稀土元素对汽车座椅支架用AZ60镁合金力学性能的影响

试验研究了稀土元素和热处理工艺对AZ60镁合金材料性能的影响,分析了添加稀土后的AZ60镁合金的力学性能和物相组织。结果表明,AZ60镁合金最佳的稀土添加量为w(Ce)=0.525%、w(La)=0.375%。添加稀土后的AZ60镁合金在420℃固溶处理40 h、210℃时效处理12 h时,其性能最佳,抗拉强度为259.1 N/mm~2,伸长率为13.6%,冲击韧性值为9.5 J/cm~2。最佳物相组成为α-Mg、Mg_(17)Al_(12)、La_3Al_(11)及Ce_3Al_(11)。稀土元素添加可在基体内晶界处起到钉扎作用,使得镁合金材料在断裂过程中裂纹发生偏转,从而形成大量的撕裂棱,最终提高镁合金材料的力学性能。     

机械设备外壳挤压态新型镁合金的组织与性能研究

采用连续挤压工艺制备了机械设备外壳用挤压态新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti。对该镁合金进行了显微组织、XRD、力学性能和阻尼性能分析。结果表明:该合金由α-Mg基体和少量的Mg_(17)Al_(12)相组成,具有较佳的力学性能和阻尼性能。该合金的抗拉强度为327 MPa、屈服强度为268 MPa、断后伸长率为25%。与商业AZ31镁合金相比,在0.8Hz频率下该新型合金在25℃的阻尼性能增加了196%。     

工程测量仪器的激光表面处理研究

以工程测量仪器用AZ91D镁合金为研究对象,采用低熔点Al-Si共晶合金粉末在合金表面进行了激光表面处理。结果表明,激光表面改性层主要由Mg_2Si、Al_(17)Mg_(12)和Al_3Mg_2相,以及α-Mg和Al固溶体组成;Al-Si合金化改性层的硬度分布均匀,且明显高于AZ91D母材;激光表面改性层的自腐蚀电位较AZ91D合金基材发生了正向移动,合金的耐腐蚀性能更优异。     

Ce含量对AZ31镁合金显微组织及耐蚀性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和失重腐蚀试验,研究了不同Ce加入量时AZ31镁合金的显微组织、相组成及其在3.5%NaCl溶液中浸泡后的表面腐蚀形貌及腐蚀速率。结果表明:AZ31镁合金的显微组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg_(17)Al_(12)相组成;加入质量分数为1.0%Ce~3.5%Ce后,AZ31镁合金的组织主要为α-Mg固溶体和Al-Ce相。当Ce含量为1.0%时,Al-Ce相尺寸小、数量少且沿晶界分布;随Ce含量增加,Al-Ce相数量增加,且出现偏聚加重现象。当Ce含量≤1.4%时,随Ce含量的增加,AZ31镁合金浸泡腐蚀76 h后的失重腐蚀速率变化较小;但当Ce含量1.4%时,随Ce含量增加,该合金腐蚀速率急剧增大,耐腐蚀性能下降。向AZ31镁合金中加入Ce,形成了Al-Ce相,抑制了β-Mg_(17)Al_(12)析出。添加1.0%Ce时,AZ31镁合金耐腐蚀性能达到最佳。     

微量钇对压铸AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

为了提高压铸AZ91D镁合金的力学性能,采用扫描电镜、XRD分析、拉伸性能测试和化学成分测试等方法研究了添加微量稀土Y对压铸AZ91D镁合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着Y含量的增加,原强化相Mg_(17)Al_(12)逐渐减少,新强化相Al_3Y和Al_2Y_3等的形成使得合金的抗拉强度逐渐提高。由于在熔炼过程中Y与熔体中的氧反应,起到净化熔体的作用,合金伸长率随着Y含量的增加而增加。Al_3Y和Al_2Y_3等相的形成消耗了Al元素,造成Mg_(17)Al_(12)相较难形成,导致Mg基体粗大,使合金的屈服强度降低。     

