率越高，但选晶器角度对合金片层取向与生长方向的夹角没有影响。     

热处理对激光选区熔化成形AlSi10Mg合金中共晶硅形貌与分布的影响

通过激光选区熔化(SLM)技术制备AlSi10Mg合金,分析了沉积态合金的显微组织,研究了3种热处理工艺(T6、T2、T6+T2)对共晶硅形貌和分布的影响。结果表明:沉积态合金表面熔池由中心向边界依次为细晶区、粗晶区和重熔区,合金中共晶硅呈短纤维状,尺寸为纳米级;热处理前后,AlSi10Mg合金均由铝、硅以及Mg_2Si相组成;热处理后共晶硅分布更加均匀,组织均匀性提高;沉积态合金依次经T6,T2工艺处理后,其共晶硅的硅元素含量增加,共晶硅纯度提高。     

Al62.8Cu25Fe12Y0.2稀土准晶涂层的制备及耐磨性研究

利用低压等离子喷涂方法在钛合金表面制备Al62．8Cu25Fe12Y0．2稀土准晶涂层。用Quanta2000型扫描电镜（SEM）分析涂层形貌，D／MAX-RC型衍射仪分析其相结构，HXZ-1000型显微硬度计测试涂层的显微硬度，在MM2000型实验机上进行室温滑动干摩擦磨损试验。结果表明：Al62．8Cu25Fe12Y0．2稀土准晶涂层相结构中除少量Y的稀土化合物相（β相）外，主要是准晶相（Ⅰ相），其涂层显微硬度有较大提高，而且稀土准晶涂层具有优异的摩擦磨损性能。     

GH4720Li合金的枝晶间相与均匀化工艺

GH4720Li合金中Ti、Al含量较高,同时加入了Zr元素。铸态合金在枝晶间存在γ+γ′相共晶、MC型碳化物相、一次η相和Ni5Zr相。合金的凝固顺序为:L→γ;L→MC;L→γ+γ′;L→η;L→Ni5Zr。将铸态合金进行1130℃/20h+1180℃/10h两阶段均匀化处理可以消除枝晶间γ+γ′相共晶、一次η相和Ni5Zr相。     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

研究了Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0．3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明，Mg-8Zn-4Al-0．3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、φ(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al，Zn)49)相组成。加入0．5％的Al5TiB可显著细化合金的铸态组织，晶粒大小由120～130μm减少到30～40μm。随着Al5TiB加入量的增加，合金的共晶α(Mg)相数量和合金的显微硬度均呈增加趋势。     

凝固冷却速率对55Al-Zn-1.6Si合金镀层组织和力学性能的影响

在0～0.5℃·s^-1凝固冷却速率下制备55Al-Zn-1.6Si合金铸锭,在常规冷却和强冷(凝固冷却速率分别为5～10,15～30℃·s^-1)DC51D+AZ镀层钢板上取样,对比研究了凝固冷却速率对合金镀层显微组织、物相组成和力学性能的影响。结果表明：3种凝固冷却速率下的55Al-Zn-1.6Si合金均由α(Al)、β(Zn)以及少量沿α(Al)晶界析出的针状富硅相组成;随着凝固冷却速率增大,组织细化,枝晶由接近平衡态的空间生长转化为非平衡态的平面生长,镀层中形成六角形锌花,且强冷镀层中的锌花最小;铸锭、常规冷却镀层和强冷镀层的硬度分别为123,106,125 HV;强冷镀层的屈服强度(287 MPa)高于常规冷却镀层(273 MPa),低于铸锭(330 MPa),常规冷却镀层和强冷镀层的规定总延伸强度分别为389,406 MPa;常规冷却工艺和强冷工艺下镀层钢板拉伸性能相差不大。     

高温合金GH4169疲劳裂纹尖端组织观察

本文通过透射电镜观察分析了高温合金GH4169疲劳裂纹尖端的组织,比较了裂纹附近组织与基体组织的异同,对深入探索GH4169合金裂纹形成机制具有重要意义。研究结果表明：GH4169合金裂纹两侧及裂纹前端存在大量挛晶,挛晶主要分布在距裂纹表面10-20um深度范围内;对这种高温合金而言,高应变速率下,孪生是主要变形机制之一;用高分辨电镜观察裂纹截面试样,发现挛晶层与裂纹表面之间还有一层多晶组织,主要由GH4169合金中的面心立方结构Y相组成,多晶层厚度约200—500nm。     

