Zr对医用Zn-Mg合金凝固组织和生物降解行为的影响

向生物医用Zn-0.8Mg合金中添加Zr,研究了Zr含量对合金凝固组织和生物降解行为的影响。结果表明,在Zn-0.8Mg合金中添加Zr,合金中除了生成初生η-Zn相和Mg_2Zn_(11)相外,还析出了Zn_(22)Zr相。随着Zr含量增加,合金中的初生η-Zn相明显粗化,其平均晶粒尺寸由102μm逐渐增大到326μm。同时,Zn_(22)Zr相的体积分数也随之逐渐增加,且合金在Hank’s溶液中的质量损失腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增大,表明合金的降解速率逐渐提高。     

Cu含量对WE43镁合金凝固组织及力学性能的影响

以WE43镁合金为研究对象，采用SEM、XRD、EDS及万能拉伸试验机等手段，研究了0～1.1%(质量分数，下同)的Cu含量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明，随着Cu含量增加，合金的晶粒尺寸呈先减小后增大、抗拉强度先增大后减小的趋势，转折点Cu含量均为0.7%;当Cu含量为0.7%时，合金的晶粒尺寸和抗拉强度分别为31.46μm和200.17 MPa,相较于Cu含量为0时的58.76μm和160.93 MPa,晶粒尺寸减小了46.46%,抗拉强度提高了24.38%。Cu的加入使得合金中产生LPSO相，且随着Cu含量增加，LPSO相的数量不断增加，而伸长率则呈逐渐降低的趋势。     

合金成分和冷却速率对Al-Cu合金凝固过程中初生Al_2Cu相生长形貌的影响

对Al-x Cu(x=30,40,45,50,质量分数,%)合金凝固组织进行了系统的观察.结果表明,随合金中Cu含量由30%(质量分数,下同)增加到50%,合金中初生Al_2Cu相形貌由枝晶状逐渐转变为棱面状,表明Al_2Cu相的生长方式由非小平面生长转变为小平面生长.冷却速率对初生Al_2Cu相生长形貌具有重要影响,冷却速率较低时,初生Al_2Cu相为规则的棱面状;随着冷却速率增大,初生Al_2Cu相逐渐转变为不规则的非棱面状,表明Al_2Cu相的生长方式由小平面生长转变为非小平面生长.对凝固过程中初生Al_2Cu相形貌转变研究发现,Cu含量为45%时,初生Al_2Cu相形貌由枝晶状向方形转变;Cu含量增加到50%时,初生Al_2Cu相形貌由枝晶状转变为网状.     

Cu含量对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织和性能的影响

采用DSC热分析、硬度、电导率、拉伸和晶间腐蚀等测试及透射电镜组织观察,研究Cu含量对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织和性能的影响。实验表明:180℃时效时,4种合金硬度上升至峰值后持续下降,且随着Cu含量增加,合金的时效硬度随之提高,硬化速率加快而软化速率降低;时效时电导率先下降至最低值后又持续上升,且Cu含量越高,电导率越低。随着Cu含量增加,T6和T4态合金的强度随之提高,晶间腐蚀抗力下降,但无Cu合金不发生晶间腐蚀;T6态合金析出相类型随Cu含量增加而变化,Cu含量较低时(0.6以下),析出β″相;而Cu含量为0.9时,析出相为β″相和Q′相共存;且随着Cu含量增加,析出相数量和体积分数增加而尺寸减小,T4态合金析出相为原子团簇。     

Cu、Ni元素对Mg-4Zn合金显微组织及降解性能的影响

通过OM、SEM、浸泡、电化学试验等手段，探究了Cu、Ni含量对Mg-4Zn合金的显微组织及降解性能的影响。结果表明，Cu单独添加对合金的晶粒尺寸没有影响，但随着Cu含量增多，第二相数量增多，主要以不连续网状及骨状分布在晶界。复合添加Cu、Ni后合金的晶粒尺寸显著减小，第二相主要沿晶界呈连续网状及晶内细小质点分布，降解速率明显增加。除晶粒尺寸外，第二相的分布及种类是影响合金降解速率的主要因素，这归因于作为阴极相的第二相与镁基体形成的微电偶腐蚀加速了合金的降解。其中Cu和Ni质量分数分别为1%的合金具有最高的降解速率，在25℃,质量分数为1%的KCl溶液中降解速度高达896 mm/a,有望成为石油勘探压裂材料的候选材料。     

