锶、钕对Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金微观组织和力学性能的影响

当镁合金中添加含量较高的Si时,会形成大量粗大汉字状的Mg2Si,严重影响合金的力学性能。通过Sr和Nd及其复合添加细化Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金中粗大的Mg2Si,研究添加元素对合金微观组织和室温力学性能的影响,分析了Sr和Nd对Mg2Si的细化机制。结果表明,随着Sr的加入,汉字状Mg2Si的形貌得到改善,形成了均匀的多边形块状;当Sr添加到0.16%(质量分数,下同)时,Mg2Si得到了完全的细化。当同时添加Nd和Sr元素时,合金中出现新的以Mg,Al,Nd和Si形成的物相;随着Nd的增加,这种新的物相增多,这种化合物提供了Mg2Si相细化的异质核心。在Sr和Nd的复合作用下,汉字状Mg2Si被细化,合金的力学性能得到改善。     

稀土Nd对铸造Al-Si合金低温拉伸断裂行为的影响

研究了稀土Nd元素对Al-7Si-0.3Mg合金的低温拉伸性能及其断裂行为的影响。结果表明拉伸温度对铸造Al-7Si-0.3Mg的拉伸性能有显著影响,在低温(-60℃)下拉伸,合金的强度提高但伸长率降低。随着Al-7Si-0.3Mg合金中Nd含量的增加,合金在低温(-60℃)下的屈服强度、抗拉强度和伸长率呈现先升高后降低的趋势。Nd元素含量为0.2wt.%时合金力学性能达到最高值,这是由于Nd对组织细化和Si相的变质作用;当合金中Nd含量分别大于0.4%和0.8%后,组织中会形成棒状Al_4Nd相和片状Al_2NdSi_2相,这些脆性相在拉伸时割裂合金基体,使合金的低温拉伸性能降低。     

不同合金元素对Mg15Al镁合金显微组织与腐蚀性能的影响

研究了Zn、Si、Nd三种元素对Mg15Al镁合金微观组织和腐蚀性能的影响,通过金相显微镜和XRD分析了Mg15Al-X合金的显微组织。结果表明:三种元素都能使Mg15Al合金的晶粒细化,Nd的细化效果最好。Mg15Al-1Zn中不出现新相,但是Zn的加入可促进β相的形成,而Mg15Al-1Si和Mg15Al-1.5Nd中分别出现了汉字状或块状新相Mg2Si和针状新相Al11Nd3,促使β相成均匀连续网状结构。添加Si元素,增加了β相含量,Mg2Si相与β相形成屏障保护α-Mg基体;添加Nd元素,β相含量减少,抑制了α-Mg基体与β相之间的微电偶腐蚀,从而提高了Mg15Al合金的耐腐蚀性。     

Nd对Mg-4Al-1Sr合金显微组织及力学性能的影响

研究了Nd含量(0、1.0%、2.0%、3.0%)对Mg-4Al-1Sr合金显微组织及室温、高温力学性能的影响.研究结果表明,合金中添加Nd后,细化了合金晶粒,形成高熔点的针状强化相Al11Nd3,很大程度上提高了合金力学性能.当Nd含量达到2.0%时,合金的室温、高温抗拉强度分别达到了206 MPa和138 MPa,比未添加Nd时提高了20%和14%.随着Nd含量的进一步增加,合金中析出了大块状Al2Nd相,该相的形成降低了合金的力学性能.     

复合添加Si、Nd元素对Mg-11Li-3Al合金组织与力学性能的影响

利用磁悬浮真空高频感应加热法熔炼高质量的镁锂合金,通过Si、Nd元素复合添加来研究其对Mg-11Li-3Al合金组织与力学性能的影响。结果表明:加入Si、Nd元素后,组织中主要生成Mg_2Si和Al_(11_Nd_3 2种第二相,其中Si的添加能够促使合金组织中形成篆体形貌的黑色析出物聚集区,而Nd的加入能够细化这种黑色棒状的析出物,并减小晶粒尺寸、洁净组织。当Nd的添加量为1%(质量分数)时其晶粒细化的效果最佳。经过XRD和EDS分析发现,这种黑色棒状的析出物为Mg_2Si相和Al_(11)Nd_3相的结合体。铸态合金的抗拉强度随着Si含量的增加递增,最后趋于稳定;其塑性并不会随某一种或是复合元素的添加而单调变化。实验得到了一种综合力学性能最佳的合金Mg-11Li-3Al-1Si-1Nd,其抗拉强度和伸长率分别为212.3 MPa和46.2%。     

