微合金化对AZ31组织和力学性能的影响

研究了Ca和Zr元素对AZ31镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并探讨其化学成分与组织结构和力学性能之间的变化.结果表明,在AZ31镁合金中加入Ca后,合金的组织明显细化,晶间析出相增多,β Mg17Al12相数量减少,当Ca含量为0.37%时,在晶界上出现了新相Al2Ca相,Al2Ca相对合金有强化作用,合金的抗拉强度为190.4 MPa.当Ca含量达到1.54%时,晶粒尺寸最小为63.4 μm;采用电磁悬浮铸造技术,在AZ31镁合金中加入Zr,可以细化合金的显微组织,提高其力学性能,当Zr含量达到0.07%时,合金的抗拉强度为210.8 MPa,与铸态AZ31镁合金相比提高了19.56%,伸长率为12.9%,提高了20.56%.     

锆对铸造3104铝合金微观结构和力学性能的影响（英文）

研究了不同锆添加量的3104合金的析出组织和力学性能。结果表明,随着Zr含量的增加,合金晶粒尺寸减小,当Zr质量分数大于或等于0.25%时,合金晶粒最小(20μm)。同时,晶粒形状由羽毛状变为等轴状。此外,Zr还可以通过形成Si相和其它金属间化合物来改善合金中Si和Mn元素的分布。维氏硬度分析表明,Zr的加入会降低Al-Mn-Fe 3104合金的硬度。此外,根据拉伸试验结果,当Zr质量分数不高于0.25%时,随着Zr含量的增加,合金的抗拉伸强度和延伸率都有所提高。适当的Zr含量可以起到钉扎位错和阻碍滑移的作用,提高合金的强度和韧性。     

锆对铸造3104铝合金微观结构和力学性能的影响

研究了不同锆添加量的3104合金的析出组织和力学性能。结果表明,随着Zr含量的增加,合金晶粒尺寸减小,当Zr质量分数大于或等于0.25%时,合金晶粒最小(20μm)。同时,晶粒形状由羽毛状变为等轴状。此外,Zr还可以通过形成Si相和其它金属间化合物来改善合金中Si和Mn元素的分布。维氏硬度分析表明,Zr的加入会降低Al-Mn-Fe 3104合金的硬度。此外,根据拉伸试验结果,当Zr质量分数不高于0.25%时,随着Zr含量的增加,合金的抗拉伸强度和延伸率都有所提高。适当的Zr含量可以起到钉扎位错和阻碍滑移的作用,提高合金的强度和韧性。     

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%。     

Sn、Ca含量对挤压铸造Mg-Sn-Ca合金组织和性能的影响

研究了Sn和Ca含量对挤压铸造Mg-Sn-Ca合金组织和力学性能的影响。结果表明,随着Sn含量上升,Mg-Sn合金的晶粒细化,Mg₂Sn相逐渐增多,合金力学性能升高,当Sn含量为5%时性能理想。当Ca含量不超过1%时,随着Ca含量上升,Mg-Sn-Ca合金晶粒明显细化并形成CaMgSn相,合金力学性能逐渐提高;当Ca含量超过1%时,合金中第二相粗化并发生团聚,导致合金性能降低。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能（英文）

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa(x=0.5,1.0,1.5,mass fraction%)合金经过200℃等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg_(41)Sm_5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在T5(峰值时效)态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒,其大小约为5.1μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg_2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5%时,晶界处含Ca的块状Mg_(41)Sm_5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的HV硬度值(820 MPa)以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa,189 MPa和24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg_(41)Sm_5相的析出强化。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa (x=0.5, 1.0 and 1.5 wt%)合金经过200 oC等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg41Sm5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在 T5（峰值时效）态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒尺寸,其大小约为 5.1 μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5 wt%时,晶界处含Ca的块状Mg41Sm5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的硬度值（82 HV）以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa, 189 MPa 和 24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg41Sm5相的析出强化。     

Ca对ZA63合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Ca对ZA63合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,当加入Ca元素后,舍金晶粒细化,半连续网状的τ相变为细小粒状或棒状,颗粒状τ相更为细小,并形成了细小高熔点Al_2Ca相.随着Ca含量的增加,固溶时效态合金在室温、150℃和175℃温度下的抗拉强度和延伸率基本上呈先升高后降低的趋势.当Ca含量为1.0%时,合金在各温度下的抗拉强度和延伸率都达到最大值.     

