金属型铸造Mg-Zn-Sn合金的非平衡组织及力学性能

采用金属型铸造了Zn、Sn不同质量分数但总量为10%的Mg-xZn-(10-x)Sn合金,研究了其铸态组织特别是非平衡共晶组织及合金的力学性能。结果表明,Mg-Zn-Sn合金铸态组织为α-Mg、MgZn及(或)Mg2Sn相组成。Mg-9Zn-Sn和Mg-Zn-9Sn合金均产生了层片状共晶相,Mg-5Zn-5Sn合金中的共晶β相(MgZn和Mg2Sn)呈小块状均匀分布在晶界上,且基本上均为离异型共晶。采用夏尔公式计算出合金的非平衡共晶体积分数,Mg-9Zn-Sn合金中的共晶分数最高达14%,共晶组织几乎都呈现片状结构。力学性能试验结果表明,Mg-5Zn-5Sn合金具有最好的综合力学性能。此外,根据Zn、Sn原子在Mg中的固溶量的测试结果,进一步分析了合金的强韧性。     

镁硅质量比对Al-Mg-Si合金组织、热学和力学性能的影响

以Al-Mg-Si(6XXX)系合金为基础,通过改变Mg、Si质量比,采用金属型铸造研究不同w(Mg)/w(Si)对合金的组织、热导率及力学性能的影响。结果表明,当w(Mg)/w(Si)小于1.53时,合金中的相组成主要为共晶Si、α-Al和β-Mg₂Si相;当w(Mg)/w(Si)为1.53时,合金中出现θ-Al2Cu相,而共晶Si相消失;当w(Mg)/w(Si)大于1.53时,合金中出现新相S-Al2CuMg相,而θ相逐渐减小最后消失;当w(Mg)/w(Si)为1.53时,合金具有最佳的综合性能,其热导率为175.5 W/(m·K),抗拉强度为153 MPa,硬度(HV)为109.14,伸长率为6.54%。     

Sn对Mg-6Zn合金显微组织及力学性能的影响

研究了Sn对Mg-6Zn合金显微组织及力学性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、万能试验机等,对Mg-6Zn(x Sn)合金显微组织及力学性能进行分析。结果表明:镁合金中加入Sn可有效改善铸锭组织,形成的Mg2Sn颗粒。少量添加Sn元素,Mg-6Zn铸态合金的强度、伸长率及硬度随Sn含量增加而提高;Sn含量为1.0%时,Mg-6Zn铸态合金强度、伸长率和硬度达到最高。Mg-6Zn铸态合金添加少量Sn,局部区域呈现韧性断裂;Sn含量超过1.5%时,局部区域出现沿晶断裂的特征。     

铸造Al-Si-Cu-Mg系合金中富铁相的变质处理研究

通过单因素和多因素试验、力学性能测试、金相显微组织分析,考察了不同w(Mn)/w(Fe)、w(Cr)/w(Fe)、w(Mn)/w(Cr)及Be对Al-13Si-4Cu-1Mg-0.8Fe合金组织中富铁相形貌,以及力学性能的影响规律。试验结果表明:当Fe为0.8%时,Al-13Si-4Cu-1Mg-0.8Fe合金中富铁相主要以长针状的β-Al5Fe Si形态出现;Mn、Cr单独变质过程中,随着w(Mn)/w(Fe)、w(Cr)/w(Fe)的增加,合金的室温强度均呈现先升后降趋势,而伸长率变化不大;当w(Mn)/w(Fe)比为1.1时,合金的室温强度最大可以达到364 MPa,当w(Cr)/w(Fe)为0.35时,合金的室温强度最大可以达到412 MPa;Mn、Cr复合变质时,当w(Mn)/w(Cr)为2.0时,合金综合力学性能可以达到σb=374 MPa、δ5=3.9%;Mn Be、Cr Be和Be的变质效果对合金力学性能影响的规律为Mn BeCr BeBe基体。     

铸态Mg-Sn-Zn-Al合金组织性能

研究含Sn5%,8%,11%及Zn0.5%,1%,2%的Mg-xSn-yZn-1.0Al合金(质量分数)的显微组织演变和力学性能变化,在此基础上优化合金的成分比,得出在Sn:Zn=5:1和Sn:Zn=6:2.5时有较佳的综合力学性能。显微组织观察表明,Zn元素能够起到明显的晶粒细化作用,显著提高合金的抗拉强度,但过量的Zn会使合金的伸长率显著下降。Sn含量的增加可以明显地改善合金的树枝晶组织,并使其等轴化,但Sn含量的增加使合金的抗拉强度明显下降。同时增加Sn和Zn元素的含量时,Sn含量的变化成为合金组织演变的主要原因;减少Sn和Zn元素的含量时,Zn含量的变化成为合金组织演变的主要原因。     

