等温热处理工艺参数对Mg-8%Al-1%Si合金半固态显微组织的影响(英文)

采用等温热处理工艺制备具有半固态显微组织的Mg-8%Al-1%Si合金,研究等温热处理工艺参数(等温温度和等温时间)对Mg-8%Al-1%Si合金显微组织的影响。结果表明:通过等温热处理工艺可以得到具有非枝晶组织的Mg-8%Al-1%Si合金。随着等温温度从560°C升高至575°C或等温时间从5min延长至30min,半固态组织中的液相体积分数增加,α-Mg晶粒尺寸变大并且其球化趋势明显。此外,在半固态组织中的共晶Mg2Si相从汉字状转变成为颗粒状。研究等温热处理Mg-8%Al-1%Si合金中的共晶Mg2Si相的形貌转变机制。     

Effects of isothermal heat treatment on microstructural evolution of semisolid Al-4Cu-Mg alloy

The authors investigated the effects of the isothermal heat-treatment conditions on the microstructural evolution and composition distribution of semisolid Al-4Cu-Mg alloy during isothermal heat treatment. The experimental results show that the microstructural evolution and composition distribution of semisolid Al-4Cu-Mg alloy are controlled by atom diffusion during the isothermal heat treatment process. Grain growth and spheroidization were promoted with the increase of the isothermal temperature and/or the holding time. Moreover, the higher the isothermal temperature, or the longer the holding time, the more segregation constituent elements occurred to the grain boundaries. The low melting structure at grain boundary is greatly affected by Cu. The microstructural evolution in the isothermal heat-treatment process is as follows: recovery, recrystallization, fragmentation, spheroidization, and coarsening. Such fragmentation, spheroidization, and grain growth of coalescence and Ostwald ripening are involved as main mechanisms in the isothermal heat-treatment process.     

Mg-2Zn-0.5Y镁合金半固态等温处理过程中的微观组织演变

本文研究了挤压Mg-2Zn-0.5Y合金在半固态等温处理过程中的微观组织演变规律。结果表明：挤压态的Mg-2Zn-0.5Y合金包含α-Mg,I相和W相三种物相,并且平均晶粒尺寸为7μm。在温度为793K的半固态等温热处理过程中,晶粒不断长大,直到保温时间达到4min时才出现液相。随着等温处理温度和时间的增加,α-Mg固相颗粒不断长大,并且逐步被液相分离;同时,出现在晶界的液相与颗粒内部的液滴都在不断地增多。研究还发现,当固相率较高的时候,晶粒间的合并机制与固相颗粒再熔化机制同时起主导作用;然而当固相率较低的时候,Ostwald熟化机制是主要的粗化机制,同时也可以观察到晶粒间的合并。     

等温热处理对Mg-Gd-Zn-Zr合金半固态组织的影响

选择稍高于共晶反应温度作为等温热处理温度,对铸态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金进行等温热处理,获得了半固态球化组织。研究了热处理温度和保温时间对半固态组织的影响,探讨了半固态组织演变机制及适用于低温等温热处理的半固态Mg-Gd-Zn-Zr合金成分设计。结果表明,液相组织具有低的温度敏感性,其组织演变主要机制为α-Mg表面熔化和α-Mg动态再析出,而固相颗粒球化机制为:α-Mg树枝晶→枝晶臂粗化→枝晶臂合并、不规则多边形化→球化。     

Sb变质对Mg-6Al-1Zn-0．7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响

通过金相、扫描电镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）和差热分析（DSC）等手段，研究Sb变质对Mg-6Al-1Zn-0．7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响，尤其是对合金固溶处理组织的影响。结果表明：固溶处理可以变质Mg-6Al-1Zn-0．7Si镁合金铸态组织中的汉字状Mg2Si相，使Mg2Si相从汉字状变为短杆状和条块状，并且添加0．4％Sb到实验合金中可使固溶处理变质汉字状Mg2Si相的效果提高。也正是由于固溶处理可以使实验合金组织中的汉字状Mg2Si相变质，使得Mg-6Al-1Zn-0．7Si合金时效处理后获得了较铸态更高的的抗拉性能和抗蠕变性能，并且添加0．4％Sb可以进一步增强热处理对性能的改善作用。     