固溶工艺对AZ61-RE镁合金显微组织和力学性能影响

在AZ61镁合金中添加了少量富Ce混合稀土元素,重点研究了固溶工艺对新型AZ61-RE合金的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:AZ61-RE镁合金铸态组织主要由α-Mg基体、沿晶界网状分布Mg_(17)Al_(12)相、花瓣状的Al_(10)RE_2Mn相、块状的Al_(11)RE_4相组成。随固溶温度(350～450℃)升高及保温时间(3～12 h)延长,Mg_(17)Al_(12)相不同程度地溶解于基体中,但稀土相几乎不变;显微硬度呈逐渐减小的趋势,屈服强度和抗拉强度呈逐渐减小的趋势,但断裂伸长率变化不大,这应与固溶处理后残留的稀土相处易萌生微裂纹有关。拉伸试样断口形貌表明,铸态和固溶处理后材料断裂模式均表现为韧脆混合型断裂特征。     

稀土元素La对汽车用镁合金组织和性能的影响

研究了稀土元素La对汽车用镁合金组织和性能的影响。结果表明,镁合金中La含量增加到0.15%时,除了α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)相外,开始生成Al_(11)La_3相。La元素能细化镁合金晶粒。La元素的添加能提高镁合金的抗拉强度和屈服强度,当La添加量达到0.45%时,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到273、213 MPa和16.0%。La元素的添加能降低镁合金失重腐蚀速率,添加量为0.15%La时,镁合金腐蚀速率最小。     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合材料涂层.借助SEM、TEM和XRD等技术分析了涂层的微观组织结构,通过测定涂层电极电位、盐雾实验和磨损实验研究了涂层的耐腐蚀性能和耐磨性能.结果表明,Al/Al_2O_3涂层的相组成主要为Al、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12);Al_2O_3颗粒均匀镶嵌在Al基体中;Mg_(17),Al_(12)主要分布于涂层与镁合金基材的界面处.与镁合金相比,Al/Al_2O_3涂层具有更高的耐腐蚀和耐磨损性能.     

基于模糊PID控制的新型镁合金挤压组织及力学性能

基于模糊PID控制技术进行了Mg-4Al-2Sn-0.15Ti镁合金的挤压试验,并进行了试样挤压组织与力学性能的测试与分析。结果表明:采用模糊PID控制挤压的Mg-4Al-2Sn-0.15Ti镁合金晶粒细小,组织分布较为均匀,平均晶粒尺寸11μm,合金由α-Mg基体、Mg_(17)Al_(12)相和Mg_2Sn相组成,合金抗拉强度298 MPa,屈服强度235 MPa,断后伸长率9.2%,具有较佳的力学性能。     

均匀化退火对AZ80镁合金组织与力学性能的影响

通过SEM、XRD、硬度测试、拉伸性能测试,研究了不同均匀化退火工艺对AZ80镁合金组织及性能的影响。研究表明:铸态AZ80镁合金组织主要为α-Mg相和β-Mg_(17)Al_(12)相。经420℃、保温10 h的均匀化退火工艺处理后,非平衡共晶相β-Mg_(17)Al_(12)基本溶入α-Mg基体,枝晶偏析问题基本得到解决。按此工艺处理后,AZ80镁合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别达到276 MPa、12.5%和69 HB,因此,最佳均匀退火工艺为退火温度420℃、保温时间10 h。     

稀土Nd对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜,研究了稀土Nd对AZ80镁合金组织和力学性能的影响。AZ80镁合金铸态组织由基体α-Mg和晶界处析出的粗大连续网状β-Mg_(17)Al_(12)相组成。添加Nd后,使原本粗大连续的β-Mg_(17)Al_(12)相转变为细小和断续分布,同时,合金中产生了形态分别呈杆状的Al_(11)Nd_3相和块状的Al2Nd稀土相。随着Nd元素添加量的增加,AZ80镁合金的铸态力学性能呈先提高后下降的趋势。当加入0.9%的Nd时,合金的铸态抗拉强度和屈服强度均达到最高,分别为205MPa和135MPa,伸长率达到7.5%。时效过程中稀土元素Nd抑制了片状β-Mg_(17)Al_(12)相的不连续析出,延迟合金达到峰时效的时间。T6处理后,AZ80-0.6Nd合金的抗拉强度和屈服强度最高,分别为221MPa和164MPa,伸长率为4.1%。     

