Mg-Al合金非平衡凝固共晶组织及形成机理

为了研究Mg-Al合金非平衡凝固组织,利用扫描电镜(SEM)、x-射线衍射仪以及拉伸性能测试,分析了金属型铸造Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的铸态组织.结果表明,Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的铸态组织由α固溶体、沿晶界分布共晶组织及其附近的次生相所组成,共晶组织以β-Mg₁₇Al₁₂为基且其上分布着粒状α相,次生β相与α固溶体以片层相间的形式出现.采用金属型铸造,实验合金的冷却速度较快,先形成离异共晶的β-Mg₁₇Al₁₂相,后形成以β-Mg₁₇Al₁₂为基的共晶组织.该组织为类似于铁碳合金中莱氏体的非规则共晶体,强度和塑性很低,因此,Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的力学性能普遍较低.     

Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相分析

为了确定Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相的形态和物相组成,分别在150、200、250和300 ℃对挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金进行不同时间的时效处理.采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)等技术检测并分析了不同温度时效后的析出相形态和物相组成,用扩散理论分析了时效温度对析出相的影响.结果表明,合金经不同温度时效后析出相是白色块状的Mg₂(Gd,Y)、Mg₃(Gd,Y)和片状的Mg₅(Gd,Y).分析认为,时效温度决定了Mg-Gd-Y(Zr)合金时效析出相的形态.     

工艺条件对镁合金中CaMgSn形态与硬度的影响

由于CaMgSn的形貌对Mg-Sn-Ca系合金力学性能有重要影响,因此,研究了慢冷、快冷及时效处理对CaMgSn组织形貌的影响规律.分别采用光学显微镜、扫描电镜、x-射线衍射仪和显微硬度计对比分析了不同处理条件对Mg-3Sn-2Ca-3Cu合金微观组织、相结构和硬度的影响.分析结果表明：Mg-3Sn-2Ca-3Cu合金慢冷组织主要由α-Mg、CaMgSn、CuMg₂、（Cu,Ca）Mg₂和Mg₂Sn构成,其中CaMgSn为粗大的棒状相.快冷及时效处理后,CaMgSn的形态发生了明显的改变,在时效48h的时候转变为近球状形貌;时效处理后,合金的显微硬度得到了明显的提高,在时效48h的时候达到最高值HV 77.随着时效时间的延长,表现为硬度的降低和第二相与基体的脱离.     

热挤压对AM50-1%Gd合金组织与性能的影响

针对镁合金高温力学性能差的问题,通过采用热挤压、时效处理、力学性能测试及组织形貌观察等方法,研究了热挤压处理对AM50-1%Gd合金组织与性能的影响.结果表明：AM50-1%Gd合金组织结构由α Mg、Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Gd相组成.热挤压可明显提高AM50-1%Gd合金的抗拉强度和屈服强度,并随着挤压温度的降低,合金的强度值增大.而经时效处理后,挤压态合金在室温及高温的抗拉强度和屈服强度可再次提高.挤压态AM50-1%Gd合金中的细小晶粒来自于热挤压期间发生的动态再结晶,热挤压能提高合金抗拉强度的主要原因是形变强化和细晶强化,而细晶强化和细小第二相沿晶界弥散析出是时效态合金综合力学性能好的主要原因.     

热处理对石墨烯镁基复合材料拉伸性能及微结构的影响

为研究时效对石墨烯纳米片/镁基复合材料(GNPs/AZ31)力学性能的影响,对GNPs/AZ31进行了300℃固溶1 h和200℃分别时效4、8、12、16、20、24 h的热处理,并开展不同时效时间下的GNPs/AZ31微观组织表征与拉伸力学性能试验研究。单轴拉伸力学试验发现,随着时效时间的增加,GNPs/AZ31的力学性能呈现出先增加后减小的趋势,在时效时间为20 h时的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、延伸率、断裂功和显微硬度分别为381 MPa、258 MPa、23.7%、76 J/m³和75.7 HV,比未处理的GNPs/AZ31复合材料分别提高了9.5%、4.5%、13.9%、24.6%和37.6%。微结构表征试验结果表明,随着时效时间的增加,GNPs/AZ31内第二相(Mg₁₇Al₁₂)的析出数量明显增加,并且时效过程均以增加粒径小于1.0μm的小尺寸颗粒的连续析出为主;XRD图谱显示,随着时效时间的增加,Mg₁₇Al₁₂相衍射峰强度得到加强,GNPs/AZ3...     

