挤压参数对生物植入应用镁合金降解性能的影响：综述（英文）

作为新一代临时生物材料,镁合金具有良好的生物相容性和生物可降解性,也有助于损伤骨组织的修复。但是,其在人体体液中不具备所要求的耐腐蚀性能。挤压等热机械加工对镁合金的力学性能和生物腐蚀行为均有影响。本文综述挤压参数(挤压比和温度)对镁合金生物腐蚀性能的影响。它们的影响主要归因于挤压合金显微组织的改变,包括最终的晶粒尺寸和均匀度、织构以及第二相的尺寸、分布和体积分数。挤压过程中的动态再结晶和晶粒细化使组织更均匀,并导致基面织构的形成,从而提高镁合金的强度和耐腐蚀性能。挤压温度和挤压比是影响降解的重要因素。随着挤压比的增加和/或挤压温度的降低,镁合金的晶粒尺寸减小,与挤压方向平行的样品两侧的基面织构增强,析出相体积分数降低,晶粒尺寸减小,这些都有助于提高镁合金植入物的耐腐蚀性能。     

镁合金在汽车领域中的应用（二）——镁合金汽车零部件的成形方法概述和应用前景展望

列举了镁合金汽车零件的典型成形方法,重点阐述了压铸和挤压两种最为主要的镁合金的成形工艺,并列举了几种镁合金在汽车零部件上应用的典型实例。展望了镁合金在汽车行业中的应用前景。     

Ca对高Zn镁合金高温抗蠕变性能的影响

系统研究了微量Ca的加入对Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和高温抗蠕度性能的影响。结果表明,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由α-Mg基体和块状准晶晶界相组成,在成分上准晶相与三元平衡相图中τ相(Mg32(Al,Zn)49)接近。少量Ca加入母合金后,块状准晶相部分转变为τ相和层片状φ相(Al2Mg5Zn2)。随Ca加入量增加,φ相的体积分数增多。Ca的加入显著提高了合金高温抗蠕变性能,175 ℃, 70 MPa蠕变条件下,Ca加入量为0.6%时,合金呈现最好的蠕变抗力,其稳态蠕变速率比母合金下降了近一个数量级     

AZ31B镁合金快速冷却搅拌摩擦焊缝厚度方向的显微组织和力学性能（英文）

采用电子背散射衍射仪和透射电子显微镜研究快速冷却对6 mm厚AZ31B镁合金搅拌摩擦焊缝厚度方向的显微组织和力学性能的影响。结果表明,液态二氧化碳冷却可促进焊缝顶部形成具有高位错密度、大量{1012}孪晶和第二相颗粒的细晶结构。{1012}孪晶使焊缝顶部区域的基面织构显著降低。接头顶部区域的强度和断后伸长率较底部区域均明显提高,焊接效率可达93%。这为在镁合金搅拌摩擦焊接头中制备梯度结构提供一种简单有效的方法。     

轧制变形量及轧后退火对LZ91镁合金板材显微组织和耐腐蚀性能的影响（英文）

研究轧制变形量和轧后退火工艺对Mg-9Li-1Zn(LZ91)合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。采用冷轧变形工艺制备轧制压下量分别为50%和75%的LZ91镁合金板材,然后在200℃下退火1 h。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察合金的显微组织,用X射线衍射仪测定合金中的相组成。结果表明,LZ91镁合金由α-Mg、β-Li和Mg-Li-Zn三元化合物(MgLi2Zn和MgLiZn相)组成。退火过程中β-Li相发生动态再结晶,合金晶粒细化。腐蚀试验表明:轧制变形和轧后退火能显著改善LZ91合金的耐腐蚀性能,75%冷轧退火LZ91镁合金具有最好的耐蚀性。     