Sr对AZ31B镁合金微观组织和腐蚀性能的影响

研究了Sr对AZ31B镁合金显微组织和腐蚀性能的影响。当AZ31B中加入的Sr含量大于0.3%时,合金组织中β相(Mg_(17)Al_(12))减少,分布更加弥散和均匀,并且在晶界上形成了断续网状分布的Al_4Sr相,合金组织明显细化。当AZ31B中加入的Sr含量达到0.9%时腐蚀速率下降为AZ31B的50%。但Sr含量达到1.2%时,晶界处出现共晶组织呈断续网状分布,合金晶粒再度增大。     

Gd对AZ81镁合金组织及腐蚀性能的影响

通过熔铸制备了含0.1%,0.3%,0.5%和1%Gd的AZ81镁合金,对比研究了Gd对AZ81镁合金的腐蚀性能的影响。结果表明,随着Gd含量提高,β-Mg_(17)Al_(12)相尺寸和数量均减小,并得到了Al_3Gd相。Gd的加入,不能直接有效地保护α-Mg相的腐蚀,但当晶粒经过Gd细化,β相也得到细化,并产生了新生相Al_3Gd,这些可以降低基体的腐蚀,从而降低合金的腐蚀速率。     

AZ31B/6061异种合金搅拌摩擦焊接头界面组成相与第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的Castep和Dmol程序软件包,计算了采用Sn作为中间夹层的AZ31B/6061异种合金搅拌摩擦焊接头界面各种金属间化合物的结构稳定性与弹性性能,利用微机控制万能试验机、XRD衍射仪检测接头性能和相组成。计算结果表明:Mg_2Sn具有最强的合金化形成能力,AlSn具有最好的结构稳定性;在298～773 K温度范围内,Mg_2Sn的Gibbs自由能始终最小,生成反应更容易进行,Mg_2Al_3、Mg_(17)Al_(12)次之,AlSn最差;Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Sn均为脆性相, Mg_2Al_3为塑性相。实验结果表明:加入Sn后,接头拉剪强度最大达51.2 MPa,焊缝处存在的金属间化合物有Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Al_3、Mg_2Sn。     

Sn对AZ80组织和力学性能的影响（英文）

通过OM、XRD、SEM和拉伸性能测试研究了添加Sn元素对AZ80组织和拉伸性能的影响。AZ80-x Sn(x=1,3,5质量分数,%)合金呈现出典型等轴树枝晶形貌,主要有初生相α-Mg,离异共晶相Mg_2Sn和Mg_(17)Al_(12),层片状的二次析出相Mg_(17)Al_(12)。结果表明,添加Sn(≤3%)元素能够明显的细化晶粒尺寸以及有效的抑制了层片状Mg_(17)Al_(12)相得析出;当Sn含量为5%时,层片状的Mg_(17)Al_(12)基本消失。添加Sn元素(1%≤Sn含量≤3%)能够提高AZ80合金室温拉伸性能。     