Ca含量对AZ61-1.2Y镁合金耐蚀性能的影响

利用静态失重法研究了不同Ca含量对AZ61-1.2Y镁合金腐蚀速率的影响。用金相显微镜、扫描电子显微镜观察试样的微观组织、表面腐蚀形貌。结果表明,添加1%的Ca(质量分数,下同)时,合金的晶粒得到了明显的细化,组织和成分更加均匀;当Ca含量大于1%时,合金的析出相增多,并产生粗化、偏聚的现象。在两种浓度的腐蚀介质中（0.5%和3.5%的NaCl水溶液）,合金的腐蚀速率均随着Ca含量的增加呈现先减小后增大的趋势,其中当Ca含量为1%时合金的腐蚀速率均达到最低,耐蚀性能得到明显的改善。     

C元素含量对TiAl合金显微组织与力学性能的影响

通过XRD、SEM观察不同C含量下TiAl合金铸锭的显微组织,并对其进行硬度、抗拉强度测试。研究了C元素含量对TiAl合金显微组织与性能的影响。研究表明:未添加C元素时,TiAl合金晶粒为粗大柱状晶。当C含量为0.3at%时,柱状晶转变为等轴晶。随着C含量的增加,TiAl合金晶粒逐步细化,且层片间距逐渐减小,但并未改变γ相与α2相相间交替层片结构。C含量较少(≤0.3at%)时基体中不会出现第二相;C含量进一步增加,第二相析出明显且不断长大,富集在一起,偏析严重。TiAl合金的力学性能随着C含量增加先增强后减弱,当C含量为0.6at%时,TiAl合金的性能最佳。     

Zr对一种高Al+Ti镍基高温合金均匀化过程组织演变的影响

采用真空感应炉制备了一种高Al+Ti含量镍基变形高温合金铸锭,然后将其重熔成三种Zr含量的铸锭。观察了这些铸锭的显微组织并对其进行了均匀化处理,重点研究了Zr对这类合金均匀化后显微组织演变的影响。结果表明,Zr对铸锭原始晶粒的尺寸和形貌没有明显影响。添加Zr显著促进了非平衡(γ + γ′)共晶和富Zr相在枝晶间析出,并且增加了枝晶间区域显微孔洞的形成。经均匀化处理后,三种Zr含量铸锭中的非平衡相完全溶解,枝晶偏析明显减轻,晶粒发生了明显长大,且Zr含量越高晶粒长大的越显著。三种Zr含量铸锭中显微孔洞的尺寸和面积分数均较原始铸态的明显增加,且Zr含量越高孔洞形成越多。Zr增加铸态合金中孔洞形成主要与Zr向剩余液相中的富集阻碍合金凝固有关。Zr促进均匀化过程中晶粒长大和孔洞形成的主要原因是,较多(γ + γ′)共晶和富Zr相的析出加剧了溶质元素间的相互扩散。     

Si元素对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用粉末冶金工艺(混合元素法+冷等静压成形法+真空烧结法)制备了Ti-6Al-4V-xSi合金,并通过光学显微镜(OM)、XRD、SEM和TEM对其组织进行观察分析,结果表明:合金组织中主要为α+β相,伴随有硅化物Ti_5Si_3析出。第二相Ti_5Si_3在晶界处的析出可以阻止晶粒长大;作为形核中心,晶粒中的Ti_5Si_3可以提高晶核形成率,从而起到细化晶粒的作用,提高合金的力学性能。运用精密万能试验机进行力学性能测试,发现当Si元素含量少于0. 5%时,随着合金中Si元素含量的增加,合金组织细化,位错密度增加,使合金的抗拉强度和伸长率明显提高;当Si含量为0. 5%时,合金的抗拉强度达到峰值601 MPa,比未添加Si元素时抗拉强度提高了38. 5%,伸长率提高了25. 3%。     

