稀土元素和Ti对ZM5镁合金组织和性能的影响

用金相显微镜、X射线衍射仪分析了添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的Mg-8．5Al-0．5Zn（ZM5）合金的组织和相组成,测试了合金的室温力学性能。结果表明,添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金中出现了新的镁．稀土相MgY、Mg12Nd,而在同时添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的合金中,还出现了新相Ti2Mg3Al18;添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金在拉伸性能、硬度以及组织都明显优于ZM5镁合金,而同时添加稀土元素和Ti合金的镁合金其性能又显著优于单独添加Y或Nd的合金。     

Influence of Nd on Microstructure and Bio-corrosion Rsistance of Mg-Zn-Mn-Ca Alloy

将0.4%(质量分数,下同)的Nd添加到Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金中,以研究稀土元素Nd对合金显微组织和耐生物腐蚀性能的影响。采用金相(OM)、带能谱的扫描电镜(SEM+EDS)以及XRD等手段分析了合金的微观组织。采用静态浸泡、析氢和电化学极化等手段研究了合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Nd的添加,合金的显微组织得到了明显的细化。在Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-0.4Nd合金中形成了2种第二相的机械混合物Ca2Mg6Zn3+Mg41Nd5。在SBF中浸泡7d以后,较多的此种混合物仍残留于含Nd合金的表面,而在不含Nd的合金中,只有极少量的颗粒状Ca2Mg6Zn3残留在其表面。故Nd的添加显著提高了Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金的耐生物腐蚀性能。     

稀土Y和Nd对ZM5合金组织和性能的影响

以ZM5镁合金为基体材料，应用铸造方法制备了4种不同稀土含量和比例的稀土镁合金。考察分析了稀土Y和Nd对ZM5合金组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Ti2Mg3Al3，它对于减少晶界处第二相的析出有积极作用。ZM5合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能随稀土Y和Nd的比例不同而有比较大的差异，在所有考察的ZM5合金中，添加2％Y和1％Nd稀土的合金综合效果最好。     

Nd对Mg-6Zn微观组织影响研究

采用熔铸法制备了Mg-6Zn和Mg-6Zn-xNd合金,利用扫描电镜及所带的能谱分析仪,研究了Nd含量对铸态Mg-6Zn-xNd的微观组织的影响,结果表明：Mg-6Zn合金基体上存在着α-Mg和Mg-Zn相的共晶团,添加Nd元素后合金基体上出现Mg-Zn-Nd三元共晶组织,这些共晶组织数量随着Nd含量增加而增加,最终形成含有Mg,Zn,Nd三种元素的连续网状结构。     

新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.5Zr的组织和力学性能

研究了新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.45Zr的组织和力学性能。研究表明,试验合金的铸态组织为近等轴晶,主要由α-Mg基体和晶界处的(α-Mg+Mg12Nd)共晶组成。试验确定了固溶试验合金的较优时效处理工艺。试验合金经T6热处理后,室温屈服强度较ZM6合金显著提高。同时,试验合金的高温瞬时抗拉强度、屈服强度以及抗蠕变性能均显著优于ZM6合金。     

挤压和热处理对ZM61镁合金组织和性能的影响

研究均匀化、挤压以及热处理对Mg-5.77%Zn-0.94%Mn(ZM61)(质量分数)镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:ZM61铸态组织呈枝晶结构,枝晶间网状的和枝晶内颗粒状的金属间化合物为Mg7Zn3;经(330℃,8 h)+(420℃,2 h)的两级均匀化处理后,化合物绝大部分溶解于基体;两级均匀化处理可大幅降低合金的挤压温度(降低幅度30℃)、减少挤压态组织中的残余流线、提高挤压态合金的伸长率、缩短固溶时间,但并未明显细化挤压态合金的晶粒;对于可时效强化的ZM61变形镁合金来说,晶粒大小对其力学性能的影响不大,起主要强化作用的是时效析出相的类型、尺寸和弥散程度;ZM61在时效过程中主要析出沿[0001]α-Mg的β1′杆状相和平行于(0001)α-Mg的β2′盘状相的析出相,其中β1′杆状相为起主要强化作用的析出相。     

ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺

根据拉伸性能测试结果及X-射线探伤检测确定了ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺参数.并通过光学显微镜对焊接接头进行了微观组织观察和微区成分分析试验.结果表明,热影响区晶粒大小与母材基本相同.在热影响区晶内完全由Mg元素组成,晶内原有的合金元素迁移到晶界.焊缝组织由比母材晶粒尺寸小的细小等轴晶组成,焊缝区的晶内组织基本由Mg元素组成,其晶界合金元素含量要比母材与热影响区少.通过对ZM6镁合金铸件补焊中的裂纹位置以及成分分析,得出ZM6镁合金铸件补焊裂纹为结晶裂纹.     

Sn对ZM61合金组织与性能的影响

通过光学金相(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)等分析方法,研究不同Sn含量对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响,并初步探讨Sn元素在镁合金中的存在形式和作用机理。结果表明:Sn元素在ZM61合金中主要以Mg2Sn相存在;Sn元素不仅可以改善合金的铸造性能,所形成弥散的Mg2Sn相颗粒还可以明显的细化晶粒改善组织,提高合金的力学性能,其中经440℃,2h+90℃,24h+180℃,8h双级时效处理的ZM61-4Sn合金具有最佳的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为358MPa、374MPa和4.6%;Sn的加入不会改变合金的断裂机制,但是粗大的Mg2Sn粒子会成为裂纹源,从而降低合金的塑性,所以Sn含量不宜过高,不大于4%较为合适。     

Mg-4Zn-1Mn镁合金均匀化热处理及导热率

采用光学显微镜、X射线衍射、布氏硬度测试、扫描电镜、能谱分析等方法,研究新型Mg-4Zn-1Mn(ZM41)镁合金在铸态和不同热处理状态下的显微组织、成分、硬度变化规律。用激光闪射法测定其不同状态的热扩散系数,计算得到导热率值。以空位扩散机制为基础,研究均匀化扩散动力学过程,建立此合金的均匀化扩散方程。结果表明:铸态组织枝晶偏析严重,晶界上有许多粗大的Mg7Zn3非平衡结晶相,Mn以单质形式存在于合金中。经370℃×12 h均匀化热处理后,大部分的Mg7Zn3相已溶入基体。根据实验结果和均匀化动力学计算,确定最佳均匀化处理工艺为370℃×12 h。该合金室温导热率值为125.5 W/(m.K),比常见的镁合金如AZ系、AM系、AS系等的导热性能高出1倍左右。     

Microstructure and mechanical properties of Mg–Zn–(Nd)–Zr alloys with different extrusion processes

The effect of Nd addition and the in?uence of extrusion processes on the microstructure and mechanical properties of Mg–6Zn–0.5Zr(ZK60) and Mg–6Zn–1.5Nd–0.5Zr(ZKNd602) alloys were investigated. Nd element can obviously re?ne the microstructure of both as-cast and asextruded Mg–Zn–Nd–Zr alloy. All of the extruded alloys exhibit a bimodal grain structure composed of equiaxed?ne recrystallized(DRXed) grains and elongated coarse un DRXed grains. It is necessary to achieve high strength,particularly the yield strength, for ZKNd602 alloy, when it is extruded with a lower extrusion temperature, a suitable extrusion ratio and a relatively lower extrusion ram speed. In this study, the ultimate tensile strength(UTS),yield strength(YS) and elongation(El) of the extruded ZKNd602 alloy were 421 MPa, 402 MPa and 6.7 %,respectively, with extrusion temperature of 290 °C, extrusion ratio of 18:1 and a ram speed of approximate0.4 mm·s~(-1). Meanwhile, the extrusion process has obvious effects on the room-temperature properties but weak effects on the high-temperature properties.     

