球状晶组织的制备及其对Mg-Zn-Y-Zr合金阻尼性能的影响

通过对Mg-3.0%Zn-0.6%Y-0.6%Zr合金(ZWK3)进行近液相线浇注和气泡搅拌法浇注,制备了含有球状晶组织的准晶增强镁合金,并研究了球状晶组织镁合金的组织特征和阻尼性能。研究发现,在低于合金液相线10℃时进行低温浇注,合金中出现球状晶组织;通过在合金液相线下6℃进行气泡搅拌处理,得到了大量细小圆整的球状晶组织。凝固组织的形态对合金的阻尼能力具有很大影响。球状晶组织的存在使Mg-3.0%Zn-0.6Y-0.6%Zr合金(ZWK3)的阻尼性能有很大的提高,具体表现为球状晶分布越均匀,颗粒圆整度越高,对材料阻尼性能的贡献也越显著。含有球状晶组织的镁合金其阻尼行为可由G-L模型解释。     

高阻尼镁合金Mg-0.6%Zr和Mg-Ni中内耗峰分析

在高阻尼镁合金研究中,发现了与合金室温下高阻尼性能有关的宽的弛豫内耗峰,该峰为位错内耗峰;该峰是基面位错在热激活作用下运动与点缺陷（空位与溶质原子）相互作用产生。同时在高阻尼合金Mg-Ni和Mg-0.6%Zr中发现了晶界内耗峰。有必要指出的是合金的显微组织会影响晶界弛豫：随着Ni的质量分数增加,晶粒细化同时晶界内耗峰向低温处迁移;同Mg-0.6%Zr合金相比,加入少量的Y后,Mg-0.6%Zr-Y合金晶界弛豫峰向高温处推进。     

高阻尼镁合金Mg-0.6%Zr和Mg-Ni中内耗峰分析（英文）

在高阻尼镁合金研究中,发现了与合金室温下高阻尼性能有关的宽弛豫内耗峰,该峰为位错内耗峰;弛豫内耗峰是基面位错在热激活作用下运动与点缺陷(空位与溶质原子)相互作用产生的。同时在高阻尼合金Mg-Ni和Mg-0.6%Zr中发现了晶界内耗峰。有必要指出的是合金的显微组织会影响晶界弛豫:随着Ni质量分数增加,晶粒细化同时晶界内耗峰向低温处迁移;同Mg-0.6%Zr合金相比,加入少量的Y后,Mg-0.6%Zr-Y合金晶界弛豫峰向高温处推进。     

Nd对Mg-Zn-Y-Zr合金组织和性能的影响

以含有I-Mg3YZn6准晶相的Mg-3.0Zn-0.6Y-0.6Zr合金(以下简称ZWK3合金)为基体,通过加入一定量的Nd,使用扫描电镜、X射线衍射、拉伸和动态热机械分析等手段,研究了Nd对准晶增强ZWK3合金组织和性能的影响。结果表明,Nd的加入使合金中的共晶组织含量增加,且随着Nd含量增大,共晶组织由层片状转变为离异共晶,但无准晶相生成;加入Nd后的合金抗拉强度和伸长率都随着Nd含量的增加而增大,但力学性能整体上略低于基体合金;加入Nd后合金的阻尼性能有一定提升,其阻尼行为可由G-L位错模型来解释。     

高阻尼镁合金温度相关内耗特征及溶质影响

利用动态机械分析仪(DMA)研究了高阻尼Mg-0.6%Zr及Mg-0.6%Zr-0.5%Y合金的温度相关内耗特征.研究发现Mg-0.6%Zr和Mg-0.6%Zr-0.5%Y 合金均具有两个温度内耗峰:一个分布在室温附近,这个内耗峰很宽,为叠加内耗峰;另一个分布在500～650 K,是一个晶界内耗峰.此外,研究表明添加固溶型合金元素Y后,对高阻尼Mg-0.6%Zr合金内耗有显著影响.     

