MgCO3对AZ91D镁合金晶粒细化效果的研究

研究了MgCO3对AZ91D镁合金的组织的影响.利用光学显微镜和扫描电子显微镜及其电子探针观察发现,MgCO3加入使得AZ91D镁合金的二次枝晶臂间距与晶粒尺寸显著减小,主要机理是MgCO3加入后反应生成了Al4C3、Al4C3颗粒可以作为Mg的结晶核心.通过在不同温度添加不同含量的MgCO3,在790℃时添加1.0%的MgCO3使AZ91D镁合金达到最佳细化效果.对于AZ91D合金而言,MgCO3是一种良好的晶粒细化剂.     

AZ91HP镁合金真空激光熔凝晶粒细化

采用真空激光熔凝技术对AZ91HP镁合金表面进行了细晶强化处理。研究表明：激光熔凝区是由α-Mg和β-Mg17Al12相所组成,与原始镁合金相比,β-Mg17Al12相含量增加,且随着激光扫描速度降低,β-Mg17Al12相含量增加。熔凝区具有典型的树枝晶形貌特征。由于受微区合金溶液成分和结晶参数不均匀性的影响,二次枝晶间距沿熔凝层深度逐渐增大。增加扫描速度导致熔凝区二次枝晶间距减小,激光熔凝区晶粒细化,有利于提高镁合金的塑性。     

冷却速率对AZ91D镁合金非平衡凝固组织的影响

采用铜模喷铸和单辊甩带分别制备AZ91D镁合金非平衡凝固试样,利用ProCAST数值模拟软件及理论公式分别估算相应冷却速率。综合采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪及差热分析仪对比研究冷却速率对镁合金非平衡凝固组织的影响规律。结果表明:随冷却速率提高,AZ91D合金的初生相形貌从粗大枝晶向细小等轴晶发生转变,晶粒发生明显细化,平均尺寸从铸态条件下的800μm降低到单辊甩带条件下的5μm以内。共晶相从连续网状向不连续弥散状分布转变,体积分数不断减小,单辊甩带条件下可制备出单相固溶体组织。快速凝固条件下合金基体中Mg和Al元素成分分布均匀,溶质偏析得到有效控制。     

SiC对AZ91D镁合金晶粒细化效果的影响

研究了SiC对AZ91D镁合金组织的影响.通过在不同温度添加不同含量的Mg-SiC混合粉末,在760～780 ℃、SiC含量为0.20%时,AZ91D镁合金晶粒达到75 μm.利用光学显微镜和扫描电子显微镜及其电子探针观察发现,Mg-SiC混合粉末的加入使得AZ91D镁合金的晶粒尺寸显著减小,这是因为Mg-SiC混合粉末加入后反应生成了少量的Al4C3,Al4C3颗粒可以作为α-Mg的结晶核心,同时SiC颗粒本身也可以作为α-Mg的异质结晶核心.对于AZ91D合金而言,Mg-SiC混合粉末是一种良好的晶粒细化剂.     

变形AZ31镁合金的晶粒细化

利用Gleeble-1500D热模拟机，对AZ31镁合金在300～450℃以及应变速率为0．1和1.0s^-1条件下进行了热压缩。发现在热压缩变形过程中发生了动态再结晶，其动态再结晶平均晶粒尺寸(d)的自然对数与ZenerHollomon参数(Z)的自然对数成线性关系。再利用d与Z的关系，通过较低的热挤压温度(300～350℃)，获得了动态再结晶晶粒直径在10～20μm之内的镁合金管材。     

机械研磨处理 AZ91 D 镁合金表面晶粒细化研究

目的研究AZ91D镁合金表面经机械研磨处理的晶粒细化行为与机制。方法通过表面机械研磨处理方法对密排六方结构的AZ91D镁合金进行表面强变形处理,并对表面变形层的微观结构进行表征。结果经过60 min的机械研磨处理后,样品表层形成了厚约80μm的变形层,变形层组织呈梯度分布。随着距表面距离的增加,晶粒逐渐变大,表层晶粒尺寸达到20 nm。结论通过机械研磨处理,AZ91D镁合金表面晶粒可以得到明显细化,达到纳米级,晶粒细化机制是孪生和位错滑移的综合作用。     

