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%.     

Be、RE对AZ91D阻燃性、组织及力学性能的影响

研究了Be的加入量对镁合金AZ91D起燃温度的影响,以及Be、RE对AZ91D显微组织与力学性能的影响.结果表明,含0.3％Be的AZ91D的起燃温度提高近300℃,Be的加入促进Mg17Al12相以离异共晶方式析出,降低了AZ91D的拉伸性能.加入1.0％RE可抑制Mg17Al12相的析出,从而强化了基体,Al4 RE相可阻止裂纹的形成与扩展,增大试验合金的断裂抗力,使抗拉强度显著提高.固溶处理后拉伸性能得到了进一步提高.     

Ca和Ce对AZ91铸造过程阻燃性能的影响

针对在铸造过程中,镁合金容易出现氧化燃烧问题进行了试验研究.通过Ca与Ce的添加使镁合金AZ91的起燃温度提高.结果表明随Ca与Ce的添加量的增多起燃温度会随之增高,但是当两种元素混合添加时,起燃温度的提高并不跟Ca与Ce的添加量成累加关系;Ca的添加能明显提高AZ91的布氏硬度;氧化膜的SEM分析结果表明,阻燃效果好的试样,其表面氧化膜结构致密.     

稀土元素Ce、Dy、Nd对Mg-Zn-Y基准晶合金显微组织的影响

本文在铸铁模具冷却条件下制备了Mg-zn-Y-RE(RE=Ce,Dy,Nd)准晶合金,并对不同稀土元素对Mg-Zn-Y基准晶合金显微组织的影响进行了研究.结果表明:花瓣状的准晶和层片状的共晶是合金凝固相的主要组成物;EDS分析表明在三种稀土中,Dy更易形成四元准晶,而Nd不易形成四元准晶.进一步的研究表明:四元稀土准晶的形态受球形临界半径的影响,Ce,Dv,Nd三种稀土元素形成球形四元准晶的添加量分别为1.0、0.2、0.5;此外,本文冷却条件下形成四元Mg-Zn-Y-RE准晶的临界半径约为5.5～6.0μm.     

钇和混合稀土对AZ91合金高温力学性能的影响

高温拉伸试验结果表明,压铸AZ91 1%Y及AZ91 1%MM合金的高温强度明显高于AZ91合金,且AZ91 1%Y优于AZ91 1%MM.添加Y及含Ce、La的混合稀土(MM),在压铸AZ91 1%Y合金中形成了块状的Al2Y,在AZ91 1%MM合金中形成了杆状的Al4(Ce,La)化合物,它们都具有较高的热稳定性以及较高的显微硬度,因此造成合金的强化.计算了AZ91 1%Y及AZ91 1%MM合金中位错挣脱Y原子和Ce原子束缚所需的临界应力σc,结果表明,同一温度下,AZ91 1%Y合金的σc大于AZ91 1%MM合金的,这也是 AZ91 1%Y具有比AZ91 1%MM更高强度的原因之一.     

铈对AZ91D镁合金ECAP组织及性能的影响

通过普通凝固技术获得含有0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和0.9%Ce的AZ91D镁合金,进行等通道转角挤压(ECAP)实验.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金微观组织形貌,用扫描电镜附带的能谱分析仪(EDS)分析其微区组织成分,并测试挤压前后合金的维氏硬度.结果表明,适量Ce的加入可使AZ91D合金在晶界处析出Al4Ce金属间化合物,阻碍基体相生长而细化合金显微组织;Ce量影响Al4Ce金属间化合物的形貌.Ce<0.5%时,Al4Ce相呈颗粒状析出.而Ce>0.5%时,Al4Ce相呈杆状或片状生长;Ce能显著提高AZ91D合金室温硬度;ECAP后合金的强化效果更佳,其中三次挤压后的AZ91D-0.5%Ce合金维氏硬度提高了近1倍.     

