机械振动对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织和力学性能的影响

研究了不同电压(0~300 V)下机械振动对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明:在机械振动的作用下,合金的凝固组织显著细化,力学性能提高。随着电压的增加,合金的初生相尺寸逐渐减小,其形态由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶或蔷薇状晶体,第二相分布变得均匀和连续;合金的抗拉强度和伸长率总体上逐渐提高;当电压为300 V时,合金的抗拉强度和伸长率较常规铸造条件分别提高了84.5%和158%。     

超声对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织和力学性能的影响

研究了不同输出功率(0~900 W)和作用时间(0~120s)的超声波对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,经超声熔体处理后,合金的凝固组织及力学性能均得到了改善,其第二相由连续网络状变为均匀弥散状;随着功率或处理时间的增加,合金的初生晶粒先细化后粗化,转折点分别为700 W和60s。当功率为700 W,处理时间为60s时,合金的综合性能最好,其抗拉强度和伸长率分别为198 MPa和15.4%,较常规铸造条件分别提高了23.8%和105%。     

锆元素对Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金微观组织和力学性能的影响(英文)

研究锆元素对Mg97Y2Zn1镁合金微观组织和力学性能的影响。锆元素的添加可以细化铸态Mg97Y2Zn1合金的组织。在挤压过程中,Mg97Y2Zn1镁合金在原始晶界和第二相周围优先形核。锆元素的添加促进合金的再结晶过程,这是因为锆元素的添加使合金形成更多的晶界,从而提高了再结晶的形核率。此外,锆元素的添加还能够提高合金的强度和伸长率等力学性能。     

挤压铸造LPSO相增强Mg_(97)Zn_1Y_2合金的组织及性能

以Mg_(97)Zn_1Y_2合金为对象,利用超声振动处理制备半固态浆料,研究了半固态流变挤压成形工艺中挤压压力对合金组织及性能的影响。经过超声处理制备的半固态浆料直接浇注得到的合金中α-Mg晶粒尺寸减小,LPSO相也得到细化并均匀分布于基体中。经过挤压成形的合金,LPSO相得到进一步细化,在块状LPSO相上出现条状相,并且随着压力增大,条状相数量增多。合金抗拉强度和伸长率随着压力增大先升高后基本保持不变。最优挤压压力为100 MPa,此时合金的抗拉强度和伸长率分别为234 MPa和11.6%。     

含LPSO相Mg_(94)Y_4Zn_1Ni_1合金的组织和力学性能

采用OM、SEM、TEM和电子万能试验机研究了Mg_(94)Y_4Zn_1Ni_1(at%)合金在铸态、退火、挤压和时效态的显微组织与力学性能。结果表明:铸态合金组织由胞状α-Mg相、网状18R LPSO相和块状Mg_(24)(Y,Zn,Ni)_5相组成。退火后,合金中未析出14H LPSO相。经挤压变形,18R LPSO相转变为长条状并沿挤压方向排列,挤压态合金的抗拉强度达到417 MPa,显著高于铸态和退火态合金。经过T5和T6时效处理,在合金的基体中析出大量细小的共格β'沉淀相,合金得到进一步强化。T5态和T6态合金的抗拉强度分别为434和432 MPa,屈服强度均高于300 MPa。     

复合磁场对Mg_(93)Zn_6Y_1合金凝固组织和力学性能的影响

将脉冲磁场和稳恒磁场组成复合磁场作用于Mg_(93)Zn_6Y_1合金的凝固过程,分析复合磁场对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,相比单一磁场,经复合磁场处理后合金的凝固组织细化更为显著,初生相的形貌转变为蔷薇状和多边形状共存,平均晶粒尺寸仅为146μm;第二相的形貌转变为不连续网状,其分布也更为均匀和弥散。经复合磁场处理后,合金表现出理想的综合力学性能,其室温下的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到172 MPa、231 MPa和3.39%,相比未处理合金提高了73.4%、68.6%和63.1%。     

异步轧制对Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金晶粒和力学性能的影响

试验研究了异步轧制工艺参数对Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金力学性能的影响,探讨了异步轧制工艺参数对合金晶粒细化及其强化机制的影响。结果表明:随着轧制道次的增加,材料的屈服强度和抗拉强度增加,最高可达到325 MPa;异步轧制产生的剪切应变能有效促进压缩孪晶和晶粒内部及晶粒间的相互作用,产生动态再结晶,从而导致大晶粒的内部转变为许多小亚晶,达到细化晶粒,提高镁合金力学性能的目的。     