Mg97Zn1Y2镁合金的高温磨损行为

对Mg97Zn1Y2合金的室温磨损行为已有研究,但是缺乏高温磨损研究,探究该合金高温磨损行为是非常必要的。采用MG-2000型销-盘磨损试验机对Mg97Zn1Y2合金进行磨损试验,试验温度范围为20~200℃,加载范围为20~320 N,探究不同温度以及载荷对Mg97Zn1Y2合金磨损行为的影响。根据试验数据绘制不同温度下的磨损率曲线;应用SEM观察磨损表面形貌,应用EDS分析磨损表面的化学成分,划分磨损区间。结果表明：随着温度的升高,Mg97Zn1Y2合金的磨损率随载荷的增加而上升得更加显著,磨损行为可以分为轻微磨损和严重磨损两个阶段：轻微磨损阶段的磨损机制为：磨粒磨损、剥层磨损、氧化磨损;严重磨损阶段为严重的塑性变形和表面熔化。绘制了磨损机制转变图,划分该合金的安全工作区间,为该合金在高温下的摩擦学应用提供有益参考。     

钇稀土在Mg-Zn-Zr镁合金中的强化作用

通过金相、机械性能试验、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜及电子探针地Mg-Zn-Zr镁合金和添加0.94%(wt)钇稀土的Mg-Zn-Zr镁合金进行了对比研究,研究结果表明,钇稀土的添加,可细化合金的晶粒,改善合金的金相组织。合金添加包后,除了锌元素易在晶界富集外,钇元素也趋向于在晶界富集,并能与锌生成钇-锌相。在晶内,少量钇能固溶在合金基体,同时也能与镁生成镁-钇相。合金添加0.94%wt的钇,可使热挤压态下的抗拉强度有较大提高,其作用主要是,钇可在合金中起到变质作用,改善合金的金相组织。同时在挤压工艺条件下,在合金内能产生大量弥散细小的钇-锌相、镁-钇相质点,弥散强化合金,同时也可使合金产业亚晶组织强化合金。     

Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金的显微组织、力学性能及时效析出相

通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、高温拉伸试验机等对不同状态下Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金的显微组织、高温力学性能及时效析出相进行了分析。结果表明:该合金铸态组织由α-Mg固溶体、Mg5Gd析出相及α-Mg+Mg24Y5共晶体组成;挤压变形后合金的晶粒尺寸明显减小;合金挤压轧制板材在常温及150℃时有较高的抗拉强度,当温度进一步升高时强度下降较快;合金轧制板材时效析出相在高温(高于250℃)拉伸过程中没有发生相变,但在拉伸过程中会改变分布及形貌,使得变形抗力减小。     

Y对ZA84镁合金显微组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、电子万能试验机、扫描电镜和X射线等手段,研究了添加Y含量(0%～1.5%)对铸态Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,随稀土元素Y的加入,合金的铸态组织的变化趋势为先细化后粗化。适量稀土元素Y(0.5%)的加入使ZA84镁合金的组织明显细化,网状的τ-Mg32(Al,Zn)49相变成颗粒状。当Y含量0.5%时,网状的τ-Mg32(Al,Zn)49相重新出现,组织又逐渐粗化。合金的硬度值随Y含量的增加先升高后降低,且Y含量1.0%时达到最大值。稀土Y的加入,以固溶形式和形成强化相2种方式极大改善了合金的力学性能。当Y含量为0.5%时,获得最佳室温和高温力学性能,其常温抗拉强度和高温抗拉强度分别为206MPa和182MPa。与基体合金相比,分别提高了15%、14.4%。     

钙和锶对Mg_2Si/AZ91D复合材料组织和性能的影响

将铝-硅合金加入到AZ91D镁合金中,制备了原位合成Mg2Si/AZ91D复合材料,并研究了添加钙和锶对于复合材料铸态组织和力学性能的影响。结果表明:硅的加入在AZ91D镁合金中生成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相,但尺寸较大;元素钙和锶的综合作用可以显著细化复合材料基体的铸态组织,同时还可以明显改善Mg2Si的形态和分布,提高复合材料的强度。     

