等通道转角挤压对Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金显微组织与腐蚀性能的影响

探讨了等通道转角挤压对生物医用合金材料Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金显微组织和腐蚀性能的影响。通过对挤压态Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金进行共8道次的等通道转角挤压变形，获得了不同状态的合金，并对3种不同状态的试样进行了显微组织观察。8道次变形后合金的晶粒尺寸最小为10.52μm,且组织更均匀。采用浸泡实验测得了合金在模拟体液中的腐蚀速率，其中8道次变形的合金的腐蚀速率最低，为1.897 mm·y^-1,并通过电化学实验进一步分析了等通道扭转挤压变形后合金腐蚀行为的变化。结果表明：等通道转角挤压变形后挤压态Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca镁合金的晶粒逐渐细化且组织更加均匀，随着挤压道次的增加，合金在模拟体液中的局部阻抗逐渐提高，耐蚀性得到了改善。     

ECAP变形对Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织及腐蚀性能的影响

采用OM、SEM、XRD对铸态和等通道角挤压(ECAP)变形后Mg-4.5Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织进行了表征。通过电化学工作站和浸泡法评估了ECAP变形前后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。结果表明,铸态Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织由α-Mg基体及分布在晶界处和晶粒内的Ca2Mg6Zn3相组成,平均晶粒尺寸为86μm。经ECAP变形后,合金的晶粒尺寸得到显著细化,经6道次ECAP变形后的平均晶粒尺寸为5μm。随着ECAP变形道次的增加,第二相在镁基体中的分布更加均匀、弥散。ECAP变形后合金更容易发生腐蚀,挤压道次越多,合金的自腐蚀电位越负,自腐蚀电流越大,即耐蚀性越差。经6道次ECAP变形后合金的自腐蚀电位最负(-1.42 V),自腐蚀电流最大(407.38μA/cm~2),耐蚀性最差。     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究（英文）

针对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca的显微组织、力学性能以及生物腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸实验机、电化学以及浸泡测试方法进行了研究。XRD结果表明Mg-3Zn-0.2Ca合金中的第二相主要为Mg_7Zn_3,Mg_2Zn_3,Mg_4Zn_7等金属间化合物相。相比于铸态,经过56:1挤压比变形后的Mg-3Zn-0.2Ca合金晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从119.1μm降到2.5μm,降低了47.6倍。挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的屈服强度(0.2%TYS)、抗拉强度以及延伸率分别为205,336 MPa和17.85%,电化学以及浸泡测试表明挤压态合金的耐蚀性明显优于铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金,其主要归因于晶粒细化。新设计的生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出了良好的综合力学性能以及生物耐蚀性。     

等通道转角挤压Zn-22Al合金在NaCl水溶液中的腐蚀行为

研究了等通道转角挤压 (ECAP) 工艺处理对Zn-22Al合金耐腐蚀性能的影响,考察了显微组织演变对Zn-22Al合金在3.5% (质量分数) NaCl溶液中的失重及电化学腐蚀行为的影响。结果表明：相比铸态Zn-22Al合金,经过ECAP处理后的试样组织明显细化,晶粒尺寸均匀。晶粒细化导致晶界大量增加及应力增大,试样表面缺陷增多,富铝相被优先腐蚀后,导致被富铝相包围的富锌相脱落,腐蚀速率加快,腐蚀失重随着挤压道次的增加而增加。电化学测试结果表明,随着挤压道次的增加,Zn-22Al合金腐蚀电流密度逐渐增加,腐蚀电位逐渐下降,合金的耐腐蚀性能随挤压道次的增加而逐渐降低。     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织,力学性能,腐蚀行为通过光学显微镜,扫描电镜,力学测试以及模拟体液浸泡手段进行了研究。X射线衍射结果表明该合金的主要第二相为Mg7Zn3, Mg2Zn3, 和Mg4Zn7的金属间化合物相。经过56:1挤压比后的挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的晶粒尺寸平均为2.5um,相比铸态的119.1um下降了47.6倍。屈服强度,抗拉强度以及延伸率分别为205MPa, 336MPa 和17.85%。挤压态合金的耐蚀性也明显优于铸态合金,其原因主要为晶粒细化。本文设计的新型生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出良好的综合力学性能以及耐蚀性。     