钛合金设计中合金元素影响机理的研究进展（英文）

钛合金的性能主要取决于合金成分和显微组织两方面,而合金元素的种类选择以及添加量是合金成分设计的主要组成内容,不同合金元素的添加可以一定程度上改善合金的强度,高温性能,蠕变性能以及加工性能等,满足特殊工业需求。主要探讨了合金元素在钛合金设计中的作用以及说明了各合金元素在新合金设计中应注意的一些原则,并对合金元素在钛合金设计中存在的一些问题进行探讨和归纳总结,特别对于合金中不同合金元素之间的相互作用,引起合金组织中位错取向和相组成发生变化,从而影响合金的机械性能。另外,对几种经典合金的合金组成、稳定性以及组织性能之间的相互关联进行研究,希望进一步了解合金元素在钛合金中的影响机理,为新型钛合金设计与研发提供参考。     

TIG合金化制备AZ91镁合金表面Al-TiC涂层（英文）

尝试以TIG电弧为热源,通过Al和TiC的混合物进行表面合金化以改善AZ91镁合金的表面性能。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析AZ91合金层的显微组织演化。采用维氏显微硬度计和销-盘磨损试验分别研究显微硬度和干滑动磨损行为。结果表明,在一定的电流和扫描速度下,AZ91合金基体上形成近均匀的合金层。合金层的硬度值达305 HV_0.25,与AZ91合金基体相比,合金层的磨损几乎可以忽略不计。     

添加Bi对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响(英文)

研究添加Bi对AZ80镁合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:将Bi加入到AZ80镁合金中后,粗大的β-Mg17Al12离异共晶组织被细化并由连续网状分布变为断续状;晶界处和枝晶间出现具有六方D52结构的针状和颗粒状的Mg3Bi2相。力学性能测试结果表明:随着Bi含量的增加,抗拉强度和伸长率先升高再降低,AZ80-0.5%Bi合金的综合力学性能最优;当Bi含量超过1.0%(质量分数)时,针状相明显变多并粗化,加载时容易开裂而割裂基体,导致力学性能降低。     

SiCp尺寸对铸态AZ91镁合金显微组织与腐蚀性能的影响

采用半固态搅拌铸造方法制备出亚微米SiC_p增强AZ91复合材料(S1)、微米SiC_p增强AZ91复合材料(M10)以及双尺度SiC_p增强AZ91复合材料(S1+M9)。利用OM、SEM、XRD、浸泡法、电化学测试等研究了不同尺寸SiC_p对铸态AZ91镁合金显微组织与腐蚀性能的影响。结果表明,SiC_p的添加可以显著细化AZ91镁合金中半连续网状Mg₁₇Al₁₂相,这归因于SiC_p对Mg₁₇Al₁₂相的异质形核作用。Mg₁₇Al₁₂相能够包裹亚微米SiC_p析出,并且可以依附微米SiC_p表面析出。通过对比含有相同SiC_p体积分数的S1+M9和M10,可以看出S1+M9的耐蚀性相比M10显著降低,表明当SiC_p含量一定时,SiC_p     

高频振动对AZ31镁合金TIG焊接接头微观组织与力学性能的影响（英文）

设计一套能对焊件在水平和垂直方向进行频率15 k Hz、最大输出功率2 k W激振的TIG焊装置。在此基础上,对厚度3 mm和1 mm的AZ31镁板在不同激振方向、激振振幅以及剖口形式下进行焊接,对比分析不同条件下焊接接头的组织与性能。发现激振使得AZ31 TIG焊缝熔合区的组织显著细化,第二相β-Mg17Al12的析出减少;另外,焊缝区域显微硬度及试样的整体抗拉强度和伸长率提高;振动对厚板焊缝的影响更大,且垂直方向激振的影响更明显。振动对AZ31 TIG焊接接头组织与性能的影响,取决于焊接熔池金属凝固行为以及超声波激振能量的传递状态等因素,与激振振幅、方向以及焊接剖口角度和板厚等密切相关。     

拉伸试验时显微组织对AZ61镁合金摩擦焊（FSW）焊缝断裂部位的影响

讨论了镁合金AZ61在摩擦焊(FSW)过程中的显微组织演变过程，以及显微组织与机械性能的关系；镁合金AZ61焊件的拉伸性能受结晶取向分布、颗粒大小和位错密度等因素的强烈影响。     