Mn,Zr对Mg-Gd-Y合金组织与力学性能的影响

研究了微量Mn、Zr对Mg-13%Gd和Mg-9%Gd-4%Y合金铸态和挤压后的微观组织及力学性能的影响.结果表明:在铸态,含Zr合金的晶粒明显小于不含Zr的合金,而Mn对合金的铸态显微组织影响不大;将Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Mn和Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Zr合金挤压后,都可以得到非常细小均匀的等轴晶,晶粒尺寸约14 μm;这两个合金在挤压时效态(T5)的力学性能都明显优于WE54合金的,且Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Zr合金比Mg-9%Gd-4%Y-0.6%Mn合金性能更好.     

粉末冶金法SiC颗粒增强镁基复合材料的阻尼性能研究

采用粉末冶金法制备了两种不同成分的基体合金及S iC颗粒增强镁基复合材料。采用LMA-1型低频力学弛豫谱仪对基体合金及复合材料的阻尼性能随频率、振幅及温度的变化关系进行了研究。结果表明,Mg-1.01%Zn-0.86%Zr合金的阻尼性能优于Mg-2.51%Zn-0.63%Zr合金的;S iC颗粒的加入使S iCp/Mg-1.01%Zn-0.86%Zr基复合材料的阻尼性能有所提高;基体合金及复合材料的内耗值均随频率的增加先急剧降低,随后趋于平缓;低应变振幅下阻尼性能受应变振幅影响较小,但在较高应变振幅下阻尼随应变振幅的增加而急剧增大;在200℃~250℃及350℃~400℃的温度范围内均出现内耗峰。     

Ca对高Zn镁合金高温抗蠕变性能的影响

系统研究了微量Ca的加入对Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和高温抗蠕度性能的影响。结果表明,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由α-Mg基体和块状准晶晶界相组成,在成分上准晶相与三元平衡相图中τ相(Mg32(Al,Zn)49)接近。少量Ca加入母合金后,块状准晶相部分转变为τ相和层片状φ相(Al2Mg5Zn2)。随Ca加入量增加,φ相的体积分数增多。Ca的加入显著提高了合金高温抗蠕变性能,175 ℃, 70 MPa蠕变条件下,Ca加入量为0.6%时,合金呈现最好的蠕变抗力,其稳态蠕变速率比母合金下降了近一个数量级     

含Sr和Ca的Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能

以Mg-12Zn-4Al-0.3Mn(质量分数,%)为母合金,制备了6种合金.实验观察证实,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的铸态组织由α-Mg基体和沿晶界分布的准晶Q相组成.在母合金中加入少量的Sr后,亚稳准晶相转变为Mg32(Al,Zn)49平衡相以及Mg51Zn20共晶相.在母合金中复合加入Sr与Ca后,铸态组织出现了Al2Mg5Zn2共晶相.随着Sr含量的增加,合金室温和高温下的力学拉伸强度提高,高温蠕变性能下降;Sr与Ca的复合加入使合金抗拉强度和塑性下降,但高温屈服强度提高.在175℃/70 MPa条件下,Mg-12Zn-4Al-0.2Sr-0.4Ca-0.3Mn合金表现出良好的高温抗蠕变性能.     

热轧及退火对Mg-Zr系阻尼合金组织和性能的影响

研究了热轧及退火对3种Mg-Zr系阻尼合金(Mg-0.6Zr、Mg-0.6Zr-0.4Zn、Mg-0.6Zr-0.4Zn-1.5Cd)组织和性能的影响。结果表明:热轧使晶粒发生明显细化,力学性能获得提高。铸态合金的阻尼性能与应变振幅有关,随着应变振幅的提高而不断提高;经热轧,合金的阻尼性能显著下降,几乎与应变振幅无关;热轧后的退火处理使合金的阻尼性能又有上升,但低于铸态水平。在各种状态下,Mg-0.6Zr-0.4Zn和Mg-0.6Zr-0.4Zn-1.5Cd合金的力学性能明显高于Mg-0.6Zr合金,而铸态时的阻尼性能与Mg-0.6Zr合金的相差不大,但经过热轧及退火之后又有较大差距。Mg-Zr系合金上述阻尼性能的变化可以用Granato-Lücke位错模型来解释。