稀土Nd对AE镁合金显微组织及硬度的影响

通过向AE合金中添加不同含量的Nd(0～5. 54%),并对其进行固溶及时效处理后研究了稀土Nd对AE镁合金显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:在本试验范围内,随Nd含量的增加,AE合金晶粒逐渐细化,且当Nd含量为5. 54%时,第二相数量最多,尺寸更加细小并呈团簇状分布。通过EDS面分析可知,不含Nd含量的合金第二相主要有Al、Ce、La复合化合物,加入稀土Nd的合金中第二相主要为Al、Ce、La、Nd形成的复合化合物。在本试验中,不添加Nb的AE44合金的硬度为16. 8 HV;随Nd含量的增多,AE合金的硬度增大; Nd含量增加为5. 54%的AE49B合金的硬度为45. 2 HV。     

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%     

Nd和Ce对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了稀土元素Nd和Ce对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响.结果表明,同时加入Nd和Ce可明显细化合金组织,并形成针状和粒状分布的Al2Nd和Al2Ce化合物.当加入1.0%Nd和0.6%Ce时,合金的室温强度和高温抗拉强度同时达到最大值,分别为228MPa和161.9MPa,相应的伸长率也最好,分别为3.2%和11.5%.     

Mg-TiB_2中间合金和Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化

采用SEM、EDS和XRD等测试手段,研究了Mg-50%TiB2中间合金和稀土元素Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明,加入1.4%的中间合金可以显著细化AZ91D镁合金的枝晶组织和晶粒,α-Mg的平均晶粒尺寸由240μm下降至50μm。在此基础上,复合添加0.2%Ce后,枝晶组织和晶粒进一步细化,同时,β相由粗大骨骼状转变为岛状和细小的粒状,且产生新相Al4Ce。通过能谱分析及面错配度计算证实,TiB2可作为初生α-Mg的良好异质核心。加入稀土元素Ce引起合金成分过冷度增加,从而激活固液界面前沿潜在的TiB2核心,提高TiB2的形核率。     

AZ91-0.75Ce稀土镁合金差热分析及β相形成规律

采用真空感应熔炼方式,研究了稀土元素Ce对AZ91镁合金铸态组织的影响。利用差热分析仪,通过对稀土镁合金熔化和凝固过程进行实时分析,研究了不同冷却速率(10、20、40和80℃/min)条件下β相的形成规律。结果表明,稀土元素Ce有利于细化AZ91合金的基体组织,同时形成Al-Ce化合物相,有效抑制晶界处β-Mg17Al12离异共晶相的形成。此外,Ce含量为0.75%的AZ91合金导致其液相线温度由605℃下降到583℃。近平衡凝固条件下,随冷却速率提高,液固界面前沿溶质扩散不及时,热分析曲线中共晶峰的相对面积不断增加,β共晶相含量逐渐升高。由于冷速的增加缩短了固态相变时间,导致共析转变过程中所形成的层片状β相含量降低。     

添加Ce、Dy对AZ31镁合金显微组织和轧制性能的影响

主要研究了添加RE元素Ce、Dy对AZ31镁合金显微组织和轧制性能的影响。结果表明,加入Ce、Dy后,AZ31合金的组织被明显细化,还生成了析出相Al4Ce、Al2Dy和MgDy3。Ce、Dy可以显著地改善AZ31合金的轧制性能,加入Ce、Dy后形成的RE相在经过高温热处理后几乎不溶于基体,它们可以促进再结晶形核,生成更多细小的等轴晶,从而显著地提高了AZ31合金的轧制能力。但当Dy的添加量达到一定程度时,含RE合金的轧制性能有所下降,但仍优于未加RE的AZ31合金。     

稀土元素Y、Nd对AZ81镁合金组织和高温性能的影响

研究了稀土元素Y、Nd对AZ81镁合金组织和高温力学性能的影响.结果表明,稀土元素Y、Nd的加入明显细化了AZ81镁合金的显微组织,减少了β(Mg17Al12)相的析出.分析认为,稀土元素Y和Nd主要是通过固溶强化、析出强化和细晶强化提高了合金的室温和高温强度,改善了合金的塑性.复合加入2%的Y和Nd,合金的室温强度最高,达282.5MPa,与未加稀土的AZ81相比,约提高了39%.含1%Y的AZ81合金在150℃下的高温强度高达220 MPa,与不含稀土的AZ81相比高温强度约提高40%.     