Ca对铸态AZ61镁合金显微组织和压入蠕变行为的影响（英文）

研究含1%和3%(质量分数)Ca的AZ61镁合金的显微组织和蠕变性能。用压痕法研究在423～491K、200～500MPa应力作用下的蠕变性能。AZ61合金的显微组织包含α(Mg)基体相和Mg_(17)Al_(12)金属间化合物相。结果表明,在AZ61合金中加入Ca可通过形成(Mg,Al)_2Ca相从而减少Mg_(17)Al_(12)相含量,当Ca含量达到3%时,形成(Mg,Al)_2Ca相,Mg17Al12相消失。Ca的加入可以改善AZ61合金的蠕变性能,这是由于Mg_(17)Al_(12)相减少而形成的(Mg,Al)_2Ca相具有高的热稳定性。根据蠕变数据可以推断,管扩散-攀移控制的位错蠕变是主要的蠕变机制,Ca添加对此机制没有影响。预变形对AZ61+3%Ca合金蠕变性能的影响表明,合金的抗蠕变性能取决于(Mg,Al)_2Ca相的连续性,该相的连续性越低,合金的抗蠕变性能就越差。     

进给速度对铜界面合金化镁/铝FSW组织与性能的影响

研究了不同进给速度对AZ31B镁合金/5052铝合金铜界面合金化搅拌摩擦焊焊接接头组织与性能的影响。结果表明,在进给速度为200mm/min时接头的抗拉强度最低,在进给速度为100mm/min和300mm/min时焊缝的抗拉强度较好;随着添加铜箔的厚度增加,焊接接头的抗拉强度先增加后降低。在进给速度为100mm/min,铜箔厚度为0.05mm,旋转速度为1 200r/min时能得到良好的焊接接头,其最大抗拉强度为87.5 MPa;加入铜箔后,接头处生成了Mg_2Al_3、Mg_(17)Al_(12)、AlCu、Al_2Cu、MgCu_2相,无明显焊接缺陷,硬度分布近似成"M"形。     

稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

向AZ31镁合金中添加稀土Ce和复合添加Ce与Sb,测试和分析了合金的力学性能和组织。研究表明:合金相组成主要为α-Mg、CeSb以及Mg_(17)Al_(12);复合添加Ce和Sb可细化晶粒和有助于形成CeSb第二相,从而有效提高AZ31镁合金的力学性能。当Ce为1.5%,Sb为1.5%时,铸态合金室温抗拉强度为201.4 MPa,伸长率为12.6%,冲击韧度值为8.1 J·cm~(-2);经385℃热挤压成型后,合金室温抗拉强度为325.6 MPa,伸长率为22.3%,冲击韧度值为15.8 J·cm~(-2)。     

AZ91-3Ca镁合金组织结构和电化学行为的研究

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及电化学测试法和失重法研究了铸态AZ91-3Ca镁合金分别在退火处理前后的相组成以及不同退火处理条件下的腐蚀行为。结果表明,铸态AZ91-3Ca镁合金主要由基体α-Mg相和沿着晶界附近分布的网状共晶相组成。共晶相中含有α-Mg相,实心块状β-Mg_(17)Al_(12)相和鱼骨状(Mg,Al)_2Ca相等。300和400℃退火处理后合金的组织结构没有明显变化,但是在较高退火温度500℃下保温2.0 h后,β-Mg_(17)Al_(12)相溶解促进了一种含有Mg,Al,Zn,Ca 4种元素的四元相的生成。在500℃保温16.0 h后,基体中Al元素含量最多,且分布均匀,在NaCl水溶液中耐蚀性能最佳,其自腐蚀电位为-1330mV,电流密度为1.222×10~(-4)A/cm~2,腐蚀速率为0.11 mg/cm~2·h。     

AZ91D镁合金表面覆铝的显微组织及性能

在大气环境中、恒定压力作用下,使用镁铝共晶合金粉末作为连接剂在AZ91D镁合金表面进行覆铝处理.利用扫描电子显微镜分析了铝箔与镁合金结合界面的显微组织结构,通过电化学腐蚀试验及球盘磨损试验对覆铝试样表面的耐腐蚀性和耐磨性进行了测试.结果表明,结合界面由Al_3Mg_2层、Mg_(17)Al_(12)层、镁铝共晶层、镁铝锌化合物层组成,覆铝后试样的耐蚀性、耐磨性较AZ91D镁合金均有提高.