Effect of Micro-scale Y Addition on the Fracture Properties of Al–Cu–Mn Alloy

Rare earth (RE) elements have positive effects on Al alloy, while most research is focused on microstructure and mechanical properties. As important application indices, toughness and plasticity are properties that are sensitive to alloy fracture characteristics, and few research studies have characterized the fracture properties of Al–Cu–Mn alloy on RE elements. The effect of different contents of Y on the fracture properties of Al–Cu–Mn alloy is investigated. T6 heat treatment (solid solution and artificial aging treatment), optical microscope (OM), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) methods are applied to the alloy. Results showed that when Y element is present at 0.1%, the section of the as-cast alloy has smaller sized dimples and the fracture mode presents ductile features. Slight changes in hardness are also observed and maintained at about 60 HV. With increasing content of the RE element Y from 0.1 to 0.5%, the θ phase and Cu atoms in the matrix were reduced and most stopped at Grain boundaries (GBs). Micro-segregation and an enriched zone of Y near the GBs gradually increased. At the same time, the inter-metallic compound AlCuY is aggregated at grain junctions causing deterioration of the micro-structure and fracture properties of the alloy. After T6 treatment, the flatness of the fracture surface was lower than that of all the as-cast alloy showing lots of dimples and teared edges with a significant increase in hardness. When Y content was 0.1%, the strength and hardness of the alloy increased due to refinement of the grain strengthening effect. The content of Y elements segregated in the inter-dendritic zone and GBs is reduced. Plasticity and deformation compatibility also improved, making cracks difficult to form and merge with each other along adjacent grain junctions and providing an increased potential for ductile fracture. This paper proposes the addition of RE Y as an effective and prospective strategy to improve the fracture properties of the Al–Cu–Mn alloy and provide a meaningful reference in terms of improving overall performance.     

稀土钇对Zn-25Al铸态组织及力学性能的影响

以Zn-25Al合金为基体材料,通过常规铸造方法制备了不同稀土含量的锌铝合金。采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、硬度计等分析研究了稀土Y对试验合金显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,添加稀土钇后,在锌铝合金中,其与Al、Zn等元素形成硬度高、热硬性好的复杂成分化合物且分散于晶界和枝晶中,细化了组织,有效地阻碍了高温时基体的变形和晶界移动。随着钇含量的增加,在室温、100℃和180℃3个温度下合金的抗拉强度和硬度基本上呈先升后降的趋势。当钇含量为0.6%时合金的综合性能最好,高温强度和硬度提高显著。180℃时的抗拉强度比不加Y时提高33.3%,硬度提高64.9%。当钇含量超过0.6%时力学性能下降。     

铸态奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究

本文较系统地研究了在不同模数下,合金加入量对铸态奥氏体-贝氏体球墨铸铁的组织和性能的影响。研究结果表明,通过合金化获得铸态奥-贝球铁是可行的。它的抗拉强度可达9×10{sup}8N/m{sup}2以上,延伸率可达3%以上。并且它具有较高的低温冲击韧性,在-40℃时,冲击韧性（V型缺口）达4.6J。常温断裂韧性可达5.4×10{sup}7N/m{sup}(3/2),经325℃回火后可再提高20%,研究表明,残余奥氏体对于机械性能有良好的作用。     

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。     

钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过力学性能检测、SEM和XRD分析,研究了钇元素及固溶处理对AZ31镁合金组织和性能的影响,并分析了其断裂方式。结果表明:稀土钇元素能够细化铸态α-Mg基体组织,对镁合金具有较好的细晶强化作用;钇元素和铝元素形成的Al2Y化合物,在细化晶粒的同时均匀分布于晶界处,可强化晶界,提高合金的力学性能;钇元素质量分数为1.0%时,合金的力学性能最佳;进行440℃×10h的固溶处理能使加入0.5%(质量分数)钇元素的合金组织最为均匀;加入钇元素后,合金以韧性断裂和准解理断裂相结合的方式断裂。