固溶预处理对AZ80镁合金流变行为和组织的影响

对AZ80镁合金在等温热压缩前采用固溶预处理工艺,通过等温热压缩试验、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射分析、电子背散射衍射等多种试验与分析手段,分析了固溶预处理对AZ80镁合金在不同等温压缩条件下的流变行为和再结晶行为的影响。结果表明:经过410 ℃×2 h固溶预处理后的材料,组织中粗大的Mg₁₇Al₁₂相溶解,在各变形条件下流变应力整体上均低于同条件下的初始锻态材料,峰值流变应力降低10~30 MPa,表明固溶预处理使材料在热压缩过程中得到了一定软化,提高了加工时的塑性变形能力。410 ℃×2 h固溶预处理后,在300 ℃及以下的变形中温区,材料的再结晶机制由不连续动态再结晶转变为连续动态再结晶,使再结晶体积分数明显提高,晶粒细化更充分,塑性变形能力提高。     

AZ31镁合金晶粒细化方法及机制研究现状

系统介绍了AZ31镁合金晶粒细化方法及机制,综述了6种制备细晶镁合金大塑性变形方法的工艺特点和应用,展示了大塑性变形方法在AZ31镁合金加工中的应用前景。     

镁及镁合金的晶粒细化

叙述了镁及镁合金晶粒细化的几种方法，如熔剂处理法、熔体过热法、熔体搅拌法、合金化细化晶粒、固态变形处理、半固态成形及快速凝固工艺等。细化镁合金晶粒尺寸能显著提高其力学性能，这对推广镁合金的应用具有重要意义。     

镁合金晶粒细化及机理研究进展

总结含铝及不含铝镁合金的晶粒细化方法和理论模型。不含铝的镁合金主要利用含Zr中间合金细化,而对含铝镁合金的晶粒细化缺乏深入理解并易引起混淆。未来的研究应致力于细化机理,尤其要结合合金、杂质元素及形核颗粒理解细化机理。     

Mg-TiB_2中间合金和Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化

采用SEM、EDS和XRD等测试手段,研究了Mg-50%TiB2中间合金和稀土元素Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明,加入1.4%的中间合金可以显著细化AZ91D镁合金的枝晶组织和晶粒,α-Mg的平均晶粒尺寸由240μm下降至50μm。在此基础上,复合添加0.2%Ce后,枝晶组织和晶粒进一步细化,同时,β相由粗大骨骼状转变为岛状和细小的粒状,且产生新相Al4Ce。通过能谱分析及面错配度计算证实,TiB2可作为初生α-Mg的良好异质核心。加入稀土元素Ce引起合金成分过冷度增加,从而激活固液界面前沿潜在的TiB2核心,提高TiB2的形核率。     

稀土元素添加AZ91镁合金非平衡凝固组织研究

采用铜模喷铸方式进行了稀土元素添加AZ91镁合金非平衡凝固实验,对比研究了稀土元素种类(Re=Ce,Er)及含量(0.25%,0.5%,0.75%,1%,质量分数)对镁合金晶粒尺寸、基体成分及相结构的影响规律。结果表明,同等含量条件下,Ce元素在α-Mg中的固溶度更低,溶质富集程度更明显,易形成Al11Ce3高熔点化合物相,合金细化效果比Er更好。随Ce含量增加,晶粒尺寸不断减小,β-Mg17Al12共晶相数量减少,分布趋于弥散。当Ce含量大于0.75%时,出现明显的晶粒粗化现象。在此基础上,从形核和生长的角度对上述细化机理进行了合理解释,并利用差热分析实验进行了有效验证。     

SiC颗粒参与下亚快速凝固镁合金组织与性能研究

采用真空感应熔炼与阶梯型铜模喷铸相结合方式,制备出SiC颗粒参与AZ91镁合金非平衡凝固试样,研究了异质颗粒含量与铜模冷速协同作用下亚快速凝固合金的组织演化规律。结果表明,相同铜模内径条件下,SiC颗粒的加入可以有效细化镁合金的凝固组织。400℃固溶处理后,晶界处β-Mg17Al12相消失,初生α-Mg晶粒由细小粒状分布向多边形组织发生转变。由于SiC颗粒对晶粒长大的钉扎效应,保温2h后原始细晶组织得以保存,晶粒尺寸趋于均匀。随铜模内径降低,冷却速度增大,合金细化效果更加明显。当SiC含量2wt%,铜模内径2mm时,非平衡凝固镁合金的显微硬度值最高,可达142Hv,相比铸态提高了87%。     