Damage Behavior of SnAgCu Solder under Thermal Cycling

电子封装焊点的热循环失效是焊点材料损伤逐步发展的结果,本工作旨在对SnAgCu钎料的热循环损伤失效行为进行研究.以连续损伤力学理论为基础,提出了一种适用于热循环条件下SnAgCu钎料蠕变-疲劳交互作用的损伤模型.据此,设计了热力循环实验和热循环实验用以标定损伤模型相关参量.自行设计了双金属剪切加载装置并结合温度循环实验,对SnAgCu钎料的热力耦合损伤行为进行了深入研究.以电阻变化率作为损伤变量,并在热循环的不同周次测量试样的损伤值从而验证损伤模型.结果表明:所提出的幂函数形式的损伤模型能较好的描述SnAgCu钎料的热循环损伤演变.最后,对热循环条件下SnAgCu钎料试样的微观组织演变进行了SEM分析,从而揭示其损伤演变机理.     

微量Er对ZM5镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、失重法及动电位扫描测试法,研究了微量Er对铸态ZM5镁合金显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明微量Er可细化ZM5镁合金的铸态组织,提高耐腐蚀性能;在0～0.6％范围内,随着Er含量的增加,合金中的Mg17Al12相由粗大、连续树枝状分布逐渐转变为细小、弥散的颗粒状均匀分布;当Er含量为0.6％时,组织中有Al3Er相生成.随着Er添加量的逐渐增加,ZM5镁合金的平均腐蚀速率逐渐降低;当Er含量为0.6％时,在3.5％NaCl水溶液中浸泡的腐蚀速率为2.125 6 mg/(cm2·d),仅为常规ZM5镁合金的20％.微量Er使得ZM5镁合金在3.5％ NaCl溶液中的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流降低.     

Zn含量对7XXX铝合金性能及微观组织影响

为了深入研究7XXX铝合金的成分对材料性能的影响,对通过模铸工艺制备的高锌含量的铝基合金性能和微观组织进行了研究,重点探讨了Zn含量对合金组织、性能和铸造流动性的影响。研究结果表明,当Zn含量从20%增加到40%时:对材料组织的影响主要表现为晶粒尺寸由45μm减小到20μm,晶界处非平衡相α+η的体积分数由9%增加到28%;对力学性能的影响表现为抗拉强度与屈服强度升高,分别达到470 MPa和430 MPa,伸长率有所降低,从7%降低至3%左右,合金硬度值由75 HV提高至140 HV。同时,Zn含量的增加可以降低合金固相线温度,这有利于提高合金的流动性。     

Effects of Sn and Ca additions on microstructure,mechanical properties,and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐Zn‐Al‐based alloy

Effects of Sn and Ca additions on microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy were investigated by SEM, XRD, tensile tests, electrochemical measurements, etc. The higher the Sn content, the higher the yield strength of the Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy. Trace Ca addition refined both grains and divorced eutectics in the Mg‐Zn‐Sn‐Al alloys, leading to the best combination of strength and plasticity. Moreover, its influence was more significant for the alloy with a higher Sn content. Furthermore, the combined addition had a beneficial effect on the corrosion resistance improvement of the Mg‐6Zn‐2Al alloy. The Mg‐6Zn‐2Al‐3Sn‐0.2Ca alloy was the most corrosion‐resistant alloy among the nine alloys studied, better than AZ91 and ZA85. It could be ascribed to the decrease and the refinement of divorced eutectics, the higher hydrogen overvoltage of Sn and the Ca grain refinement.     

Effect of Zn on mechanical property and corrosion property of extruded Mg-Zn-Mn alloy

The effect of Zn on the microstructure, the mechanical property and the corrosion property in simulated body fluid（SBF） of an extruded Mg-Mn alloy was studied. The results indicate that the addition of Zn element can significantly refine the grain size of the extruded Mg-Mn alloy. When Zn content is increased from 0% to 3%, the grain size decreases from 12μm to 4 p.m. Meanwhile, the mechanical properties also increase remarkably with increasing Zn content. When Zn content is 3%, the ultimate tensile strength and the yield strength are increased by 54.7 MPa and 69.7 MPa, respectively. Zn can also improve the anti-corrosion property of the alloy. The best anti-corrosion property is obtained with 1% Zn. However, further increase of Zn content up to 3% deteriorates the corrosion property. Finally, the influence mechanism of Zn on the microstructure, the mechanical property and the corrosion property was discussed.     

