Ca对镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

研究了Ca对AZ91D镁合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.当AZ91D中加人的Ca含量大于1.0%时,β相(Mg17Al12)减少,并且在晶界上形成了网状分布的Al2Ca相.拉伸测试表明,当加入Ca含量小于1%时,可以提高合金的常温抗拉强度和延伸率,继续增大Ca含量时合金的力学性能明显下降.当AZ91D中加入的Ca含量达到1.0%时,常温抗拉强度和延伸率较AZ91D分别提高了8.2%和29.3%,并且腐蚀速率下降为AZ91D的17.2%.其原因主要是由于形成了网状分布的Al2Ca相,使镁合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,从而阻碍了镁合金的腐蚀.     

AZ91+0~2.0%La铸造镁合金的组织和力学性能

利用SEM和XRD等方法研究不同La添加量的AZ91+xLa(x=0%,0.3%,0.5%,0.7%,1.0%,1.5%,2.0%)(质量分数,下同)镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析合金的室温力学性能.结果表明:AZ91合金中加入0.3%～2.0%的La后,合金的晶界和枝晶界析出Al11La3化合物,其形态随La含量的增加从针状向片状过渡,同时β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸随La加入量的增加而减小.此外,La的加入可明显细化AZ91合金的显微组织,其最佳加入量为1.0%～1.5%.稀土La的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土细化组织、改变β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸、弥散强化等有关.在本试验研究的合金中,AZ91+1.5%La合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和断裂延伸率分别达到226 MPa和7.5%.     

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%.     

铈对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等分析研究了含铈AZ91D镁合金(0.26%Ce、0.69%Ce、0.93%Ce)的显微组织及相组成,并对其室温力学性能进行了测试,同时与不含铈AZ91D镁合金的组织和力学性能进行了比较.结果表明,当加入0.69%Ce时,合金铸态组织得到明显细化,网状β相呈弥散的粒状分布于晶界上,同时有大量的针状物Al4Ce相出现;而当加入0.93%Ce时,合金的铸态组织没有细化现象,反而较AZ91D-0.69%Ce的组织有粗化的趋势,且针状化合物长大成杆状.适量稀土Ce可以改善合金的力学性能,当Ce含量为0.69%时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及硬度分别比AZ91D镁合金提高15.8%、8.7%、140%及15.7%,其综合力学性能达到最佳.分析了Ce对合金的综合强化机理.     

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%     

Be对AZ91镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

研究了Be含量对AZ91镁合金的铸态组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明,AZ91镁合金中添加合金元素Be后,初生相α-Mg的大小以及γ-Mg17A112相的形态、大小与分布发生了明显的变化.Be对AZ91镁合金抗拉强度和伸长率的影响具有相似的趋势,即随着Be含量的增加,AZ91镁合金的抗拉强度和伸长率呈现先降后升、然后又降的趋势.当Be含量为0.15%时,抗拉强度和伸长率分别达到最大值167.74 MPa和5.87%,分别比未添加Be时增加了11.4%和215.6%.AZ91镁合金中添加Be的腐蚀率均比未加Be时高,说明Be的加入可降低AZ91镁合金的耐腐蚀性能.     

Nd和Ce对AZ91镁合金组织和力学性能的影响

利用SEM和XRD等方法研究了总含量为2.5%的单独或复合加入Nd和Ce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,单独加Nd和单独加Ce的AZ91合金中形成的稀土相分别是块状的Al2Nd相和针状的Al11Ce3相,二者混合加入时两种稀土相同时出现,两种稀土相的相对含量与两种RE元素的相对含量相关.当混合加入Nd和Ce时,合金的Al2Nd相中的部分Nd和A11Ce3相中的部分Ce分别被Ce和Nd置换;Nd和Ce的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土相消耗基体中部分Al、RE的晶粒细化、弥散强化等有关.其中AZ91+1.0Nd+1.5Ce合金的力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和伸长率分别达到240 MPa和11%.     