超细晶Mg-2.5Zn-1Ca合金制备及其组织性能研究

通过挤压+等通道转角挤压(ECAP)复合加工工艺制备了超细晶Mg-2.5Zn-1Ca合金,采用OM、SEM、XRD、EBSD等手段分析变形过程中微观结构演变特征,结合力学性能变化,研究变形过程中合金强化机制。结果表明,经挤压+ECAP变形后,晶粒与第二相颗粒明显细化,其中挤压+2道次ECAP后获得了均匀的细晶组织,平均晶粒尺寸约1.1μm;同时,细小的Ca₂Mg₆Zn₃颗粒弥散分布于基体中。晶粒细化是剧烈塑性变形、动态再结晶和细小弥散的Ca₂Mg₆Zn₃相共同作用的结果。ECAP变形使合金的力学性能显著提高,2道次有最高的抗拉强度和延伸率,分别为275 MPa和17%。随着ECAP变形道次的增加,织构强度逐渐减弱,基面织构逐渐转变为一种新的织构,并且ECAP变形合金有较高的非基面施密特因子,组织均匀细化,使得材料有更好的延伸率。     

等通道转角挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金的组织、织构与力学性能

采用等通道转角挤压(ECAP)工艺以Bc路径在623K温度下对Mg-1.5Mn-0.3Ce镁合金进行变形,观察显微组织与织构,测试了力学性能。显微组织分析表明,镁合金经ECAP变形晶粒尺寸明显得到细化,经6道次ECAP变形后晶粒尺寸由原轧制态的约26.1μm细化至约1.2μm,且细小的第二相粒子Mg12Ce弥散分布于晶内及晶界处;同时经ECAP变形后,原始轧制织构随变形道次的增加不断减小,并开始转变为ECAP织构,织构强度不断增强;力学性能结果表明,由于晶粒细化作用大于织构软化作用,前3道次ECAP变形镁合金强度随道次的增加不断提高,与Hall?Petch关系相符,在第3道次时其抗拉强度和屈服强度达到最大值,分别为272.2和263.7MPa;在4道次之后形成较强的非基面织构,镁合金强度下降,与Hall?Petch呈相悖关系。断口分析表明,轧制态与ECAP变形镁合金的断裂方式都是沿晶断裂,由于6道次变形镁合金晶粒细化,存在更多的韧窝并获得16.8%最大室温伸长率。     

镁合金等通道转角挤压过程中的晶粒细化机制

采用金相显微镜、背散射电子衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)分析ZK60镁合金在等通道转角挤压(ECAP)过程中不同部位的显微组织特征。结果表明:ZK60镁合金经240℃ECAP变形1道次后,合金的晶粒得到明显细化,但组织仍不均匀。剪切变形前,合金组织主要为粗大晶粒并伴有大量孪晶,剪切区的组织主要为剪切变形带和少量再结晶组织;剪切变形后,合金的晶粒组织主要为再结晶组织;合金ECAP过程的晶粒细化主要为机械剪切和动态再结晶的综合作用。     

Mg-1Zn-1Gd合金在等径角挤压下的晶粒细化机理及织构演变

研究等径角挤压(ECAP)对Mg-1Zn-1GD合金组织、织构和动态再结晶行为的影响,结果表明,在350℃等径角挤压后,试样的显微组织由细小的再结晶晶粒组成,基体中有大量均匀分布的等轴晶。8道次获得平均晶粒尺寸为3.6m的均匀超细晶粒结构。不连续动态再结晶(DDRX)和连续动态再结晶(CDRX)导致晶粒细化。利用电子背散射衍射技术对织构进行了分析。结果表明,经过4次ECAP后,形成了较强的基础纹理(多重随机分布~19.76)。随着挤压道次的增加,挤压合金板材基面上的晶粒主要沿挤压方向拉长,取向分布由集中状态向分散状态转变。织构减弱,最大值为15.66。最后表明织构与Mg-1Zn-1GD合金的平面各向异性有关.     