镁合金表面含纳米金刚石的溶胶凝胶耐腐蚀涂层（英文）

在镁合金表面涂覆含不同比例羟基化纳米金刚石(HND)颗粒的溶胶凝胶防腐蚀涂层。加入0.01%、0.02%和0.05%(质量分数)HND颗粒后溶胶凝胶涂层中的微缺陷完全消失。AFM分析表明,加入0.005%和0.02%的HND颗粒后,溶胶凝胶层的平均粗糙度从约6.7 nm分别增加到16.1 nm和20.2 nm。在Harrison溶液中分别浸泡15、30、60和120 min后,用电化学阻抗谱(EIS)技术测试涂层的耐蚀性。加入不同浓度的HND颗粒可显著提高溶胶凝胶涂层的耐蚀性,并在0.01%时获得最佳结果。通过动电位极化试验验证电化学阻抗谱实验的结果。耐腐蚀性的增强是由于涂层的致密性(由于基体与HND颗粒产生化学作用)、腐蚀溶液曲折扩散路径的形成以及纳米颗粒对缺陷的填充。然而,随着纳米颗粒含量的增加,HND对耐腐蚀性的有利影响逐渐减弱。最后,对腐蚀实验后的溶胶凝胶纳米复合涂层的显微形貌进行研究。     

不同模具角度下反复弯曲-压平变形工艺对AZ31镁合金板材显微组织演变和变形行为的影响（英文）

采用不同角度模具的反复弯曲-压平变形工艺制备AZ31镁合金板材。通过FEM、OM、EBSD和硬度计研究AZ31镁合金在反复弯曲-压平变形过程中的显微组织演变和变形行为。结果表明,150°/150°模具在所有三组实验中都表现出最佳性能。随着道次的增加,合金的等效应变由于剪切和弯曲作用而显著提高。经过4道次后,合金的平均晶粒尺寸显著细化至1.7μm,基面织构被弱化,这是非基面滑移、动态再结晶和孪生引起的;尤其是锥面滑移有利于引发动态再结晶和孪生。合金的硬度值达到HV 77,这是滑移、孪生和动态再结晶竞争产生的显微组织和织构综合作用的结果。     

SnAg纳米粒子的尺寸控制及其机制（英文）

采用一种改进的化学还原法,在室温下合成Sn3.5Ag(质量分数,%)纳米颗粒。实验所用表面活性剂和还原剂分别为邻啡罗琳和硼氢化钠。X射线衍射分析表明所合成的纳米粒子没有明显的氧化现象。结果表明:在反应物浓度较小时,产生的一次粒子较少,团聚及二次粒子生长程度较小,纳米颗粒的尺寸也随之减小。当以某一合适的速率添加还原剂到前驱体溶液中时,表面活性剂浓度对纳米颗粒尺寸起到控制作用。由于表面活性剂分子可以与纳米团簇之间产生配位作用,因此可以抑制纳米颗粒的长大。表面活性剂与前驱体溶液质量的比值越大,得到的纳米颗粒尺寸越小。     

Mg-6Zn-3Sn合金的均匀化热处理及其对显微组织和力学性能的影响（英文）

利用DSC、OM、XRD、SEM、TEM、维氏硬度计和万能试验机,研究Mg-6Zn-3Sn合金均匀化过程中的显微组织和力学性能演变,分析合金过烧的原因和扩散动力学,确定合金的均匀化制度。结果表明,单级均匀化处理后,Mg₂Zn₃相分解,同时伴随着Mg₂Sn相的析出。当均匀化温度上升到350℃时,Mg₂Zn₃相导致合金的过烧。合金合适的均匀化制度为(335℃,24 h)+(400℃,6 h)。在双级均匀化过程中,合金的硬度持续下降,力学性能呈现先升后降的趋势,这与Zn和Sn原子的固溶和Mg₂Sn相的析出有关。     