Sn含量对Mg-Sn-Al-Zn镁合金组织与性能的影响

利用SEM和XRD及拉伸试验机研究了不同Sn含量对铸态Mg-x Sn-3Al-1Zn(x=3,4.5,6,7.5)合金组织和性能的影响。结果表明,Sn元素的增加可使合金晶粒细化;合金中的析出相Mg2Sn的数量随Sn含量增加明显增多,其尺寸也随Sn含量的增加而增大,并且当Sn添加量超过6 wt%时Mg2Sn相从颗粒状转变为长条状且沿晶界分布。在Sn含量为6wt%时合金的拉伸性能最佳,抗拉强度为222.5 MPa,屈服强度为76.2 MPa,伸长率为16%。     

稀土元素Er对Bi5Sb8Sn钎料力学性能的影响

通过向Bi5Sb8Sn钎料合金中添加适量的稀土元素铒(Er),研究了不同含量的稀土Er对Bi5Sb8Sn无铅钎料合金力学性能的影响。结果表明,微量稀土Er的添加能显著细化该钎料组织,改善合金的组织分布情况,提高钎料的力学性能;稀土w(Er)0.5%时,Bi5Sb8SnRE合金抗拉强度和钎焊接头的抗剪强度较基体钎料Bi5Sb8Sn分别提高了41.8%和83.0%.;但当稀土w(Er)0.5%时,则组织粗化,钎料力学性能下降。     

Zn含量对Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜以及拉伸试验机,研究Zn含量对时效态Mg-9Gd-4Yx Zn-0.5Zr(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金组织和力学性能的影响。结果表明:时效态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5(Gd,Y)组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5(Gd,Y,Zn)相和Mg12Zn(Gd,Y)相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%以下时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。当Zn含量达到1%时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为279.4 MPa和220 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。     

铸态Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪以及拉伸试验机,研究了Zn对铸态Mg-9Gd-4Y-x Zn-0.5Zr(x=0,0.5 1.0,1.5,2.0)合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5(Gd,Y)组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5(Gd,Y,Zn)相和Mg12Zn(Gd,Y)相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。此时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为209.72 MPa和172.69 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。     

Sn对Zn4Al3Cu无铅钎料腐蚀性能的影响

根据合金化原理,在Zn4Al3Cu钎料基体上添加不同含量Sn,形成一种新型合金,研究了Sn含量对Zn4Al3CuxSn钎料合金腐蚀性能的影响。结果表明:随着Sn含量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀速率逐渐升高。其中,Zn4Al3Cu钎料的腐蚀速率最低,为0.076 mm/a,耐蚀性最好。随着Sn添加量增加,Zn4Al3CuxSn钎料合金的腐蚀电位逐渐降低,w(Sn)为15%时,钎料腐蚀电位最低,为-1.201 1 V,较基体钎料Zn4Al3Cu腐蚀电位降低了0.063 V。     

Zn元素对Mg-25Sn合金组织和力学性能的影响

以Mg粉、Sn粉和Zn粉为初始原料,采用机械合金化和热压烧结的方法制备Mg-25Sn-x Zn合金。研究了Zn添加量对Mg-25Sn合金显微组织和性能的影响。结果表明:Mg-25Sn-x Zn体系的机械合金化过程中,Zn元素不参与合金化反应,但Zn的引入降低了Mg+Mg2Sn混合物的尺寸。除固溶外,烧结态Mg-25Sn-x Zn中Zn完全转变成MgZn2相。且随Zn含量的增加,MgZn2相的尺寸逐步增大,Mg晶界和Mg2Sn颗粒相周围是MgZn2相的择优分布位置。添加6%Zn(质量分数)的Mg-25Sn合金具有最优的力学性能,其显微维氏硬度为1.60GPa、屈服强度为388MPa、抗压强度为497 MPa、断裂应变7.5%。     

Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2)挤压态合金微观组织和力学性能

采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、高角度环形暗场-扫描透射,分析了Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2,质量分数,％)挤压态合金微观组织结构和力学性能,旨在探索Zn对于合金性能影响的微观机制.结果表明:在Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr合金中添加Zn元素,不仅形成LPS...     

Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金铸造组织与力学性能

采用正交试验方法,通过砂型铸造制备9种不同成分的Mg-Nd-Gd-Zn-Zr系镁合金。研究该系列镁合金的铸造组织和室温力学性能,并通过对力学性能试验数据的分析,研究主要合金化稀土元素Gd和Nd的作用。研究发现:该系列镁合金铸态组织为α-Mg基体和Mg12Nd化合物。经过固溶处理后,铸态组织中晶界上的化合物大部分溶入基体,但在晶界上还有一些颗粒状的化合物。Gd含量越高,合金的室温抗拉强度、屈服强度和延伸率就越高。Nd含量越高,抗拉强度和屈服强度也越好,但延伸率在Nd含量超过2水平(2.85%)后会降低。抗拉强度和屈服强度受Nd含量的影响最大,Gd含量的影响次之。Zn含量越高屈服强度越高,但抗拉强度和延伸率降低,其中延伸率受Zn含量的影响最大。     

Microstructures and tensile properties of as-extruded Mg-Sn binary alloys

The microstructure and mechanical properties of Mg-xSn(x=3,7 and 14,mass fraction,%) alloys extruded indirectly at 300℃ were investigated by means of optical microscopy,scanning electron microscopy and tensile test.The grain size of theα-Mg matrix decreases from 220,160 and 93μm after the homogenization treatment to 28,3 and 16μm in the three alloys after extrusion,respectively.The results show that the grain refinement is most remarkable in the as-extruded Mg-7Sn alloy.At the same time,the amount of the Mg2Sn particles remarkably increases in the Mg-7Sn alloy with very uniform distribution in theα-Mg matrix.In contrast,the Mg2Sn phase inherited from the solidification with a large size is mainly distributed along grain boundary in the Mg-14Sn alloy.The tensile tests at room temperature show that the ultimate tensile strength of the as-extruded Mg-7Sn alloy is the highest,i.e.,255 MPa,increased by 120%as compared with that of as-cast samples.     

Microstructure and mechanical properties of ZA62 based magnesium alloys with calcium addition

As-cast microstructure and mechanical properties of Mg-6Zn-2Al-0.3Mn (ZA62) alloys with calcium addition were investigated.The as-cast microstructure of the base alloy ZA62 consists of the α-Mg matrix and eutectic phase Mg51Zn20.The Mg51Zn20 eutectic was gradually replaced by MgZn phase and Mg32(Al,Zn)49 phase when calcium is added into the base alloy.Further addition of calcium leads to the increase of grain boundary phases and formation of a new quaternary Mg-Zn-Al-Ca eutectic compound.In comparison with the base alloy,the increase of calcium addition to the base alloy results in the reduction of both strength and ductility at ambient temperature,but increase at elevated temperatures due to the thermal stability of Ca-containing phases.At elevated temperatures,the creep resistance of ZA62 based alloys containing calcium is significantly higher than that of AZ91 which is the most commonly used magnesium alloy.     

Y含量对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

采用X射线衍射和金相显微分析研究了元素Y对Mg-3Zn-xY（x=0．5、1．5、3．0．6．0，质量分数／％）合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，在基体中和晶界分布的弥散质点随Y含量的增加而增多，尺寸增大。合金中二次相的种类取决于加（Zn）／w（Y）之比值，随着Y含量的增加，合金中的二次相依次从Mg，Zn，相＋I相、I相＋W相到W相＋H相、H相转变，晶间组织的形态也由点状、细线状向网状转变。合金的抗拉强度、硬度、冲击韧度随着Y含量的增加而提高，塑性则逐渐下降。但Y含量达到6％时合金的综合力学性能下降。     

Microstructure and properties of biodegradable co-continuous (HA+β-TCP)/Zn–3Sn composite fabricated by vacuum casting-infiltration technique

The co-continuous (HA+β-TCP)/Zn–3Sn composite was fabricated via vacuum casting-infiltration method. The microstructure, mechanical properties, corrosion behaviors, and hemolysis ratio of the composite were studied by scanning electron microscope, X-ray diffractometer, mechanical testing, electrochemical test, immersion test, and ultraviolet spectrophotometry. The results indicate that Zn–3Sn alloy infiltrated into porous HA+β-TCP scaffold, which resulted in the formation of a compact (HA+β-TCP)/Zn–3Sn co-continuous composite, without any reaction layer between the Zn–3Sn alloy and the HA+β-TCP scaffold. The compressive strength of the composite was equal to about 3/4 that of Zn–3Sn alloy bulk. The corrosion rate of composite in simulated body fluid solution was slightly higher than that of Zn–3Sn alloy bulk. The main corrosion product on the composite surface was Zn(OH)₂. The hemolysis rate of the composite was lower than that of Zn–3Sn alloy bulk and exhibited superior blood compatibility.     

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。