固溶处理对 Mg-4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si 合金显微组织和硬度的影响

采用普通重力铸造法制备Mg-4Li-lCa-4.1Al-0.5Si合金,考察合金在不同温度固溶处理1 h、400℃固溶处理不同时间后的微观组织演变和显微硬度.结果表明,铸态合金由α-Mg基体、(α-Mg+AlLi)二元共晶、(α-Mg+AlLi+(Mg,Al)2Ca)三元共晶及块状CaMgSi组成.其中,AlLi相呈细...     

热处理对Mg-5Sn-1Si合金组织及硬度的影响北大核心CSCD

采用Ar气保护制备了Mg-5Sn-1Si(质量分数,%)合金,并研究了合金的铸态组织和在480℃固溶处理及180℃和280℃不同时效热处理对合金组织中析出相演变的影响及组织与硬度的关系。结果表明,合金铸态组织由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成;经480℃固溶处理后Mg2Sn相完全固溶,粗大的Mg2Si相得到少量球化;时效处理过程中Mg2Si相得到球化。在180℃时效时,Mg2Sn无沉淀析出,硬度较低,时效保温24 h仅为24.1 HV。在280℃时效时,细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金的硬度明显升高,时效保温18 h达到峰值硬度47.6 HV,并随时间的延长出现过时效现象。280℃时效初期,组织中形成较宽的无析出带(PFZ),随着时效时间的延长无析出带PFZ消失。     

Sr和P变质对Mg-5Sn-2Si合金显微组织的影响

利用Sr、P及Sr与P复合添加分别对Mg-5Sn-2Si合金进行变质处理,研究了不同Sr含量。不同P含量以及Sr和P复合添加对Mg_2Si变质效果的影响。结果表明:随着Sr含量的增加,共晶Mg_2Si相的形貌逐渐由汉字状向蠕虫状和颗粒状转变,共晶Mg_2Si显著细化,但对初生Mg_2Si相钝化作用有限。在Mg-5Sn-2Si合金中添加P后,P和熔体Mg形成Mg_3P_2,对初生Mg_2Si起到形核核心作用,从而细化初生Mg_2Si,而对细化共晶Mg_2Si相作用不大。P和Sr复合变质后,初晶Mg_2Si尺寸相对单一P变质效果更细小,P和Sr复合变质对合金中的初生Mg_2Si和共晶Mg_2Si具有更好的细化作用。     

热处理对Mg-3Sn-1Y合金显微组织及显微硬度的影响

在电阻炉中采用熔剂保护熔铸Mg-3Sn-1Y(质量分数,%)合金,并通过Olympus GX71光学显微镜(OM)、装备能谱(EDS)的FEI QUANTA 400型扫描电镜(SEM)、RigakuD/max-3C型X射线衍射(XRD)、TUKON2100维氏型硬度计和CRY-2P型DTA差热分析仪等分析合金的铸态组织、固溶及时效热处理对组织和时效硬化的影响。结果表明,Mg-3Sn-1Y合金铸态组织由α-Mg枝晶、枝晶间断续网状Mg2Sn相和弥散分布的细小颗粒及短棒状MgSnY相组成。固溶处理后Mg2Sn相已完全固溶,而具有高温稳定性的MgSnY相依然分布在基体中。加入Y元素可以提高合金的高温稳定性。Mg-3Sn-1Y合金具有典型的时效硬化特征,时效温度提高,一定程度上有利于时效峰出现;但时效温度过高,基体组织的长大会降低析出强化作用,延缓峰值硬度的出现。     

固溶态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金的演化过程分析

研究了固溶态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金的显微组织,并从理论上分析了合金相的演化过程。结果表明:合金经固溶处理后,合金晶粒出现明显球化,由树枝晶变为球状晶;合金相经溶解与脱溶,析出3~5μm的第二相颗粒。在固溶处理过程中,对于低熔点合金相,通过原子扩散或振动直接溶解到基体中,实现相的分解与形貌变化,对于高熔点合金相,通过基体中的元素浓度平衡实现扩散与分解。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg_2Si相组成。固溶处理过程中,β-Mg17Al12相溶于基体而形成α-Mg过饱和固溶体,粗大的汉字状Mg_2Si相颗粒逐渐溶解、溶断而转变为相对细小的球状。随固溶处理时间延长,合金的硬度逐渐降低;室温与150℃下的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。合金的拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