机械搅拌对含长周期结构Mg_(97)Zn_1Y_2合金组织细化及性能的影响

过在合金凝固过程中施加机械搅拌制备含长周期结构的Mg_(97)Zn_1Y_2合金,通过改变搅拌时间以及搅拌转速工艺参数制备多组试样,研究机械搅拌对镁合金组织细化及力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)观察合金的显微组织,利用显微硬度仪对试样进行了硬度测试,采用析氢法对试样进行耐腐蚀性能的测试,探究最佳搅拌时间及搅拌速率。研究结果表明:经搅拌处理后,试样的组织形态及尺寸发生不同程度的细化,合金的硬度及耐腐蚀性能也发生了较大变化。就本实验参数而言,搅拌速率为700 r/min、搅拌时间为2 min时合金力学性能最好。     

纵向直流磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织及力学性能的影响

研究了0~0.15 T的纵向直流磁场对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明:纵向直流磁场可以细化合金的初生晶粒,使第二相分布变得均匀且连续,提高晶内溶质含量;随着磁场强度的增加,合金的晶粒尺寸总体上逐渐减小,力学性能逐渐提高,X射线衍射图谱最强峰由(002)变成了(101);当磁场强度为0.15T时,合金的抗拉强度和伸长率较无磁场处理的试样分别提高了20%和40%。     

Zr和超声对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

对比研究了Zr、超声以及Zr和超声复合处理对长周期结构Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响,同时考察了复合处理条件下,不同的超声输出功率、处理时间和施振温度对合金凝固组织的影响。结果表明,Zr和超声均可以显著细化合金的凝固组织,且Zr和超声复合处理对合金凝固组织的细化效果最佳;在复合处理条件下,当超声输出功率在0~900 W范围内,超声处理时间在0~120s范围内,随着输出功率或处理时间的增加,合金的晶粒逐渐细化;在660~730℃范围内,随着超声施振温度的降低,合金的晶粒逐渐细化。     

Zr对Mg_(97)Y_2Cu_1合金组织与性能的影响

研究了0~1.2%的Zr含量对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,Zr可以显著细化合金的初生晶粒,使第二相分布变得均匀。在合金中加入Zr后,生成了少量颗粒状的CuZr2相,分布在α-Mg基体中。随着Zr加入量的增加,合金的力学性能逐渐提高;当Zr加入量为1.2%时,合金的抗拉强度和伸长率分别为218MPa和9.4%,较未合金化处理的试样分别提高了26%和62%。     

复合磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

对比研究了未处理、直流磁场处理、脉冲磁场处理及直流-脉冲复合磁场处理对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织的影响,并研究了复合磁场处理条件下不同的脉冲磁感应强度、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度下合金的晶粒大小。结果表明,经复合磁场处理后,合金的凝固组织明显改善,其效果好于单一的直流磁场处理或脉冲磁场处理;合金的初生相转变为细小的等轴晶或蔷薇状晶,第二相分布变得均匀和连续,体积分数提高。当脉冲磁感应强度在0~0.25T、脉冲频率在1~10Hz范围内,随着脉冲磁感应强度或脉冲频率的增大,合金的晶粒尺寸逐渐减小。在20~600℃范围内,随着模具预热温度提高,合金的晶粒尺寸先减小后有所增大;在650~750℃范围内,随着浇注温度的提高,合金的晶粒尺寸先增大后减小。     

挤压和等通道角挤压制备高强度Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金

采用常规挤压和等通道角挤压工艺加工得到高强度Mg97Y2Zn1镁合金。结果表明:常规挤压后,镁合金晶粒尺寸为0.5～2.0μm,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到352MPa、413MPa和10%。常规挤压后再经过等通道角挤压,晶粒尺寸被进一步细化到300～400nm,屈服强度和抗拉强度进一步提高到400MPa和450MPa。在铸态、常规挤压态和等通道角挤压态的Mg97Y2Zn1合金中,都发现有长周期有序的精细层状结构存在,其产生与基体中溶有少量Y和Zn元素有关。晶粒细化和精细层状结构的存在是材料高强度的原因。     

直流脉冲磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金组织和性能的影响

研究了直流脉冲磁感应强度和脉冲频率对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,直流脉冲磁场在0~0.25 T范围内,随着磁感应强度的提高,合金的初生相逐渐细化,第二相逐渐粗化,且含量逐渐增加。在1~5 Hz范围内,脉冲频率对合金组织的影响较小;当脉冲频率增加至10 Hz时,合金的初生相最为细小,第二相分布最均匀,含量最高。随着磁感应强度或脉冲频率的增加,合金的抗拉强度和伸长率总体上逐渐提高;当磁感应强度为0.25 T时,合金的抗拉强度和伸长率较常规条件分别提高了42.5%和106.0%。     