Sr对Mg-1.38Si合金凝固组织与生物腐蚀行为的影响

向Mg-1.38Si合金中添加Sr,主要研究了Sr含量对Mg-1.38Si合金凝固组织和生物腐蚀行为的影响。结果表明,Sr对Mg-1.38Si合金中的Mg_2Si相具有较好的变质效果。随着Sr含量增加,共晶Mg_2Si相形貌由粗大的汉字状逐渐转变为细小的短棒状,初生Mg_2Si相形貌也由粗大的多边形状转变为细小的颗粒状。随着Sr含量增加,4种合金的析氢速率、腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增大,表明合金在人体模拟组织液(SBF)中的耐腐蚀性能逐渐降低。     

Mn含量对Al-Mg合金板材组织与性能的影响

通过拉伸试验和扫描电镜/能谱以及金相分析,研究了Mn含量对Al-Mg合金均匀化组织、退火后的力学性能及显微组织的影响。研究表明,两种成分合金均匀化组织中弥散相多为近等轴状粒子,尺寸约1μm,低Mn含量合金均匀化组织中弥散相数量少于高Mn合金均匀化组织中的弥散相;经480℃×10 s退火后高Mn含量和低Mn含量合金屈服强度分别为113 MPa和84 MPa,断后伸长率分别为23%和26%,退火再结晶平均晶粒大小分别为17μm和27μm。提高合金中Mn含量,板材强度增大,伸长率降低,退火再结晶晶粒尺寸减小;延长退火保温时间,两种合金屈服强度都有所降低,合金显微组织再结晶晶粒随着退火保温时间延长逐渐增大,伸长率逐渐增加。     

定向凝固速率对Al-Al_2Cu过共晶合金中组织形态及取向变化的影响

对Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金在2、10和100μm/s速率下进行定向凝固实验,观察了不同速率下的组织形态,并分析造成组织形态差异是由于各相之间的竞争生长所致;采用X射线衍射技术对过共晶合金中Al_2Cu相进行宏观极图测试并计算其取向分布函数(ODF),同时采用EBSD技术对定向凝固样品进行微观取向测试。结果表明:当定向凝固速率为2μm/s时合金组织为全共晶组织(Al/Al_2Cu),其中的Al_2Cu相取向集中在(001)方向;随着凝固速率增加到10μm/s时,Al_2Cu相优先共晶相生长形成初生Al_2Cu相枝晶组织,具有小平面相生长特征,其取向主要集中在(001)方向;当凝固速率达到100μm/s时,Al_2Cu相枝晶为非小平面特征的复杂枝晶形貌,其取向集中在(100),(110)和(001)等方向;且Al_2Cu相枝晶沿着平行于定向凝固热流方向生长。XRD宏观取向结果表明,取向更为集中的定向凝固组织在相对较低的抽拉速率下可以得到很好地控制。     

Cu含量对Al-12Si合金组织结构及导热性能的影响

采用熔铸工艺制备了不同Cu含量(0.03%～4.2%)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,分析Cu含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与导热性能的影响。结果表明,随着Cu含量从0.03%增加到4.2%,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度由212.3 MPa提高到285.3MPa,但热导率由152W/(m·K)降低到119W/(m·K)。另外,随着Cu含量增加,合金中初生α-Al相明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大;分散的块状α-Al相会造成电子传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子运动过程中的散射概率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金导热性能下降。     