等通道挤压制备医用超细晶Mg-3Sn-0.5Mn合金及其力学性能

采用等通道转角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)方法成功挤压了Mg-3Sn-0.5Mn合金,采用OM和TEM观察了ECAP过程中合金微观组织和晶粒尺寸的变化,测试了ECAP后Mg-3Sn-0.5Mn合金的力学性能与腐蚀性能,通过XRD观察了ECAP变形后的织构取向变化。结果显示,ECAP后得到了超细晶Mg-3Sn-0.5Mn合金组织,在320℃下经过4道次挤压后平均晶粒尺寸细化到了1.65 mm,局部晶粒细化到了0.80 mm,晶粒细化是剧烈塑性变形与再结晶共同作用的结果。4道次变形后,延伸率从22.2%上升到58.6%,抗拉强度从242.8 MPa下降到195.6 MPa,延伸率提高了约3倍,强度略有下降。ECAP后的Mg-3Sn-0.5Mn合金织构择优取向发生了显著改变,这种变化有利于滑移系的开动,提高了材料的塑性,但对强度有一定的不利影响。ECAP后的Mg-3Sn-0.5Mn合金力学性能受到改变的织构择优取向和细晶强化的共同影响。     

体外浸泡纯钛的表面腐蚀和ECAP的影响

采用在Ringer模拟体液静态体外浸泡的方法,研究工业纯钛试片经过一定时间的浸泡后的失重和表面形貌的变化。采用等通道径角挤压(ECAP)方法处理工业纯钛并与粗晶纯钛进行对比,对ECAP处理的TA9和粗晶TA9也做了对比。结果表明:纯钛在400℃ECAP处理后的微观组织形成具有明显方向性的板条状组织,ECAP纯钛表面沉积的Na Cl晶体数量大于粗晶Ti,TA9也表现出相似结果。纯钛的腐蚀机制是一种受到电偶腐蚀控制的均匀腐蚀,细晶组织导致电偶的数量增加。     

Microstructure and corrosion behaviour of Mg–2Gd–1Y–1Zn–0·2Zr (at-%) alloy processed by equal channel angular pressing

Significant grain refinement was achieved in a new Mg–2Gd–1Y–1Zn–0·2Zr (at-%) alloy through multipass equal channel angular pressing (ECAP) at 623 K. Corrosion behaviours of the ECAPed alloy were investigated by hydrogen evolution and electrochemical measurement in NaCl solution at room temperature. The results showed that a large number of intergranular phases were stretched and gradually broken above four ECAP passes, but the fine grained α-Mg phase was much easier to grow after 12 ECAP passes for dynamic recrystallisation. The corrosion resistance of the ECAPed Mg alloy in a fine grained state considerably increases, compared with that in the as cast state. After four ECAP passes, the corrosion potential, the pitting potential and the resistance value achieved ?1·55 V, ?1·39 V and 2·08 KΩ respectively. However, excessive ECAP passes reduced the corrosion resistance of the fine grained Mg alloy, due to grain coarsening and the gradual loss of barrier effect of intergranular phases.     

Mn添加量对Mg-2Zn合金组织及生物耐蚀性的影响

研究了Mn添加量对Mg-2Zn合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,3种不同Mn含量的Mg-2Zn合金显微组织差别不明显,但当Mn的加入量超过0.5%时,显微组织中析出的Mn含量增多;电化学与浸泡试验结果表明Mg-2Zn-0.2Mn与Mg-2Zn-0.5Mn合金的耐蚀性相近,但Mg-2Zn-1.0Mn合金的耐蚀性明显下降。     

Zr含量对Mg-3Zn-1Y合金显微组织和腐蚀行为的影响

采用传统重力铸造法制备了Mg-3Zn-1Y-x Zr(x=0,0.2,0.4,0.6)合金,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、失重和电化学实验研究了Zr含量对Mg-3Zn-1Y显微组织和腐蚀行为的影响。结果表明:Mg-3Zn-1Y主要由α-Mg基质和Mg3YZn6(I)相组成,Zr的加入没有改变第二相的类型。Zr能显著细化晶粒,优化组织结构,提升合金耐腐蚀性。同时,Zr能提升合金基体腐蚀电位,减小腐蚀电流密度,抑制合金腐蚀。失重结果表明,Mg-3Zn-1Y-0.6Zr具有最佳的耐腐蚀性能,达到(0.325±0.042)mm/a。     