Li对快速凝固Mg96.5Gd2.5Zn1合金微观组织和力学性能的影响

本文考察了快速凝固条件下不同含量Li元素添加对长周期有序结构相增强Mg-Gd-Zn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Li元素的添加,铸态合金中Gd、Zn溶质原子在镁基体晶粒中的过饱和度降低、(Mg,Zn)₃Gd晶界析出相增加、镁基体晶粒尺寸减小。而固溶处理后,随着Li含量的增加,合金中14H型长周期堆垛有序结构相(LPSO)的形成受到抑制,同时纳米/亚微米(Mg,Zn)₃Gd颗粒相大量析出,当Li为7.6at. %时合金中无LPSO形成。经热挤压变形后,合金中块状14H相发生扭着分层开裂、层片状14H相发生不同程度溶解、(Mg,Zn)₃Gd相破碎细化、基体发生不同程度再结晶;不加Li的Mg_96.5Gd_2.5Zn₁表现出最佳的力学性能(UTS=325,δ=9.5%),而含Li合金则随Li含量的增加,力学性能逐步下降。合金在不同条件下的组织转变机理及力学行为变化被进行了分析。     

Zr对铸造MgZn5Nd3.5合金组织和性能的影响

制备了不同Zr含量的MgZn5Nd3．5ZrX合金，研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响。显微组织观察表明，当w（Zr）≤0．8％时，合金晶粒度随Zr含量增加而减小；当w（Zr）〉0．8％时，合金晶粒度基本保持不变。力学性能测试表明，Zr元素的添加，使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了提高。拉伸断口SEM形貌分析表明，合金断裂方式由准解理断裂向韧性断裂发生转变。     

复合添加Sc、Zr、Ti对Al-Mg合金组织与性能的影响

采用布氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了微量Sc、Zr、Ti以及Mg含量对Al-Mg合金的显微组织与布氏硬度的影响。结果表明,单独添加Sc、Zr元素的合金与未添加的Al-Mg合金的铸态组织相比,合金的晶粒组织得到了一定的细化,复合添加Sc、Zr、Ti3种元素的合金铸态组织的晶粒细化程度更为明显。同时在Sc、Zr、Ti相同含量下,Mg元素的增加也能进一步细化合金的晶粒组织,这是由于Mg元素固溶强化的结果,使得合金的布氏硬度提高。对Al-10Mg-Sc-Zr-Ti合金进行均匀化退火处理后,合金的硬度较铸态组织提高了10%,这是Al3(Sc1-xZrx)、Al3(Sc1-xTix)及Al3(Sc1-x-yZrxTiy)大量沉淀相二次析出,弥散度增大、分布更加均匀的结果。     

B含量对K417G合金凝固过程中组织演变和力学性能的影响

研究了B含量对K417G合金凝固过程中相析出以及铸态组织和力学性能的影响。研究不仅证实了B显著促进元素偏析以及凝固后期(γ+γ')共晶析出,还发现B对K417G合金凝固早期基体γ相的析出和长大具有明显影响。B降低基体γ相的析出温度,抑制γ相的形核,并阻碍γ相生长。当B含量低于0.036%时,由于B降低γ相形核率,导致K417G合金的晶粒组织随B含量增加明显粗化。当B含量增加至0.060%时,尽管B仍然降低γ相形核率,但由于其阻碍γ相枝晶的早期生长,使熔体内部过冷度升高,局部发生晶粒细化。B对K417G合金力学性能的影响决定于硼化物的晶界析出形态,当B含量低于0.036%时,硼化物以颗粒状在晶界析出并对晶界产生强化作用,合金的900℃拉伸性能和900℃、315 MPa持久性能随B含量的增加而显著提高。当B含量达到0.060%时,共晶态硼化物在(γ+γ')前沿析出,导致共晶态硼化物与(γ+γ')的界面显著弱化,拉伸和持久性能显著降低。     