AZ91HP非连续析出的组织转变特点

AZ91HP压铸试样在加热至415度,保温8h并淬火之后,晶界上离异共晶的粗块状β-Al12Mg17相将溶入基体,形成过饱和α-Mg固溶体,a-Mg固溶体在人工时效过程中,将发生β-Al12Mg17的非连续和连续的沉淀析出,非连续析出的β-Al12Mg17相在时间和数量上分别先于和大于连续析出的β-Al12Mg17相,其形态和数量都随时效时间变化,对合金的性能蚊蝇衅大,金相组织观察显示,非连续析出的β-Al12Mg17相首先在晶界形核,开始时呈颗粒状,随后进入块和胞状共存阶段,最后块状的β-Al12Mg17相首先在晶界形,开始时呈颗粒状,随后进入块和胞肽共存阶段,最后块状的β-Al12Mg17 相消失,胞状β-Al12Mg17相不断地向晶内蔓延长大,伴随着β-Al12Mg17相的析出与形态转变过程,AZ91HP性能也随之变化,显示了明显的时效硬化特征。     

蠕变和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响

针对蠕变时效和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响进行了研究,结合透射电镜下合金的微观组织演变,分析了不同时效状态下析出相对合金疲劳性能的影响规律。结果表明:时效4 h后蠕变时效和人工时效合金内微观组织都是以Cu-Mg原子团簇和GPB区为主,表现出较好的抗疲劳性能。相比时效4 h,时效9 h后合金内主要析出相为针状S′相,粗大S′相的出现改变了位错滑移方式,降低了滑移的可逆性,加速了疲劳损伤积累,因此在应力强度因子范围ΔK≤7 MPa·m1/2的近门槛区,合金抗疲劳性能明显下降。时效24 h后合金晶界处出现无沉淀析出带,晶内析出相尺寸也更大,进一步加速了合金的疲劳裂纹扩展速率。蠕变应力加速了合金的时效析出进程,相比人工时效,在相同时效时间下,蠕变时效合金内析出相尺寸更大,屈服强度和硬度提高,但抗疲劳性能下降。     

时效对Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr合金显微组织及硬度的影响

为了提高Mg合金的强韧性和抗高温性能.文中通过显微硬度测试、差示扫描量热仪及透射电镜分析,研究了挤压Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr系镁合金的显微硬度及时效析出相的结构.结果表明:钆的添加增强了Mg-Gd-Y合金的时效硬化效果,对合金时效硬化的总体规律无明显影响.透射电镜分析发现具有DO19超点阵的β″和斜方晶体β′相在合金时效硬化阶段析出,提高了合金硬度.在时效后期由于粗大的针片状1β相析出,使合金硬度下降.     

热处理工艺对电弧增材制造ZL114A铝合金耐蚀性能的影响

为了研究热处理工艺对电弧增材制造ZL114A铝合金耐蚀行为的影响,采用光学显微镜和附带能谱仪的扫描电子显微镜分析了第二相的形貌及成分,并采用电化学工作站测试了铝合金的腐蚀行为.结果表明：经过固溶和时效处理后,ZL114A铝合金的组织主要由α-(Al)基体、共晶Si和Mg₂Si相组成.当在540℃固溶处理时,随着固溶时间从2 h增加到14 h,合金中共晶硅相逐渐转变为球状.经过14 h的固溶处理后,合金表现出很强的钝化能力.合金经过时效处理后,随着时效时间从4 h增加到12 h,晶内析出的共晶硅和Mg₂Si相数量逐渐增多,合金耐蚀性能降低.     

时效态Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金的组织与疲劳性能

为了研究时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的组织与疲劳性能的影响,利用透射电子显微镜对合金的显微组织进行了观察分析,并针对不同时效状态的合金进行了低周疲劳实验.结果表明,经过150℃×6 h时效处理后,合金晶内析出相较少,晶界无析出相;经过150℃×36 h时效处理后,合金晶内析出相较为细小,并呈弥散分布,同时晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无析出带;经过150℃×48 h时效处理后,合金的析出相均已长大,且晶界无析出带发生宽化.经过150℃×36 h时效处理后的合金,表现出了较高的循环变形抗力与较长的低周疲劳寿命;不同时效状态合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次之间,以及循环应力幅与塑性应变幅之间均呈线性关系.     

T4处理后AZ91镁合金焊接接头组织演变规律

为了明确固溶(T4)处理工艺参数对AZ91镁合金焊接接头组织演变规律的影响,需要进行T4处理优化设计,确定最佳热处理工艺.热处理后分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析.结果表明,T4处理可以改变接头的组织形态,影响第二相β-Mg17Al12的位置,增大晶粒尺寸,特别是粗晶区;较为合理的T4参数可以提高抗拉强度,提高塑性,降低硬度;AZ91镁合金固溶处理的最佳工艺条件为420℃×15 h,抗拉强度为274.28 MPa.     

Nb对Cu基非晶合金热加工及力学性能的影响

为了提高Cu基非晶合金的热加工性能和力学性能,采用铜模铸造法制备了直径为2 mm的Cu47Zr47-xAl6Nbx非晶合金.分别利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热计和电子万能试验机对Cu47Zr47-xAl6Nbx非晶合金的相组成、显微组织、热力学参数和力学性能进行了研究.结果表明,适量的Nb元素可以提高Cu47Zr47-xAl6Nbx非晶合金的热加工和力学性能.Cu47Zr47Al6非晶合金的过冷液相区和断裂强度分别为53.5 K和1 528 MPa.当Nb元素的原子分数为2%时,Cu47Zr45Al6Nb2非晶合金具有最大的过冷液相区和断裂强度,且可以分别达到69.0 K和1 830 MPa.     