时效处理对Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织性能的影响

研究了时效工艺对往复挤压Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响,并分析了时效处理的作用机制。结果表明:合金时效处理后晶粒尺寸略有增大,晶粒分布不均匀,晶粒直径10μm左右;晶界处的块状颗粒相部分溶解,在晶界或晶内析出1μm左右的二次颗粒相。时效后Mg-5Sn-1.5A1-1Zn-1Si合金的伸长率呈下降趋势,而抗拉强度、屈服强度和硬度大幅度升高,其中抗拉强度和屈服强度高达323 MPa和272 MPa。     

微量Y对Mg-5Sn-1Si镁合金组织的影响

研究了稀土Y变质(0%～0.8%,质量分数)对Mg-5Sn-1Si合金显微组织的影响。通过XRD和SEM分析了该合金的组织和相组成。结果表明,受成分过冷的作用,适量Y能有效细化铸态组织。随着Y含量从0.2%增加到0.8%,生长抑制因子GRF值从Mg-5Sn-1Si-0.2Y的16.94增大到Mg-5Sn-1Si-0.8Y的17.96,枝晶臂间距平均尺寸从不含Y的Mg-5Sn-1Si合金的23.7μm减小至Mg-5Sn-1Si-0.8Y合金的12.5μm,减小了约47%。由于Y元素在Mg_2Si表面的偏聚,Mg-Y二元相或是Mg-Si-Y三元相将在Mg_2Si和α-Mg前沿析出,抑制了共晶Mg_2Si的异向生长,使复杂汉字状的Mg_2Si转变为棒状组织。当Y含量达到0.8%时,Y元素对Mg_2Si变质效果最佳。通过XRD和SEM分析了该合金的相组成,合金由α-Mg基体、Mg_2Sn、Mg_2Si和少量的Mg_(24)Y_5和Mg Si Y组成。使用CASTEP软件包基于第一性原理,计算了三种Mg Si Y晶胞结构的结合能E_(coh),计算结果与Mg_2Si结合能的对比,证实了Mg Si Y存在的可能性。     

热处理对Mg-5wt%Sn合金组织与显微硬度的影响

研究了固溶处理(460-500 ℃保温1-96 h)加人工时效处理(210-290 ℃保温1-160 h)对Mg-5wt%Sn合金组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系.结果表明,经480℃过固溶处理后,合金中的Mg2Sn相基本溶解,随后的时效处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出.Mg-5wt%Sn合金具有明显的时效硬化特征:经480℃固溶处理后,时效温度采用210℃时,保温96h后显微硬度达到峰值为77.4 HV0.01;时效温度为250℃时,保温16h后显微硬度达到峰值为76.6 HV0.01;时效温度采用290℃时,保温4h后达到峰值为60.2 HV0.01.合适的时效处理制度能明显提高合金的显微硬度.     

正向挤压对Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织演化的影响

研究了正向挤压对Mg-5Sn-1. 5Al-1Zn-1Si合金组织演化的影响。结果表明:在一定范围内,随着挤压比的增大,Mg-5Sn-1. 5Al-1Zn-1Si合金的晶粒均匀度升高,合金未发生再结晶的区域减小,较大的挤压比对细化晶粒、改善组织均匀性及动态再结晶有促进作用。挤压后粗大的化合物相得到有效破碎,但弥散程度不高,第二相颗粒呈现聚集状分布,挤压比较小时晶粒组织容易粗化。在300～380℃范围内,随着挤压温度的升高,Mg-5Sn-1. 5Al-1Zn-1Si合金的平均晶粒尺寸先减小后增大,但变化幅度平缓,采用340℃挤压时合金晶粒尺寸较均匀细小。破碎的第二相颗粒对晶粒长大具有抑制作用,并且挤压温度越高,相颗粒重新溶解的过程越快,对晶粒的抑制作用越明显,动态再结晶越完全。     