淬火速率对汽车用新型高强韧铝合金晶间腐蚀的影响

采用晶间腐蚀实验结合扫描和透射电镜分析,研究淬火速率对汽车用新型高强韧铝合金晶间腐蚀的影响。结果表明:淬火速率从960℃/s降低至1.8℃/s,晶界淬火析出相的长度及无沉淀析出带PFZ宽度分别从24.3 nm和23.7 nm增加至94.5 nm和97.8 nm,晶间腐蚀等级从3级增加至4级,最大腐蚀深度和平均腐蚀深度从71.6μm和60.3μm分别增加至174.2μm和157.9μm。随着淬火速率的减小,晶界析出相的粒径增加,晶界析出相的相间距增加,晶界PFZ宽度也相应增大,晶界析出相的Zn含量增加最快,Mg含量的增加次之,Cu含量的增加最慢,从而导致晶间腐蚀深度增加。     

不同Cu含量Al-Cu合金的微观组织及DSC分析

利用差示扫描量热分析仪和场发射电子扫描显微镜,对不同Cu含量的Al-Cu合金微观组织和DSC曲线进行了分析研究。结果发现,在含Cu量为5%~40%的范围内,随着Cu含量的增加,Al-Cu合金的熔化潜热逐渐减小。亚共晶成分合金中,随着Cu含量的增加,初生-αAl相所占比例逐渐减小,共晶组织所占比例随之增加。     

Mg-Si二元合金凝固组织和生物腐蚀行为的研究

采用Mg-Si二元合金作为研究对象,利用OM研究了3种Mg-xSi(x=0.6、1.38、2.1,质量分数)合金的显微组织,利用析氢法、失重法和电化学测试研究了3种合金在模拟体液中的生物腐蚀行为,并观察了其腐蚀形貌。结果表明,随着Si含量增加,合金中的共晶Mg_2Si相由细小的层片状逐渐转变为粗大的汉字状,多边形状的初生Mg_2Si相的尺寸也逐渐增加。随着Si含量增加,3种合金的析氢速率、失重腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增加,表明合金在模拟体液中的耐蚀性能逐渐降低。     

挤压Mg-6xZn-xY合金微观组织与力学性能

定量研究了大挤压比(81:1)条件下Mg-6xZn-xY合金的微观组织和力学性能。结果表明:随着Zn、Y含量的增加,准晶相含量逐渐增加,α-Mg基体平均晶粒尺寸先减小后增大,Mg-6Zn-1Y合金中的α-Mg平均晶粒尺寸最小为2.9μm,且尺寸分布最均匀,其标准差也达到最小,为0.77μm。随着Zn、Y含量的增加,Mg-Zn-Y合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,延伸率逐渐降低。相比于α-Mg基体晶粒细化,细小准晶相含量的增加对提高Mg-6xZn-xY合金强度的作用更明显。     

Ni元素对Al-20Si-2Cu合金的组织及性能影响

使用OM、SEM、XRD研究了在Al-20Si-2Cu合金中添加不同含量Ni后微观组织的演变和合金性能的变化。研究表明:Ni元素的添加不仅能使α-Al树枝晶的一次枝晶长度从150μm减小到100μm,二次枝晶臂间距由16.4μm减小至10.2μm,而且使强化相的形貌及成分发生显著的变化;另外,随Ni含量的增加,合金的高温抗拉强度从79.5 MPa提高到106.3 MPa,提高了33.7%,伸长率则先增加后减小。     

铸态Mg-5Sn-(0～2)Cu合金的显微组织,力学性能和蠕变性能（英文）

利用XRD,SEM手段研究了铸态Mg-5Sn-(0~2.0)Cu合金的显微结构。结果表明Mg-5Sn合金由枝晶状的α-Mg和Mg2Sn相组成,Cu的加入使合金出现Mg2Cu相。随着Cu含量的增加,晶粒逐渐细化,Mg2Sn相和Mg2Cu相的量也逐渐增加,但是这两种相的尺寸亦随之增加。室温拉伸结果表明,Cu质量分数在0.5%~1.0%时对合金起促进作用,然而,过多的Cu会弱化合金的拉伸性能。Mg-5Sn-1.0Cu合金具有最优的力学性能,抗拉强度达到180 MPa,延伸率达到12%。合金在温度为175℃,载荷为35~75 MPa的压蠕变性能表明,Cu可以提高Mg-Sn合金的抗蠕变性能。     