Ca，Y对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

向AZ91镁合金中加入具有阻燃作用的合金元素Ca和Y，研究了单独加入Ca和同时加入Ca，Y对AZ91合金铸态显微组织和力学性能的影响。结果表明：向AZ91合金中单独加入Ca可使该合金的铸态组织明显细化，当Ca含量大于1ω％时，合金铸态组织中生成了Al2Ca新相，使该合金的抗拉强度得到提高。在此基础上加入少量的Y（0．10％-0．50％）（质量分数，下同）可使合金的铸态组织进一步细化，该合金的抗拉强度随Y含最的增加先提高后降低。     

阻燃镁合金AZ91D-0.3Be-RE的研究

研究了添加铍对镁合金AZ91D的阻燃性以及混合稀土对其组织与力学性能的影响.结果表明,铍(Be)可以有效地提高镁合金的起燃温度,含0.3wt?的镁合金的起燃温度提高近300℃,可直接暴露在大气中熔炼.稀土可抑制镁合金AZ91D非平衡结晶的进行,同时也抑制Mg17Al12相的析出,强化了基体;另外花瓣状和短杆状Al4RE相可阻止裂纹的形成,增大合金的断裂抗力,从而使合金的室温抗拉强度在固溶态和时效态下均提高20%;硬度在铸态下提高20%,在时效态下提高30%.由于Al4RE相热稳定性高,使高温抗拉强度在铸态下提高50%,在时效态下提高20%;伸长率在铸态和时效态下均提高100%.     

热处理对细晶AZ91D镁合金组织和性能的影响

采用MEF-3金相显微镜、JSM-6700F扫描电镜、EMPA-1600电子探针以及WDW-100D型电子万能实验机等,对经Al-Ti-B细化处理的AZ91D镁合金铸态组织及固溶-时效态的显微组织和力学性能进行了观察和分析。结果表明：分布在铸态AZ91D镁合金晶界的网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中逐渐溶解,使得合金的硬度下降,而抗拉强度升高;T6热处理后,合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,使得抗拉强度和硬度明显提高;不同的热处理使合金的断口发生明显变化。     

Effects of combined addition of Y and Ca on microstructure and mechanical properties of die casting AZ91 alloy

A series of die casting heat-resistant magnesium alloys based on Mg-Al system were developed for automotive application by adding Y and various amounts of Ca. The mechanical properties and microstructures of die casting AZ91 alloy with combined addition of Y and Ca were investigated by optical microscopy, scanning electronic microscopy, X-ray diffractometry and mechanical property test. The results show that the combined addition of Y and Ca can refine the as-die-cast microstructure, result in the formation of Al2Ca phase and Al2Y phase, and inhibit the precipitation of Mg17Al12 phase. The combined addition of Y and small amount of Ca has little influence on the ambient temperature tensile properties, but increasing the content of Ca can improve significantly the tensile strength at both ambient and elevated temperatures. It is found that for AZ91-1Y-xCa alloy, the hardness and the elevated temperature tensile strength increase, while the elongation decreases with increasing the addition of Ca. The mechanism of mechanical properties improvement caused by the combined addition of Y and Ca was also discussed.     

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。     

机械振动对铸造镁合金组织和力学性能的影响

本文研究了低频振动对镁合金AZ91D组织和力学性能的影响。实验结果表明,在镁合金AZ91D凝固过程中施加机械振动能有效的细化合金组织,且振动频率越高组织细化越明显。同时机械振动又能显著提高AZ91D的力学性能,最大抗拉强度和伸长率比铸态的提高了17.8%和20.09%。     

Al-Ti、Al-Ti-C中间合金对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金对AZ91D镁合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al-5Ti中间合金使晶粒粗化,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金使晶粒细化,Al-8Ti-2C中间舍金的细化效果明显且细化后组织细小均匀;添加Al-5Ti中间合金使合金的力学性能降低,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的拉伸强度和伸长率得到了提高;添加Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的耐腐蚀性能得到了改善。对于AZ91D合金而言,Al-8Ti-2C中间合金是一种良好的晶粒细化剂。     