双级时效热处理ZM5合金的显微组织和力学性能

以ZM5合金为研究对象,通过显微组织分析和力学性能测试等手段,研究了其不同状态的显微组织和力学性能。结果表明,铸态ZM5合金中存在呈网状分布的粗大不规则块状β-Mg₁₇Al₁₂相;固溶处理后,β-Mg₁₇Al₁₂相溶入α-Mg基体中,仅有少量残余的AlMn相;经T6处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相;经双级时效处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相及在晶内析出细小的针片状β-Mg₁₇Al₁₂相。与铸态相比,热处理后ZM5合金的抗拉强度大幅提升;经双级时效处理后,其抗拉强度可达285MPa,比T6处理后的抗拉强度高20MPa。     

喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金组织与力学性能研究

利用XRD、OM、SEM、TEM研究了喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金挤压态的显微组织和合金的力学性能。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金主要包含基体α-Mg和Al2Ca相,基体组织为等轴晶,平均晶粒尺寸为3μm;Al2Ca颗粒主要沿镁基体晶界分布,颗粒尺寸在1.0μm左右,并在Al2Ca相中存在孪晶结构;合金的σb、σ0.2、δ分别为450、325MPa,5%。在拉伸断口上存在大量石块状的Al2Ca相,表明合金的断裂方式为沿晶断裂;与经热挤压的铸造AZ91镁合金对比,该合金强度明显提高,但合金塑性降低;合金强度的提高主要来源于合金的细晶强化和Al、Zn对合金的固溶强化,而伸长率降低是由于合金中存在的大量Al2Ca颗粒是沿镁基体晶界分布,导致合金的塑性降低。     

The effect of solid diffusion surface alloying on properties of ZM5 magnesium alloy

In this research, solid diffusion process was used to form a diffusion alloying layer on the surface of ZM5 magnesium alloy to improve corrosion and wear resistance. It is shown that the solid diffusion layer was mainly composed of Mg–Al–Zn intermetallic compounds and Mg–Al–Zn solid solution transition zone that had more Zn and Al elements than untreated ZM5 magnesium substrate. The continued immersion test in 3% NaCl solution displayed that the diffusion-treated specimen had better corrosion resistance compared to the untreated ZM5 specimen. The polarization test indicated that the Mg–Al–Zn intermetallic compounds of the diffusion alloying layer were an effective corrosion barrier to decrease the corrosion rate for ZM5 magnesium alloy when exposed to 3% NaCl solutions. In addition, the microhardness values of the Mg–Al–Zn intermetallic compounds were much higher than those of the substrate and this would greatly contribute to the enhancement of wear resistance.     

微量B对Mg-3A1-1Zn镁合金组织和性能的影响

B通过Al-3B中间舍金加入Mg-3Al-1Zn舍金中，利用OM、XRD及力学性能测试、极化曲线测定等手段对不同B加入量合金的组织和性能进行了分析。实验结果表明，合金的组织随着B加入量的增加变得粗大，当B加入量为0．05％时出现粗大枝晶，0．1％时枝晶进一步长大且出现二次枝晶。舍金的力学性能和耐腐蚀性能也随B加入量的增加而降低。     

交流电磁场对AZ80镁合金组织结构的影响

研究了在交流磁场下凝固的AZ80镁合金晶内溶质含量及凝固组织的变化。实验结果表明:与未施加磁场的试样相比,经过交流磁场处理后,AZ80镁合金中Al、Zn二种溶质元素在晶粒内部的含量均增加。此外,在交流磁场作用下,晶粒细化,夹杂物的尺寸和数量也有所减少,10Hz比30Hz的效果更加明显;晶界有所变窄,其中10 Hz的最显著。