铸态Mg-5Sn-(0~2)Cu合金的显微组织，力学性能和蠕变性能

利用XRD,SEM手段研究了铸态Mg-5Sn-(0~2.0)Cu合金的显微结构。结果表明Mg-5Sn合金由枝晶状的α-Mg和Mg2Sn相组成,Cu的加入使合金出现Mg2Cu相。随着Cu含量的增加,晶粒逐渐细化,Mg2Sn相和Mg2Cu相的量也逐渐增加,但是这两种相的尺寸亦随之增加。室温拉伸结果表明,Cu质量分数在0.5%~1.0%时对合金起促进作用,然而,过多的Cu会弱化合金的拉伸性能。Mg-5Sn-1.0Cu合金具有最优的力学性能,抗拉强度达到180 MPa,延伸率达到12%。合金在温度为175℃,载荷为35~75 MPa的压蠕变性能表明,Cu可以提高Mg-Sn合金的抗蠕变性能。     

脉冲磁场对镁铜合金组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响

在生物医用Mg-0.6Cu合金的凝固过程中施加脉冲磁场处理,研究脉冲电压对合金凝固组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响。结果表明:随着放电电压的增加,在合金凝固组织逐渐细化的同时,第二相的数量也逐渐降低;当脉冲电压为300 V时,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率均逐渐提高,其较未处理合金分别提高了49.4%、45.7%和114.3%;试样在37℃的SBF溶液中的析氢速率、腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐降低,同时,其自腐蚀电位也逐渐向正向移动,这表明合金的耐腐蚀性能逐渐提高。     

纳米压痕法研究Si对Mg60Cu30Y10非晶合金的影响

利用纳米探针仪研究硅元素对Mg60Cu30Y10非晶合金的载荷-位移曲线和力学性能的影响。结果显示,Mg60Cu30-xY10Six非晶合金载荷-位移曲线上不连续锯齿状台阶对应其剪切带的形成和扩展。随着硅元素含量的增加,相同加载速率下,载荷-位移曲线上的台阶逐渐减少,直至消失。随着加载速率和应变速率的不断增加,非晶合金Mg60Cu30-xY10Six载荷-位移曲线上的锯齿状台阶逐渐消失。非晶合金Mg60Cu30-xY10Six的力学性能不是简单地随着组元的含量、数量等参数的增大而提高     

定向凝固恒速和跃迁加速下Cu-12.58%Mg过共晶合金的凝固组织演变

在定向凝固恒速和跃迁加速下,研究了Cu-Cu2Mg过共晶合金中Cu2Mg初生相和共晶组织的变化。结果表明,在定向凝固速率5～100μm／s下,Cu2Mgg初生相领先共晶组织生长,生长方向与定向凝固方向一致,界面形态从侧枝较少的树枝晶变为间距较小的细枝晶形态。在定向凝固速率从2μm／s跃迁加速到20μm／s下,生长Cu2Mg初生相枝晶有的被抑制停止生长,有的出现细化,面共晶组织细化是通过层片中Cu相分枝进行的。研究表明,通过定向凝固跃迁加速工艺方法,可使Cu—Cu2Mg共晶组织层片间距更加细化。     

浇注温度对机械用半固态压铸AlSi9Cu合金组织和力学性能的影响

采用半固态铸造生产了AlSi9Cu铝合金压铸件，对不同浇注温度的压铸件的微观组织进行了观察，并测试了不同参数生产出的压铸件的力学性能。结果表明，在不同浇注温度下的半固态压铸AlSi9Cu合金中晶粒的形貌均为球状晶，合金的平均晶粒尺寸随着浇注温度的升高而逐渐变大，浇注温度分别为590℃、600℃和610℃时，合金的平均晶粒尺寸分别为42.1μm、48.9μm和50.6μm。随着半固态压铸浇注温度的逐渐升高，合金内卷气缺陷也随之增加，合金的力学性能随之逐渐降低。当浇注温度分别为590℃、600℃和610℃时，合金的抗拉强度分别为268.03 MPa、264.14 MPa和255.26 MPa，伸长率分别为7.05%、6.73%和5.79%。