熔炼工艺对Mg-Al-Ce-Sb合金铸态显微组织和显微硬度的影响

采用光学显微镜、XRD、扫描电镜、能谱分析等手段相结合的方法,研究了不同浇注温度及Ce、Sb加入顺序对Mg-3%Al-1%Ce-1%Sb合金显微组织及显微硬度的影响.结果表明:熔炼工艺对铸态Mg-3%Al-1%Ce-1%Sb合金中的第二相形态有明显影响.采用同时加入Ce、Sb,在较高温度浇注,可显著减少棒状相的数量,得到以球状颗粒为主的第二相,并使Mg-3%Al-1%Ce-1%Sb合金的显微硬度有所降低.球状颗粒主要为含Ce、Sb、Mg和O或含Mg和Al的相;棒状相主要含有Al、Sb和O.     

微合金化元素Ce对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了微合金化元素Ce对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在AZ91镁合金中添加Ce可以起到细化晶粒、净化除杂和提高合金力学性能和抗疲劳性能的作用。并且当Ce的添加量为1.5%时,合金的综合性能最高。     

稀土元素Y、Nd对AZ81镁合金组织和高温性能的影响

研究了稀土元素Y、Nd对AZ81镁合金组织和高温力学性能的影响。结果表明，稀土元素Y、Nd的加入明显细化了AZ81镁合金的显微组织，减少了β（Mg17Al12）相的析出。分析认为，稀土元素Y和Nd主要是通过固溶强化、析出强化和细晶强化提高了合金的室温和高温强度，改善了合金的塑性。复合加入2％的Y和Nd，合金的室温强度最高，达282．5MPa，与未加稀土的AZ81相比，约提高了39％。含1％Y的AZ81合金在150℃下的高温强度高达220MPa，与不含稀土的AZ81相比高温强度约提高40％。     

微量元素Ce／Sb及时效处理对AZ91D合金显微组织及力学性能的影响

研究了时效处理对添加Ce/Sb的AZ91D合金显微组织、力学性能的影响。结果表明,添加Ce和Sb后,β-Mg17Al12变为断续网状或粒状分布,数量也相对减少,并形成弥散分布的Mg3Sb2、CeSb、Al11Ce3新相。时效处理后,试验合金晶界变得模糊,随时效过程进行,新相逐渐析出,最终在时效处理为200℃×12h时形成稳定的颗粒状或短棒状析出相;220℃×12h时效处理后,析出相已经开始聚集、长大,成为条状相。时效处理后,合金维氏硬度提高,在220℃×12h时,维氏硬度达HV97,同比铸态提高37%。     

Ce对AZ91D镁合金力学性能与阻尼性能的影响

为了提高AZ91D 镁合金的力学性能与阻尼性能,利用OM(光学金相显微镜)和XRD 分析了金属型铸造不同Ce 含量AZ91D 合金的显微组织和相组成,测试了室温力学性能,用悬臂梁技术测量了其阻尼性能。结果表明,AZ91D合金中加入一定量Ce 后生成的Al4Ce 相被推移到生长界面,阻碍枝晶的自由生长,从而细化合金铸态组织;Ce 能提高AZ91D 合金室温抗拉强度,而对其屈服强度和延伸率影响不大,Ce 能提高合金的阻尼性能;AZ91D-0.7%Ce 合金晶粒细化效果佳,力学性能较理想,阻尼性能最高;合金的阻尼行为可用Granato-Lücke 理论来解释。     

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Al11N...     

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.