Mg元素对强流脉冲电子束改性后Al-20Si合金表面微观组织及性能的影响

目的通过添加Mg元素改善Al-20Si合金的组织,提升其表面力学性能。方法运用场发射扫描电镜(FESEM)、显微硬度计及多功能材料表面性能试验仪等一系列检测手段,考察Mg元素对强流脉冲电子束改性Al-20Si合金表面效果的影响,及合金表面微观组织和表面力学性能的变化。结果 Mg元素能与硅相形成更细小的Mg_2Si相来细化初生硅相,同时可改善强流脉冲电子束处理后铝硅合金表面产生的微裂纹。材料表面经强流脉冲电子束改性后,所有的衍射峰发生了宽化及偏移。两组合金铝基体的显微硬度随着脉冲数的增加而逐渐递增,Al-20Si合金铝基体的显微硬度由745.5MPa增加到2170.7MPa,Al-20Si-5Mg合金的铝基体显微硬度由1061.3 MPa增加到2403.6 MPa,Mg元素的添加可提高Al-20Si合金的硬度。另外,通过往复摩擦试验发现,Mg元素及强流脉冲电子束都能提高材料的耐磨性。结论 Mg元素能改善强流脉冲电子束处理后Al-20Si合金表面的微观组织,添加Mg元素后,Al-20Si合金表面的力学性能得到提高。     

Nd添加对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响(英文)

研究添加稀土元素Nd对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:添加1.0%Nd元素可以有效地改善AZ80合金的铸态组织,其晶粒尺寸由448μm细化至125μm,凝固组织中出现条状的Al11Nd3相和块状的Al2Nd相,且β-Mg17Al12相显著细化,由连续网状变为不连续分布。时效过程中Nd元素的添加抑制了晶界处不连续析出相的出现,并推迟合金时效峰值的出现。在AZ80合金中添加1.0%Nd时,合金的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为103.7MPa、224.0MPa和8.4%。该合金T6态的屈服强度和抗拉强度分别达到141.1和231.1MPa。     

纳米SiC颗粒对Mg9Al-1Si合金组织及力学性能的影响

研究了纳米Si C颗粒对Mg9Al-1%Si(以下记作Mg9Al-1Si)合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:Mg9Al-1Si合金组织由α-Mg基体、网状β-Mg17Al12相及粗大汉字状或细长鱼骨状两种形态的Mg2Si相组成。加入质量分数为1%的纳米Si C颗粒,Mg9Al-1Si合金的α-Mg基体晶粒明显细化;β-Mg17Al12相变细变小,网状分布改善不大;粗大汉字状Mg2Si相消失,鱼骨状的Mg2Si相变得更加细小。合金的力学性能得到显著提高,屈服强度提高了13.5%;抗拉强度提高了54%;伸长率由0.48%提高到1.56%,提高了225%.     

La和Nd复合添加对AZ91镁合金铸态组织和性能的影响

利用SEM和XRD等方法研究了总添加量为2.5%(质量分数, 下同)的单加或复合添加La和Nd的AZ91镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析了合金的室温力学性能。结果表明：单加或复合添加2.5%的La和Nd使AZ91合金中的β相Mg17Al12数量明显减少。单加La和单加Nd在AZ91合金中形成的稀土相分别是针状的Al11La3和块状的Al2Nd;二者复合加入时两种稀土相同时出现,Al11La3相和Al2Nd相的尺寸较单加时有所减小,其相对含量与两种稀土元素添加量成正比。当复合添加La和Nd时,Al11La3相中的部分La和Al2Nd相中的部分Nd分别被Nd和La置换。相对于单一添加,复合添加La和Nd能更显著地改善AZ91的力学性能。本实验研究的合金中,AZ91+1.0%La+1.5% Nd合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和延伸率分别为235 MPa和10%     

Ce对铸造Mg-5Al-2Si合金中Mg_2Si相改性及力学性能的影响

利用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜等分析测试手段,研究了不同Ce添加量对重力铸造Mg-5Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加Ce以后,合金中主要存在α-Mg相、汉字状Mg_2Si相、多边形Mg_2Si相、细小的Al11Ce3和CeSi2相;稀土Ce的加入改变了合金中Mg_2Si相的尺寸、形貌与分布;随着Ce含量增加,汉字状Mg_2Si相的平均长度大幅度减小,共晶Mg_2Si相的形貌由粗大的汉字状转变为多边形状;当Ce添加量为0.4%时,试验合金的力学性能达到最佳,而增加至0.8%时,合金的力学性能反而下降。拉伸断口形貌也揭示了合金的力学性能情况。因此,适当的Ce添加量(0.4%)可以有效地改性Mg_2Si相,从而提高合金的强度和伸长率。     

Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、X射线衍射分析和力学性能测试等手段,研究了稀土元素Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Gd的添加并没有细化Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的晶粒尺寸,但晶粒尺寸保持在较小的范围内,合金显微组织有所粗化。Gd含量为3.6%时,合金的室温及高温强度达到最大值。Gd的添加对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的高温力学性能有一定改善,尤其是200℃时的力学性能提高较明显,但过量的稀土元素添加使得Mg-6Al合金的强化作用减弱。     

微量Zr对过共晶Al-20Si合金微观组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜/能谱、X衍射分析仪及力学性能测试等手段,研究不同添加量的Zr(0.15%,0.3%,0.45%,0.6%)加入Al-20Si合金后对微观组织和力学性能的影响。结果表明:Al-20Si合金中添加微量Zr能使合金中初生硅形态从粗多边形和星形细化为细小多面体形状,并逐渐球化;共晶硅形态从粗大片状、针状结构变为离散颗粒细纤维结构。当Al-20Si合金中的Zr添加量为0.3%时,其细化变质效果最明显,初生硅平均长径比由1.71降至1.26,共晶硅平均长度由20.6μm降至8.7μm。此时,合金的拉伸强度和伸长率分别由初始的89.4MPa和0.67%增至132.1 MPa和1.2%,分别提高了47.8%和79.1%。从XRD和EDS分析结果可知,Al-20Si合金中加入Zr元素形成了Al_4Si_5Zr_3合金相。由断口分析可知,添加Zr形成的Al_4Si_5Zr_3相使合金颗粒弥散并形成了钉扎强化,从而使其力学性能得到显著提升。     

Al-10RE中间合金对Al-20Si合金组织和性能的影响

研究了不同Al-10RE添加量对Al-20Si合金铸造组织和力学性能的影响。结果表明,加入Al-10RE后的Al-20Si合金主要由α-Al基体、初晶Si、共晶Si和针状的Al11RE3相组成;初晶Si的形状由大块状变为小块状和球状,其最佳加入量为1.5%,初晶Si平均晶粒尺寸最细小,且呈弥散均匀分布。其抗拉强度、伸长率和硬度达到最大值,分别为117 MPa、11.0%、87.76。分析认为,RE的加入改变了初晶Si晶粒的生长方式,而细化的晶粒以及针状Al11RE3相的产生又大大改善了Al-20Si合金的力学性能。     

元素Cu、Mn及热处理对Al-20Si合金组织及力学性能的影响

在Al-20Si合金中添加含Cu、Mn元素的中间合金,熔炼得到Al-20Si-0.2Cu-0.3Mn、Al-20Si-0.6Cu-0.5Mn、Al-20Si-1Cu-0.7Mn和Al-20Si-1.4Cu-0.9Mn的Al-Si合金。采用金相显微镜、拉伸试验机、布氏硬度计等对铸态及固溶处理+人工时效(T6)热处理态的不同Cu、Mn含量的Al-20Si合金的微观组织及力学性能进行研究。结果表明:Cu、Mn元素可以细化Al-20Si合金中的初生硅和共晶硅,使其组织均匀化,并提高Al-20Si合金的抗拉强度和布氏硬度。Cu、Mn元素的合理添加量分别为1wt%和0.7wt%,此时铸态Al-20Si合金的抗拉强度达到最大值(238 MPa),T6热处理态Al-20Si合金的硬度达到最大值(212 HB)。T6热处理可以改善Al-20Si合金中的Si相,细化初晶硅和共晶硅,消除枝晶,并形成固溶强化。     

稀土元素和Ti对ZM5镁合金组织和性能的影响

用金相显微镜、X射线衍射仪分析了添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的Mg-8．5Al-0．5Zn（ZM5）合金的组织和相组成,测试了合金的室温力学性能。结果表明,添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金中出现了新的镁．稀土相MgY、Mg12Nd,而在同时添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的合金中,还出现了新相Ti2Mg3Al18;添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金在拉伸性能、硬度以及组织都明显优于ZM5镁合金,而同时添加稀土元素和Ti合金的镁合金其性能又显著优于单独添加Y或Nd的合金。     