Influence of Nd on Microstructure and Bio-corrosion Rsistance of Mg-Zn-Mn-Ca Alloy

将0.4%(质量分数,下同)的Nd添加到Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金中,以研究稀土元素Nd对合金显微组织和耐生物腐蚀性能的影响。采用金相(OM)、带能谱的扫描电镜(SEM+EDS)以及XRD等手段分析了合金的微观组织。采用静态浸泡、析氢和电化学极化等手段研究了合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Nd的添加,合金的显微组织得到了明显的细化。在Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca-0.4Nd合金中形成了2种第二相的机械混合物Ca2Mg6Zn3+Mg41Nd5。在SBF中浸泡7d以后,较多的此种混合物仍残留于含Nd合金的表面,而在不含Nd的合金中,只有极少量的颗粒状Ca2Mg6Zn3残留在其表面。故Nd的添加显著提高了Mg-6Zn-1Mn-0.5Ca合金的耐生物腐蚀性能。     

Damage Behavior of SnAgCu Solder under Thermal Cycling

电子封装焊点的热循环失效是焊点材料损伤逐步发展的结果,本工作旨在对SnAgCu钎料的热循环损伤失效行为进行研究.以连续损伤力学理论为基础,提出了一种适用于热循环条件下SnAgCu钎料蠕变-疲劳交互作用的损伤模型.据此,设计了热力循环实验和热循环实验用以标定损伤模型相关参量.自行设计了双金属剪切加载装置并结合温度循环实验,对SnAgCu钎料的热力耦合损伤行为进行了深入研究.以电阻变化率作为损伤变量,并在热循环的不同周次测量试样的损伤值从而验证损伤模型.结果表明:所提出的幂函数形式的损伤模型能较好的描述SnAgCu钎料的热循环损伤演变.最后,对热循环条件下SnAgCu钎料试样的微观组织演变进行了SEM分析,从而揭示其损伤演变机理.     

Enhanced Strength and Corrosion Resistance of Mg–2Zn–0.6Zr Alloy with Extrusion

The microstructure, mechanical properties and corrosion behavior of Mg–2 Zn–0.6 Zr alloy under the as-cast and asextruded conditions were investigated. Microstructure analysis indicated the remarkable grain refinement by extrusion, as well as notable reductions in volume fraction and size of precipitate phases. As compared with the as-cast alloy, the asextruded alloy exhibited better mechanical performance, especially in yield strength which was promoted from 51 to 194 MPa. Refined grains, dispersive precipitate phases and texture were thought to be the main factors affecting the improved performance in strength. The electrochemical measurement and immersion test revealed the corrosion rate of Mg–2 Zn–0.6 Zr alloy by extrusion decreased from 1.68 to 0.32 mm/year. The reasons for the enhanced corrosion resistance were mainly attributed to the decreased volume fraction and Volta potential of the precipitate phases, the refinement of the grain size, as well as the formation of more protective corrosion film.     

Corrosion behavior of hypereutectic Al-23%Si alloy (AC9A) processed by severe plastic deformation

Ultrafine-grained(UFG) hypereutectic Al-23%Si (mass fraction) alloy was achieved through equal-channel angular pressing(EACP) procedure. And the electrochemical properties after various ECAP passes were investigated in neutral NaCl solution. Potentiostatic polarization curves show that the corrosion potential of the ECAPed sample after 4 passes decreases markedly, while the corrosion current density reaches 1.37 times that of the as-cast alloy. However, the φcorr and Jcorr values after 16 passes are improved and approach those of the as-cast alloy. Immersion tests also show that the mass-loss ratio of ECAPed alloy decreases with increasing the pressing pass, which is lowered to 28.7% with the increase of pass number from 4 to 16. Pitting susceptibility of the ECAPed alloy after initial 4 passes is boosted, due to the presence of biggish voids resulted from the breakage of brittle large primary silicon crystals during ECAP. Increasing ECAP pass makes the voids evanesce and results in the homogeneous ultrafine-grained structure, contributing to a higher pitting resistance. These results indicate that enough ECAP passes are beneficial to increasing corrosion resistance of the hypereutectic Al-23%Si alloy.