Mg-9AI-6Si镁合金组织及性能研究

利用普通重力铸造方法,制备了Mg-9Al-6Si镁合金.用光镜(OM),扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)研究了铸态Mg-9Al-6Si镁合金的显微组织,用XRD分析了合金的相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,用SEM观察了合金拉伸断口形貌.结果表明:Mg-9Al-6Si镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和分布在其上的粗大棱状枝晶或多边形块状初晶Mg2Si相及连成网状的β-Mg17Al12相组成,无汉字状Mg2Si相.该合金室温拉伸断口是以准解理断裂为主的脆性断裂,断裂沿α-Mg基体和Mg2Si相的界面处产生并扩展,抗拉强度为137.45 MPa,硬度为123 Hv1.     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。     

Microstructure evolution of semi-solid Mg-14Al-0.5Mn alloys during isothermal heat treatment

A new Mg-14Al-0.5Mn alloy that exhibits a wide solidification range and sufficient fluidity for semi-solid forming was designed.And the microstructure evolution of semi-solid Mg-14Al-0.5Mn alloy during isothermal heat treatment was investigated. The mechanism of the microstructure evolution and the processing conditions for isothermal heat treatment were also discussed.The results show that the microstructures of cast alloys consist ofα-Mg,β-Mg17Al12 and a small amount of Al-Mn compounds.After holding at 520℃ for 3 min,the phases ofβ-Mg17Al12 and eutectic mixtures in the Mg-14Al-0.5Mn alloy melt and the microstructures ofα-Mg change from developed dendrites to irregular solid particles.With increasing the isothermal time,the amount of liquid increases,and the solid particles grow large and become spherical.When the holding time lasts for 20 min or even longer,the solid and liquid phases achieve a state of dynamic equilibrium.     

Ce、Y、Sb对Mg-9Al-6Si合金中Mg2Si相形貌的影响

细化镁合金中的硅化镁(Mg2Si)相,并使其均匀弥散可有效改善合金力学性能.考查Ce、Y和Sb变质对铸态Mg-9Al-6Si镁合金(质量百分比)中Mg2Si相组织形貌及其尺寸的影响.结果表明,经过变质后,合金中的Mg2Si相由粗大树枝状变为小块状和枝晶状,且分布趋于均匀.Mg2Si枝晶的一次,二次轴长及枝晶间距都减小.Ce对Mg2Si相的细化效果最好,组织中块状Mg2Si相小而多.Mg2Si相的生长前沿的Ce、Y和Sb和它们的化合物,如Al11Ce3、Al2Y和Mg3Sb2相,有效地抑制了Mg2Si的异向生长,阻碍其长大,因此导致Mg2Si相细化.     

Effects of holding temperature and time on semi-solid isothermal heat-treated microstructure of ZA84 magnesium alloy

The feasibility of fabricating ZA84 magnesium alloy with non-dendritic microstructure by a semi-solid isothermal heat treatment process and the effects of holding temperature and time on the semi-solid isothermal heat-treated microstructure of the alloy were investigated. The results indicate that it is possible to produce ZA84 alloy with non-dendritic microstructure by suitable semi-solid isothermal heat treatment. After being treated at 560-575℃ for 120min, ZA84 magnesium alloy can obtain a non-dendritic microstructure with 14.2%-25.6% liquid fraction and an average size of 56-65μm of the unmelted primary solid particles. With the increasing holding time from 30 to 120min or holding temperature from 560 to 575℃, the average size of unmelted primary solid particles decreases and globular tendency becomes more obvious. Under the experimental condition, the microstructural evolution of ZA84 alloy during semi-solid isothermal treatment is mainly composed of three stages of initial coarsening. structulseparation and spheroidization. The subsequent coarsening of spheroidal grains is not observed.     

Si对喷射成形AZ91镁合金微观组织的影响

在保护气氛中采用喷射成形技术制各AZ91和AZ91+2.0%Si镁合金,采用OM、SEM、XRD及TEM等技术分别对合金的微观组织进行观察和分析.结果表明:与相同成分的铸造镁合金相比,喷射成形技术显著细化合金组织;喷射成形沉积态AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为17 μm,离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析被有效改善:对于喷射成形AZ91+2.0%Si镁合金,喷射成形过程中高的冷却速度抑制了Mg2Si相的长大,细小的Mg2Si相呈现为近球形或多边形态,与基体结合良好且弥散分布,并可以作为а-Mg异质彤核核心,使合金组织得到充分细化.     

热处理对Mg-6Al-1Nd-1Gd合金组织和蠕变行为的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析等研究了 Mg-6Al-1Nd-1Gd合金固溶与时效处理后的显微组织及在200℃和70 MPa条件下的高温压缩蠕变行为.结果表明:固溶+时效处理后Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的β-Mg17Al12相几乎完全消失,金属间化合物为Al2RE(Nd、Gd)相,且在...     