Y对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素钇（Y）对AZ91D镁合金铸态及热处理态的组织和力学性能的影响。结果表明：Y会强烈地细化合金组织，并在合金中生成方块状的Al6Mn6Y相及杆状的Al2Y相。少量的Y能显著提高合金的力学性能，当Y含量（质量分数）达到1．5％时，合金得到最佳的力学性能。另外，含Y的AZ91D合金固溶处理后硬度及抗拉强度皆高于原AZ91D合金，并且Y会推迟镁合金的时效过程，延长时效峰值的到来时间。     

Nd对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

研究了Nd对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Nd在AZ31合金中的吸收率达95%,Nd加入AZ31合金中形成了Al2Nd和Mg12Nd金属间化合物,Nd使合金的平均晶粒尺寸减小,力学性能提高.含Nd的AZ31合金铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率值分别为245 Mpa、171 Mpa和9%.     

Nd对压铸AZ91D合金组织与性能的影响

传统压铸获得AZ91D和AZ91D-1.11Nd两种合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了压铸态微观组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度、导热性能和流动性能。结果表明,在AZ91D合金中添加1.11%Nd后,压铸态晶粒有所细化,形成较多弥散分布的细小颗粒状Al2Nd和少量针状Al₁₁Nd₃,原有的半连续网状分布的β-Mg₁₇Al₁₂数量有所减少。压铸态AZ91D-1.11Nd合金呈现良好的综合性能,室温抗拉强度、伸长率和热导率分别为272 MPa、12.0%和69.5 W/(m·K),与AZ91D合金相比分别提高14%、100%和14%;同时呈现与AZ91D合金相当的优异铸造工艺性能,流动长度达到1161 mm。     

稀土Ho对AZ61合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对AZ61合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使β-Mg17Al12相由连续的网状变为断续的岛状和鱼骨状,但是加入量超过1.0%时,β相有重新结网的倾向,同时基体也有粗化的趋势。同时从基体中逐渐析出花瓣状的相,可以判断该相为Al-Mn-Ho的三元相。Ho的加入促进Al-Mn相的析出从而转化为三元相,随Ho的加入该相逐渐增多,并均匀分布在基体中和晶界处。同时随着Ho含量的增加,常温和高温下的力学性能都有了一定的改善。分析可知合金的抗拉强度σb、延伸率δ和韧性都在加入Ho量为1.0%时达到最大值分别为207.88 MPa、13.22%、11.5 J/cm2。当Ho含量为1.5%时合金的硬度达到了峰值为68.9 HB。当Ho加入量为1.0%时高温性能效果最佳,强度和延伸率分别为128 MPa、13.2%.     

铝对挤压态高铝镁合金组织与力学性能的影响

研究了Al含量在11%以上的高铝镁合金挤压变形后的组织与力学性能。结果表明,挤压变形可显著细化镁合金的晶粒,并且大大提高镁合金的力学性能。当Al含量为11%时,伸长率达到13.7%;当Al含量为20%时,抗拉强度为371.8MPa;当Al含量为25%时,抗拉强度和伸长率分别达到了最低,为247.0MPa和0.8%。     

Mg2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响

通过Al-Si中间合金取代Al添加,并经热挤压成形,在AZ31镁合金中引入Mg₂Si强化相。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、电子万能试验机等研究了Mg₂Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响。结果表明,添加Al-Si中间合金后的Mg-3(Al-Si)-Zn挤压组织呈现明显的双峰分布特征,Mg₂Si颗粒相可通过粒子激发形核(PSN)作用促进动态再结晶,在碎化的Mg₂Si颗粒相周围,合金组织显著细化,形成明显异于其他正常尺寸晶粒的细晶区。引入Mg₂Si强化相后,Mg-3(Al-Si)-Zn挤压态合金的屈服强度和抗拉强度都得到提高,分别达到175和269 MPa,同时伸长率略有降低。