Ca对AZ91镁合金显微组织和性能的影响

利用真空电磁感应熔炼炉制备AZ91-XCa(X=0.7%,1.25%,1.74%,2.53%)镁合金,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试方法研究了合金元素Ca对AZ91镁合金显微组织的影响。结果表明:合金的主要物相是由基体Mg,β(Mg17Al12)和Al2Ca组成。随Ca含量增大,β(Mg17Al12)相由不连续的网状转变为细小的条状,同时,有Al2Ca相产生,并且随Ca含量增加,Al2Ca相增加。当Ca含量达到1.25%时,晶粒细化最明显,同时力学性能达到最好,该合金在室温下的抗拉强度达到150MPa,断面收缩率为22.8%。     

杂质Ca对Al-5Mg填充合金凝固组织及力学性能的影响（英文）

结合拉伸试验和冲击试验,采用SEM、EDS和XRD等分析方法研究了杂质元素Ca对铝镁填充合金铸态凝固组织和力学性能的影响。结果表明,Ca元素的存在改变了合金的相组成。当Ca小于0.28%(质量分数,下同)时,合金中晶界富集有块状(Ti,Cr)_2Ca(Al,Mg)_(20)金属间化合物相。当Ca大于等于0.28%时,块状(Ti,Cr)_2Ca(Al,Mg)_(20)相和不连续条状Al_2Ca相共同在晶界富集。随Ca含量的增加,合金中块状相和条状相尺寸逐渐增大,数量逐渐增加。合金抗拉强度随Ca元素的增加先升高后降低,Ca含量为0.28%时抗拉强度达到峰值。Ca含量小于0.28%时,合金塑性和冲击韧性随Ca含量增加缓慢下降,当Ca含量大于0.28%时,合金塑韧性大幅下降。合金拉伸或冲击断口由穿晶延性断裂(Ca含量0.28%)转变为脆性断裂(Ca含量0.28%)。Ca含量0.28%为合金韧脆转变点。     

微量Y和Ca组合添加对Mg-6Zn-1Al合金的组织和性能影响

研究了微量Y和Ca元素对Mg-6Zn-1Al合金的组织和性能影响。结果表明:铸态ZAM610合金由α-Mg、Mg_(51)Zn_(20)相和少量Al_8Mn_5相组成,单独添加Ca使Mg_(51)Zn_(20)相被Mg32(Al,Zn)_(49)相替代,添加Y或Y+Ca,合金由α-Mg、Mg_(51)Zn_(20)、Al_2Y相和少量的Al_(10)Mn_2Y相组成。添加Y或/和Ca,细化了镁合金再结晶晶粒,其中添加Y+Ca组合的细化效果最好。加Ca合金在挤压变形中动态析出MgZn_2相,具有强烈的Zener阻滞作用,形成由细小再结晶晶粒和粗大变形带组成的双模组织。ZAMX6100合金具有最高的强度,其抗拉强度、屈服强度和延伸率,分别为354 MPa、313 MPa和17.3%。加Y合金中Al_2Y相在挤压变形中促进再结晶形核,导致变形带数量减少。微合金化后镁合金力学性能的提高,可归因于动态再结晶晶粒细化、Al_2Y相颗粒形成和动态析出MgZn_2相。合金耐蚀性提高的原因是大量动态析出的MgZn_2相阻碍了腐蚀的连续进行,而稀土Y元素提高了合金基体的耐蚀性能。     

Si含量对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等手段,研究元素Si对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:Mg-10Gd-1Y-xSi-0.5Zr(x=0,0.5,1,1.5,2)合金的铸态和固溶时效态显微组织均由α-Mg、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成,Si的加入产生新相Mg_2Si。随着Si含量的增加,铸态合金中枝晶状组织明显减少并逐渐消失,晶粒细化,合金的析出相增多。时效态合金中当Si含量增加至1 mass%时,合金组织化学成分最均匀,析出相呈颗粒状和棒条状分布于基体中。在室温下,铸态和时效态合金的抗拉强度,均随着Si含量的增加先升后降,Mg-10Gd-1Y-1Si-0.5Zr合金的抗拉强度最高,时效态合金强度达到最高为256.2 MPa,比Mg-10Gd-1Y-0.5Zr合金高出将近40 MPa。合金的伸长率随Si含量的增加而减小,其断裂方式都属脆性断裂。