添加钙和转速对旋转容器半固态铸造AZ91镁合金显微组织和凝固参数的影响（英文）

采用旋转容器半固态工艺(RCP)和添加1%Ca(质量分数)对AZ91镁合金的显微组织进行改性。在半固态加工过程中进行热分析(CA-CCTA),以确定合金的显微组织改性与RCP参数之间的关系。在580～640℃温度条件下,以0、150、180和210 r/min的转速旋转装有熔融AZ91合金的容器。为了确定合金的凝固特性、固相分数和枝晶搭接点(DCP),绘制冷却曲线。结果表明,随着转速的增加,冷却速率显著增加,AZ91和AZ91-1Ca(质量分数,%)的最大凝固范围分别增加15.9和6.4℃。当转速为180r/min时,对浆料施加剪切力可使固相分数最小化并延迟DCP的出现。晶粒尺寸和圆形度等显微组织特征也受到影响。在585℃和180 r/min条件下可得到圆形度为0.72、晶粒尺寸为73.4μm的球状组织。在最佳RCP条件下,向AZ91合金中添加1%Ca可使晶粒的圆形度增加到0.81,晶粒尺寸减小至53.2μm。     

压下量对WE43镁合金变形机理和孪生行为的影响（英文）

研究最后一道次压下量对铸态WE43镁合金在480℃直接热轧过程中位错滑移和孪生行为的影响。结果表明,在480℃轧制时柱面滑移始终是主要的滑移模式。另外,不同压下量下激活的孪生类型不同。较小的压下量(2%)下激活的主要是{■}拉伸孪生,而在较大的压下量(12%和20%)下激活的主要是{■}压缩孪生和■二次孪生。Schmid因子计算表明,{■}孪晶变体选择遵循Schmid定律,而{■}孪晶变体选择不遵循Schmid定律。即使单道次压下量达到20%也几乎没有发现动态再结晶晶粒,这可能是因为没有达到动态再结晶所需要的变形量。     

分段慢压射速度对AZ91D镁合金真空压铸件组织的影响（英文）

在AZ91D镁合金真空压铸过程中使用2种分段慢压射速度(两段和三段)。在充型之前型腔内真空压力变化情况通过真空传感器进行监测。压铸件组织通过光学显微镜和图像分析软件进行分析。结果表明,采用三段慢压射速度时充型时刻型腔真空压力明显降低,导致所得压铸件中气孔含量很低。通过恰当选用分段慢压射速度,在充型之前金属液在压室中的停留时间可缩短,在慢压射过程后期阶段金属液在压室中的流动也将受到抑制,这些因素可导致所得压铸件中压室预结晶组织含量较低。     

挤压态Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn合金的组织特征、力学性能和体外腐蚀行为（英文）

为改善医用镁合金微观组织特征与降解行为,采用挤压形变工艺改变医用镁合金的晶粒尺寸特征及析出相/金属间化合物尺寸、分布规律,探究了挤压态医用Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn镁合金微观结构特征及降解行为。结果表明：不同的热挤压变形并没有改变Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn镁合金中第二相的类型,但改变了第二相的分布和形貌。Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn镁合金的成分主为α-Mg和W-Mg₃Y₂Zn₃。电化学测试结果表明,铸态、挤压370℃和挤压390℃合金腐蚀电流密度分别为2.498、3.656、1.012μA·cm^-2。这是由于铸态组织中析出相/金属间化合物呈带状分布在基体中,可作为微阴极形成电偶腐蚀位点,加速合金腐蚀速率。合金在370℃挤压时,由于实际温度较低,部分粗化相未能充分溶解到α-Mg基体中,随着析出相数量增加及分布混乱无序,微阴极面积比例增大,进而导致腐蚀速率加剧。而390℃挤压态镁合金的挤压速度快、耗散行为慢,且铸锭与挤压机间摩擦强烈,已发生充分动态再结晶行为...     

热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响（英文）

采用金相分析、SEM、硬度试验和拉伸试验等方法分析和测试砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金在T6态(固溶后空冷然后时效)下的显微组织和室温力学性能,讨论该合金的断裂机理。结果表明,砂铸Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在225°C和250°C时效下的最优T6热处理工艺分别为(525°C,12 h+225°C,14 h)和(525°C,12 h+250°C,12 h)。峰时效下T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg+γ+β′相组成,2种峰时效热处理工艺下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339.9 MPa、251.6 MPa、1.5%及359.6 MPa、247.3 MPa、2.7%。在不同热处理工艺下Mg–10Gd–3Y–0.5Zr合金断裂的类型不同,峰时效态合金的断裂方式为穿晶准解理断裂。