热处理对含钇Al-Si-Fe/Al-20Si复合材料组织及性能的影响

以Al-20Si合金为基体,加入质量分数为2％的还原铁粉原位反应得到Al-Si-Fe/Al-20Si复合材料,研究了稀土Y含量为0.01％、0.1％、0.2％、0.3％对复合材料铸态和热处理后组织及性能的影响.结果表明:复合材料中的增强相为Al-Si-Fe金属间化合物,当Y含量为0.1％时对复合材料的变质效果最佳,富铁相成由细针状转变为鱼骨状且分布均匀,抗拉强度和伸长率与变质后基体相比分别提高了19.4％和20％,再经过550℃固溶处理和120℃时效处理后富铁相转变为短棒状或块状,与铸态相比抗拉强度和伸长率分别提高了8.4％和30％.     

等温热处理对AZ91D+Ce镁合金半固态组织的影响

研究了等温热处理对AZ91D+Ce镁合金半固态组织的影响,获得了较理想的球状或类球状晶粒组织。结果表明,在等温热处理的过程中,加入稀土Ce会阻碍原子向固相粒子聚集和结合,抑制固相颗粒的长大,形成细小圆整的半固态组织。随等温热处理温度的升高,原子活动能力增强,熔化速度加快,液相量增加,固相颗粒尺寸先减小后增大。在等温初始阶段,熔化对初生固相颗粒尺寸起决定作用,使得颗粒尺寸减小。但是,随等温时间的进一步增加,由于合并粗化和Ostwald熟化的作用,固相颗粒开始长大。     

添加SiC对不同尺寸AZ91D镁合金坯料半固态组织的影响

AZ91D镁合金经重熔加入0.3%(质量分数)SiC细化后浇注成不同尺寸(直径)的锭料。研究SiC对不同尺寸AZ91D镁合金坯料半固态等温热处理组织的影响。结果表明:未经SiC细化处理AZ91D镁合金的半固态组织存在明显的尺寸效应,从心部到边缘,固相颗粒尺寸由大逐渐变小,如d70mm试样内的固相颗粒尺寸从心部的150μm变为边缘的110μm,并趋于圆整,液相逐渐增多;随着坯料尺寸的增加,由心部到边缘的组织差异进一步加大。SiC细化的AZ91D镁合金坯料经半固态等温热处理后,其组织中的固相颗粒尺寸整体变得细小,d70mm试样内的固相颗粒均不大于80μm,边缘和心部的固相颗粒尺寸变得很相近,在70μm与80μm之间,球化圆整且分布均匀;经SiC处理的半固态压铸件中,气孔等缺陷明显减少。     

Si含量和热处理制度对铸造Al-Si合金组织和性能的影响

为提高铸造Al-Si合金的力学性能,研究了Si含量和热处理制度对Al-Si合金组织和性能的影响。结果表明,Si含量、固溶冷却介质、固溶温度、时效时间、时效温度对Al-Si合金硬度的影响依次减小。Al-Si合金的最优Si含量及热处理制度为Si含量12%,480 ℃固溶120 min,盐溶液冷却及175 ℃时效90 min。随着Si含量的增加,Al-Si合金硬度和抗拉强度提升;但当Si含量超过共晶点时,方块状初生硅相析出,易形成应力集中使得合金强度降低,断裂方式由韧性断裂变为解理断裂。铸态Al-Si合金中共晶硅为长针状,经最优工艺热处理后,长针状转变为短棒或颗粒状,共晶硅更加分散,在拉伸过程中应力集中减少,位错运动阻力增加,使得Al-Si 合金的力学性能提高。     

热处理对Ti-22Al-25Nb/TC11双合金接头组织与性能的影响

对经近等温锻造后的Ti-22Al-25Nb/TC11双合金电子束焊接头进行了梯度热处理与双重热处理,采用OM、TEM观察了Ti-22Al-25Nb/TC11双合金接头界面组织,并对其室温性能进行了对比分析。结果表明,梯度热处理后双合金接头Ti-22Al-25Nb基体析出相以细小颗粒状α₂相为主,TC11基体出现网状组织;双重热处理后Ti-22Al-25Nb基体以短棒状的O相为主, TC11基体以魏氏组织为主;双重热处理后Ti-22Al-25Nb/TC11双合金接头的室温力学性能均低于梯度热处理后的双合金接头,这与其焊缝区析出的α相增加有关。因此,梯度热处理优异于双重热处理。