Si添加量对机械合金化Al-12%Sn合金组织与摩擦性能的影响

利用机械合金化方法制备出Al-12%Sn-x%Si合金粉末,然后将其压制成型,并进行烧结得到块体合金;运用X线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究Si添加量对Al-12%Sn合金组织和性能的影响。结果表明:添加Si使得Al-12%Sn合金中Sn相变得更加细小且均匀分布,并且通过形成Al-Si共晶液相能够有效改善合金的烧结活性,提高合金的致密度;随着合金中Si添加量增加,合金的硬度、强度和塑性都有大幅度提升。此外,添加Si的Al-12%Sn合金的摩擦磨损性能也有较大提高,Si含量为2.5%时,合金具有最优的摩擦性能。     

脉冲磁场和Cr对Al-5.3Fe合金组织及高温性能的影响

研究了微量Cr和脉冲磁场对Al-5.3Fe合金凝固组织和高温力学性能的影响。结果表明,在Al-5.3Fe合金中单独添加微量(0.3%)Cr,初生Al3Fe相由粗大的板片状或长针状转变为较大的花朵状。电压在0~250V范围内,随放电电压的增加,添加0.3%的Cr的Al-5.3Fe合金凝固组织逐步细化,初生Al3Fe相由较大的花朵状逐渐变为细小的颗粒状。在微量Cr和脉冲磁场共同作用下,Al-5.3Fe合金高温抗拉强度和伸长率分别达到了147.5MPa和1.85%,比未经任何处理的Al-5.3Fe合金,分别提高了48.4%和172.1%。     

添加微量Ca对Mg-9Li合金组织与力学性能的影响

采用Mg-10Al-27Ca中间合金的方式在Mg-9Li合金中添加微量Ca及Al元素,利用磁悬浮熔炼和铜模吸铸的方法熔炼制备了Mg-9Li-0.5Ca-0.18Al合金,考察微量Ca添加对Mg-9Li双相合金组织与力学性能影响。结果表明,相比于常规用Mg-30Ca、纯Al的Ca、Al添加方式,以Mg-10Al-27Ca中间合金方式添加Ca、Al元素对Mg-9Li双相合金中α-Mg相的组织细化和均匀化效果更为显著,形成的Al2Ca颗粒分布也更为均匀弥散。经Mg-10Al-27Ca中间合金方式添加0.5 wt%Ca后,合金的屈服强度、抗拉强度较Mg-9Li合金分别提高75.8%、52.5%,伸长率仅下降7.6%,合金的断裂韧性得到提高。Mg-10Al-27Ca中间合金中形成的细小、分布均匀的Al2Ca颗粒对α-Mg相优良的异质形核作用是Mg-9Li-0.5Ca(Mg-10Al-27Ca)-0.18Al合金组织细化、力学性能提高的根本原因。     

不同合金元素对Mg15Al高铝镁合金组织与性能的影响

研究了不同合金元素（Zn,Nd,Si）对Mg15Al镁合金的组织和性能的影响。通过对Mg15Al,Mg15Al1Zn,Mg15Al1Si,Mg15Al1．5Nd四种合金微观组织的观察和力学性能的测定,发现添加了合金元素后Mg合金组织中α—Mg基体和β—Mg17Al12相都得到了不同程度的细化,其中Mg15Al1Si,Mg15Al1．5Nd合金组织中有第三相生成,其形态分别为汉字状、块状,长针状。试验结果表明：添加zn和Nd元素后,抗拉强度比Mg15Al合金显著提高。提高幅度分另4为：13．2％和16．6％,而添加si元素后Mg15Al1Si合金抗拉强度比Mg15Al合金低。添加Nd元素后,伸长率比Mgl5Al合金显著提高,增幅为140％,添加了Si元素和Zn元素后,伸长率比Mg15Al合金低。     

Al-3B变质共晶铝硅合金的显微组织与力学性能

采用Al-3B中间合金对不同温度Al-12.6Si合金熔体进行变质处理。结果表明:当变质温度相同时,随着Al-3B加入量的增加,Al-12.6Si合金中α(Al)相的面积分数呈现先增大后减小的变化趋势,当Al-3B加入量为0.4%(质量分数)时,α(Al)相面积分数达到最大值35.6%。当Al-3B加入量为0.4%时,随着变质温度的升高,Al-12.6Si合金中α(Al)相的面积分数也呈现先增大后减小的变化趋势,当变质温度为700℃时,合金组织中α(Al)相的面积分数最大。与未变质Al-12.6Si合金相比,在700℃时经0.4%Al-3B变质处理后,Al-12.6Si合金的抗拉伸强度和伸长率分别提高12%和64%,变质处理后合金的综合力学性能得到明显提高。