热处理对Mg_(94)Zn_2Y_4合金微观组织与力学性能的影响（英文）

研究了在773 K、48 h条件下热处理对Mg_(94)Zn_2Y_4合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,块形和板条结构的18R长周期堆垛结构相可直接从熔体凝固过程中形成。热处理后,绝大多数的块形和板条结构相转变为细片状或针状的14H相。在热处理过程中,有相当体积分数的LPSO(长周期堆垛结构)相由18R转变为14H。结果表明,经过热处理,块形和板条结构相与针状相可以在α-Mg基体中共存,并作为影响因素,使合金晶粒得到细化,晶粒尺寸为14~24μm(平均晶粒尺寸为19μm),使极限抗拉强度、屈服强度以及伸长率分别由铸态时的182 MPa、135 MPa和10.2%提高至245 MPa、157 MPa和13.8%。     

直流磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织、结晶织构及力学性能的影响

研究了0~1.2 T的直流磁场对长周期结构增强Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织、结晶织构及力学性能的影响。结果表明:直流磁场可以细化合金的初生相,减少α-Mg基体中Y元素的含量。随着磁场强度的增加,{1 1 2 0}面织构先加强后减弱,其转折点为0.9 T,{10 10}面织构逐渐增强;合金的铸态抗拉强度和伸长率总体上逐渐提高,当磁场强度为0.9 T时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度和伸长率较无磁场处理的试样相比分别提高了96.6%和61.1%。     

LPSO相增强铸态Mg_(92)Zn_4Y_4和Mg_(92)Zn_4Y_3Gd_1合金组织与性能分析（英文）

采用普通凝固技术制备了含有长周期堆垛有序(long period stacking ordered,LPSO)结构相的Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金。通过OM、SEM、EDS、XRD和TEM分析了合金中各相形貌、微区成分及结构。结果表明:Zn/RE原子比为1的2种铸态镁合金中均存在14H-LPSO结构相;在Mg-Zn-Y合金中添加稀土元素Gd增加了合金的形核质点并促进了长周期堆垛有序结构相的形成,14H-LPSO相体积分数由12.1%增至30.4%;LPSO结构相在高温形成时分割了αMg树枝晶,基体平均晶粒尺寸由50μm降至10μm以下;铸态Mg92Zn4Y4合金的凝固组织为α-Mg固溶体+Mg12Zn Y+Mg3Zn3Y2+Mg-Y;铸态Mg92Zn4Y3Gd1合金的凝固组织主要为α-Mg固溶体+Mg12Zn(Y,Gd)+Mg3Zn3(Y,Gd)2;室温条件下,Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金的压缩率达到12.4%和15.5%,热导率分别为99.233和88.639W·(m·K)-1。     

挤压及时效处理对铸造Mg_(94)Zn_(2.5)Y_(2.5)Mn_1合金组织与力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜等研究了Mg94Zn2.5Y2.5Mn1合金正挤压及随后200℃等温时效过程中的组织与力学性能变化。结果表明:Mg94Zn2.5Y2.5Mn1合金挤压过程发生动态再结晶,晶粒明显细化,颗粒状的W(Mg3Zn3Y2)相弥散分布,晶界处X相和晶内的14H相发生了小角度变形扭折;挤压态Mg94Zn2.5Y2.5Mn1合金经时效50 h处理后,可以实现组织均匀化,消除大部分挤压缺陷,抗拉强度高达345 MPa,伸长率为22.5%左右。     

Mo微合金化对铸态Mg_(94)Zn_(2.5)Y_(2.5)Mn_1合金显微组织和力学性能的影响

在Mg-Y-Zn系长周期镁合金中加入微量Mo,探究其微合金化对基体合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-Zn-Y-Mn-(Mo)合金显微组织由α-Mg基体相、18R LPSO相(Mg_(12)YZn)和W相(Mg_3Zn_3Y_2)三相组成。发现微量Mo能明显细化铸态合金晶粒,显著促进合金中18R LPSO相形成,抑制W相析出。当加入0.3 wt.%Mo时,合金的显微组织和力学性能达到最佳,最小晶粒尺寸达到22μm,其抗拉强度和伸长率分别达到265 MPa和13.5%。     

超声-脉冲磁场处理对Mg_(97)Y_2Cu_1合金组织和性能的影响

对比研究了未处理、脉冲磁场处理、超声处理和超声-脉冲磁场复合处理对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响,并考察了复合处理条件下不同的施振温度对合金初生相形貌、室温及高温力学性能的影响。结果表明,经超声-脉冲磁场复合处理后,合金的凝固组织及力学性能均得到了改善,其效果好于单一的超声处理或脉冲磁场处理;合金的初生相显著细化,其形态由发达的枝晶转变为细小的等轴晶或蔷薇状晶体,第二相分布变得均匀和连续,同时分布在晶界上的第二相体积分数有较大幅度提高;合金的抗拉强度和伸长率较常规铸造条件分别提高了30.1%和119.6%。