Al-TiC中间合金的制备及对AZ91合金铸态组织的细化效果

采用铸造接触反应法制备Al-TiC间合金，EPMA和XRD分析显示，反应温度和保温时间是TiC颗粒原位合成的重要工艺参数，基于热力学计算和动力学分析探讨了原位TiC颗粒的形成机制。在AZ91镁合金熔体中加入0．3％的Al-10％TiC间合金可明显细化晶粒尺寸，由基体合金的107μm降至57μm，降低幅度约为47％。晶粒细化机制可归结为TiC颗粒作为初生α-Mg的异质晶核。     

Microstructure of Al-4.99Zr-1.1B Master Alloy and Its Grain Refinement Effect on AZ31 Magnesium Alloy

采用K2Zr F4、KBF4混合粉末与铝熔体原位合成方法制备了Al-4.99Zr-1.1B合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜,研究了Al-4.99Zr-1.1B合金的显微组织及其对AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-4.99Zr-1.1B合金中含有大量细小的Zr B2粒子。随着Al-4.99Zr-1.1B合金添加量的增加,AZ31镁合金的α-Mg晶粒逐渐细化,晶间β-Mg17Al12相从网状转变成细小块状。添加0.6%的Al-4.99Zr-1.1B合金,可使AZ31镁合金的α-Mg晶粒从170μm细化到45μm。Zr B2粒子作为α-Mg晶粒的异质形核核心使α-Mg晶粒得到细化。     

微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响

研究了添加微量钒对AZ91D镁合金显微组织的影响。在AZ91D镁合金熔炼过程加入AlV55中间合金引入钒元素,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射等分析研究了加钒前后合金组织的变化以及钒在合金中的存在形式。结果表明:钒的引入使β-Mg17Al12相由不连续网状逐渐离散化,钒在AZ91D合金中主要以新相Al3V形式溶解或分散于β-Mg17Al12相和α-Mg基体中。高熔点的新相Al3V在AZ91D镁合金凝固过程中先于其他相生成聚集在固液界面前沿,抑制晶粒的长大;同时由于α-Mg相细化而使晶界面积增加,相应的单位面积晶界处发生共晶反应的熔液体积减少,生成的β-Mg17Al12相变得细小。同时由于晶粒尺寸减小以及晶界处Al3V相的强化作用,AZ91D合金的硬度随着添加钒含量的增加呈增大趋势。     

Mg-8Sr中间合金对AZ91晶粒细化的研究

AZ91镁合金属于密排六方结构（HCP）,塑性较低,而采用晶粒细化的方法可在很大程度上改善镁合金的力学性能。采用Mg-8Sr中间合金作为AZ91镁合金的细化剂。试验结果表明,Mg-8Sr中间合金能起到很好的细化效果,并使AZ91镁合金的力学性能有很大的提高。     

硼对AZ91镁合金组织及性能的影响

研究了硼对AZ91镁合金显微组织和硬度的影响。结果表明:当B的加入量小于0.01%(质量分数)时,随硼加入量的增加,合金铸态组织和平均晶粒尺寸显著减小,布氏硬度明显提高;B加入量为0.01%时,合金平均晶粒尺寸由未加B的120μm细化到30μm左右;当加入量超过0.01%时,晶粒有粗化的趋势;分析认为具有密排六方结构的高熔点化合物AlB2(Tm=980℃)可作为α-Mg的异质核心,大量异质结晶核心的存在是使-αMg晶粒细化的主要原因。     

硼对AZ91镁合金组织及性能的影响

研究了硼对AZ91镁合金显微组织和硬度的影响。结果表明：当B的加入量小于0．01％（质量分数）时，随硼加入量的增加，合金铸态组织和平均晶粒尺寸显著减小，布氏硬度明显提高；B加入量为0．01％时，合金平均晶粒尺寸由未加B的120μm细化到30μm左右；当加入量超过0．01％时，晶粒有粗化的趋势；分析认为具有密排六方结构的高熔点化合物AlB2（Tm=980℃）可作为α-Mg的异质核心，大量异质结晶核心的存在是使α-Mg晶粒细化的主要原因。     

Al-C和Al-Ti-C中间合金对AZ91合金晶粒的细化

制备出两种用于AZ91合金晶粒细化的Al-C和Al-Ti-C中间合金.结果表明:这两种中间合金对AZ91合金均有良好的晶粒细化作用.向AZ91合金中加入1%的Al-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至65μm左右;向AZ91合金中加入1%的Al-TI-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至45μm左右.然而,两种中间合金添加量分别大于1%时,晶粒尺寸没有进一步的变化.分析认为:Al-C和Al-Ti-C中间合金起晶粒细化作用的分别是Al4C3相和Al4C3和TiC复合相.