Sr对Sb变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织的影响

用重力铸造法制备Sb及Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金,再进行不同的固溶处理,研究Sr对Sb变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金组织的影响。结果表明:Sb和Sr+Sb联合变质均可以使初生Mg_2Si和Mg_2(Si,Sn)颗粒发生不同程度的球化,而Sr+Sb联合变质比Sb单变质具有更好的细化和球化效果;Sr+Sb联合变质后,共晶Mg_2Si和Mg_2(Si,Sn)相由汉字状变为细小近似球形或多边形颗粒状;Sb变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金在较低固溶温度和较短保温时间下即可使大部分Mg17Al12相和部分Mg_2Sn相固溶到基体中,而Sr+Sb联合变质合金组织中,Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Sn依然清晰可见,未完全溶解的Mg_(17)Al_(12)相发生球化,均匀的分散在基体中;Sr+Sb联合变质Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-1Si合金固溶温度要比Sb单变质时略高一些,但对固溶时间的影响并不明显。     

固溶处理对800H合金组织和硬度的影响

研究了不同固溶处理工艺对800H合金组织和硬度的影响。结果表明,不同固溶处理温度对800H合金晶粒尺寸有很大影响;1050～1200℃固溶处理时,晶粒正常长大,晶粒长大激活能Q=309.3 kJ/mol;1050～1100℃固溶处理后,晶内仍有大量未固溶的富铬碳化物;1150℃固溶后,晶内富铬碳化物基本溶解;在1200℃固溶处理时,随着保温时间的延长,晶粒正常长大;晶粒尺寸与硬度符合Hall-Petch关系。     

固溶处理对TC4合金组织和硬度的影响

对TC4合金进行不同固溶处理,研究了固溶温度、保温时间、冷却方式对合金显微组织和硬度的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,TC4合金由等轴组织到双态组织再到全马氏体组织转变,硬度逐渐增加;达到高温平衡状态时,延长保温时间对TC4合金显微组织和硬度的影响不明显;当固溶温度分别为925 ℃和975 ℃时,随着冷却速率的降低,α相在冷却过程中发生扩散长大,β转变组织从α'马氏体变为次生α相+β相的片层组织,硬度分别从水冷条件下的359~389 HV0.2降为空冷条件下的318~327 HV0.2;炉冷后得到全等轴组织,硬度较低,约300 HV0.2。     

固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si(AS42)合金组织和性能的影响.结果表明,铸态与热处理态合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相3部分组成.固溶处理使合金中的β-Mg17Al12相发生部分溶解,汉字状Mg2Si相颗粒出现球状化,合金的力学性能有较大幅度的提高.铸态与热处理态合金的断裂形式均为准解理脆性断裂.     

固溶时效对Mg-12Li-3Al-xNd合金组织和硬度的影响

为了改善Mg-12Li-3Al合金的力学性能,制备了Mg-12Li-3Al-xNd合金,并对其进行了固溶+自然时效处理。结果表明,Mg-12Li-3Al-xNd合金的铸态组织为单相β(Li),并且含有Al4Li9、MgLiAl_2、Al Li等相,随着Nd含量的增加,Al-Nd金属间化合物由针状Al_(11)Nd_3变为颗粒状Al_2Nd;该合金经过固溶+自然时效处理后在晶界附近析出强化相MgLiAl_2,Al_2Nd的形态由颗粒状变为椭球状,并且铸态下生成的Al Li平衡相完全固溶到β(Li)基体中。此外,稀土元素Nd延缓了Mg-12Li-3Al-xNd合金的过时效析出效应,MgLiAl_2析出相与母相的错配度较大,有较强的硬化效应,有利于合金在室温保持较好的稳定性。因此,固溶+自然时效处理提高了Mg-12Li-3Al-xNd合金的硬度。     