Mg/Al固相连接接头扩散界面区的显微组织

为了得出铝镁固相连接的最佳工艺参数,获得组织性能较好的连接接头,采用固相连接技术对Mg/Al异种材料进行焊接.利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、能谱分析仪(EDS)和显微硬度计对扩散界面附近的显微组织、元素分布及硬度分布进行分析,并应用XRD对接头组成相进行了分析.结果表明:界面区形成了显著的新相化合物层,即生成了Mg2Al3、Mg17Al12等脆性金属间化合物,扩散反应区显微硬度范围为HV 280~HV 350,在加热温度为440℃条件下,施加压力为800 N时,组织性能较好,并且保温时间越长,获得的接头组织性能越佳.     

CO_2激光熔覆镍基合金粉末的组织和性能

为了提高核发电成套设备的阀体性能,采用CO_2激光器在SUS316LN奥氏体不锈钢表面熔覆了镍基合金粉末.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪、X射线衍射仪、能谱分析仪、显微硬度计和磨损试验机等对熔覆层的组织和性能进行了研究.结果表明,从熔覆层熔合线到表面的组织依次由平面晶生长区、亚共晶区,共晶区与过共晶区组成.亚共晶组织的初晶相由γ-Ni相组成,而过共晶组织的初晶相由Cr B和Cr7C3相组成.CO_2激光熔覆层具有较高的维氏硬度和耐磨性能,且其裂纹断口形貌属于解理断裂.     

轧制工艺对ZA35合金组织和性能的影响

为了提高ZA35合金的力学性能,采用轧制工艺制备ZA35合金板坯,利用x-射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OE)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等技术分析和检测了ZA35合金铸态、不同轧制态和热处理态的显微组织和性能.结果表明:轧制可以显著提高ZA35合金的综合力学性能,使抗拉强度提高了27.8%,硬度指标提高了36.4%,伸长率比铸态增加了近2倍.轧制使合金组织细化,初生α相增多,ε相由块状变成细小的点状弥散分布于枝晶间.轧制合金在经过365℃固溶3h和120℃时效12h热处理后合金力学性能最好,抗拉强度达到512MPa、伸长率为4.9%、硬度为HB127.     

堆焊电流对Fe-Cr-Ti-C堆焊层组织性能的影响

为了分析堆焊电流对堆焊层组织和性能的影响规律,研究在不同堆焊电流下堆焊层的组织构成和耐磨性能,探讨不同堆焊电流对原位合成M₇C₃、TiC陶瓷硬质相的影响规律,采用x-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对堆焊层显微组织进行分析,采用维氏硬度计、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊层的力学性能进行检测.结果表明,在堆焊速度为20 mm/min、堆焊电流为150 A时由马氏体、奥氏体、TiC、M₇C₃和CrFe₇C_0.45构成的堆焊层组织,其抗磨损性能最佳,堆焊层表面的硬度为HRC 65.4,磨损量为1.13 g; 堆焊电流在160 A时,没有形成初生M₇C₃陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能下降.     

凝固冷速与时效时间对CaMgSn形态的影响

针对CaMgSn形貌对Mg-Sn-Ca系合金的力学性能具有重要的影响,研究了慢冷、快冷及时效处理对CaMgSn组织形貌的影响规律.分别采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏硬度计对比分析了不同处理条件对Mg-3Sn-2Ca-3Cu（质量分数/%）合金微观组织、相结构和硬度的影响.Mg-3Sn-2Ca-3Cu合金慢冷组织主要由α-Mg、CaMgSn、Mg2Ca、CuMg2和Mg2Sn构成,其中CaMgSn为粗大的棒状相;快冷及时效处理后,CaMgSn的形态发生了明显的改变,在时效48 h时,转变为近球状形貌.时效处理后,合金的维氏硬度得到了明显的提高,在时效48 h时达到最高值77.随时效时间延长,表现为硬度的降低和第二相与基体的脱离.     

粗镁直接熔炼AM50镁合金力学性能及夹杂物分析

为了研究粗镁直接熔炼AM50镁合金中夹杂物对力学性能的影响,对镁合金锭三个取样位置进行金像分析、拉伸及冲击试验.通过扫描电镜对断口形貌进行分析,并用能谱分析夹杂物的成分.结果表明:AM50的拉伸强度达到184.73 MPa,伸长率为1.54%,冲击韧性达到8.311 J/cm²,断裂方式为脆性断裂和韧性断裂两种混合断裂机制.夹杂物的主要类型为金属夹杂物和非金属夹杂物两大类,主要有MgO、Mg₃N₂、MgCl₂、CaCl₂、Al₄C₃和一些富Fe的夹杂物,并且形状各异,以镁的氧化物夹杂最为常见.