Si含量对Mg-5Sn-1.5Al-1.2Zn合金组织性能的影响

在熔炼过程中以镁硅中间合金形式加入Si元素,研究了0～1.6％范围内不同Si含量对Mg-5Sn-1.5Al-1.2Zn镁合金铸态组织及力学性能的影响.结果表明:合金元素Si与Mg基体结合生成了强化相Mg2Si,并在该相周围有Mg2(Si,Sn)复合相产生,Mg2(Si,Sn)相的出现对A1、Zn元素形成T-Mg32(Al,Zn)49相有促进作用;Si元素在0～1.6％变化时,试样合金的抗拉强度、伸长率呈现先升高后降低的趋势,当Si含量为1.0％时强度、塑性出现较佳配合,而合金的硬度则呈现持续增加,Si含量1.2％～1.6％范围内,硬度上升趋势变缓.     

Gd对Mg-5Sn-0.5Zn合金的显微组织及力学性能的影响

研究了（0．5％～1．5％）Gd元素对铸造Mg-5Sn-0．5Zn合金（SZ50）的显微组织、时效硬化行为和拉伸性能的影响。结果表明：加入Gd后，合金的α-Mg晶粒细化，沿晶界或在α-Mg晶内生成棒状或长条状的Mg5Gd，其在Gd含量为0．5％时尺寸最小，分布更均匀；Gd的加入，使合金的抗拉强度提高，但降低其伸长率；随着Gd含量的增加，合金的峰值时效时间逐渐缩短。Gd含量为0．5％时，合金的显微硬度、抗拉强度及显微组织的细化作用最佳。     

固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金组织和性能的影响

为进一步提高Mg-Gd系合金的力学性能,同时降低其密度和成本,向Mg-10Gd合金中复合添加了2%(质量分数)的Al和Ca,研究了固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加Al和Ca后,α-Mg由粗大的枝状晶转变为细小的等轴晶。固溶处理后,(Mg, Al)₃Gd相发生部分溶解,形貌由鱼骨状或花瓣状转变为颗粒状,部分α-Mg晶内析出相互平行排列的短棒状二次增强相,由于Al₂Gd相在晶界的钉扎作用,晶粒没有发生明显的粗化。固溶态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率较铸态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金分别提高了16.7%、21.9%、19.7%和54.7%。铸态和固溶态的Mg-10Gd-1Al-1Ca合金力学性能均优于Mg-10Gd合金。     

Gd对Mg-5Si合金组织和力学性能的影响

采用Mg-30Gd中间合金对过共晶Mg-5Si合金进行变质处理,考察了Gd对合金组织与力学性能的影响,并讨论了其变质机理。结果表明,Gd对过共晶Mg-5Si合金中初生Mg2Si相具有良好的变质作用。当加入2.0%的Mg-30Gd时,变质效果最佳,初生Mg2Si相的平均尺寸减小到25μm以下,其形态大部分为近球状,并且分布均匀,合金的抗拉强度和伸长率也达到了最大值,分别为105 MPa和3.1%。但是,当Mg-30Gd增加到3.0%时,初生Mg2Si相又转变为粗大的树枝晶形态。变质机理与稀土元素富集于初生Mg2Si相生长表面抑制优先生长晶向的生长,以及金属间化合物GdxSiy为初生Mg2Si相生长提供了异质形核核心有关。     

挤压前固溶处理对ECAP态Mg-9Al-1Si合金组织及性能的影响

采用金相(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉伸实验等方法研究了铸态和固溶态Mg-9Al-1Si合金在等通道转角挤压(ECAP)后的组织和力学性能。结果表明:铸态的Mg-9Al-1Si合金经过4道次ECAP变形后,网状Mg_(17)Al_(12)相和汉字状Mg2Si相破碎成颗粒状,但Mg_(17)Al_(12)颗粒的尺寸(~15μm)仍然很大,且Mg_(17)Al_(12)和Mg_2Si颗粒分布不均匀,削弱了合金力学性能。固溶态的Mg-9Al-1Si合金经过4道次ECAP变形后,析出细小的Mg_(17)Al_(12)颗粒(~1μm)和破碎的Mg_2Si颗粒呈均匀分布,晶粒明显细化,力学性能显著提高,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了280 MPa、178 MPa和6.8%。