稀土Sm对铸态Mg-0.4Zn-0.8Zr合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、硬度测试和拉伸强度测试对Mg-x Sm-0.4Zn-0.8Zr(x=2,3,4,5)镁合金进行组织观察和力学性能分析。结果表明:合金的显微组织由α-Mg基体和沿晶界分布的第二相Mg41Sm5构成,稀土Sm的加入能够细化晶粒,随着Sm含量的增加,Mg-0.4Zn-0.8Zr合金的硬度提高,当Sm含量为5%时,硬度达最大值,比ZM6镁合金提高9.2%。当Sm含量为3%时,合金抗拉强度达到最大值,比ZM6提高6.3%,当Sm含量超过3%时,抗拉强度降低。     

Sr对ZM5-3%Ca阻燃镁合金组织与性能的影响

研究微量Sr（0.05%-0.15%）对ZM5-3?阻燃镁合金凝固组织与力学性能的影响。结果表明,在微量Sr的作用下,ZM5-3?阻燃镁合金的凝固组织显著细化,其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的等轴晶或蔷薇状晶体,力学性能有所提高;随着Sr含量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小,抗拉强度和屈服强度逐渐增加。     

不同磁场功率对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响

研究了不同功率的脉冲磁场和直流脉动磁场对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响。结果表明,脉冲磁场和直流脉动磁场对ZM5-3%Ca合金的凝固组织都有一定程度的细化作用;随着脉冲磁场或直流脉动磁场功率的增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小,初生枝晶逐渐退化;与直流脉动磁场相比,脉冲磁场对合金凝固组织的细化效果更明显。     

Al-3Nb-3B中间合金对纯镁凝固组织的影响

采用熔体反应法成功制备了Al-3Nb-3B中间合金,主要研究了Al-3Nb-3B中间合金的显微组织及其对纯Mg的晶粒细化作用。结果表明,Al-3Nb-3B中间合金中主要含有NbB2和AlB2两种粒子,其平均尺寸分别为0.3μm和2μm。NbB2和AlB2可以作为异质形核核心显著细化纯Mg晶粒。随着Al-3Nb-3B中间合金含量的增加,纯Mg的晶粒尺寸逐渐减小。当Al-3Nb-3B中间合金的含量为0.3%时,纯Mg组织被细化为细小均匀的等轴晶,平均晶粒尺寸仅为280μm,相比未细化合金降低了91.5%。     

镁合金细化剂Al-5Zr-1B合金的组织与细化性能

采用K2ZrF4和KBF4混合粉末与铝熔体直接反应制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1B合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-1B合金的显微组织及其对纯Mg和AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-5Zr-1B合金中含有大量细小的ZrB2粒子,平均尺寸为0.2μm,ZrB2粒子作为异质形核核心使纯Mg和AZ31镁合金晶粒得到细化。随着Al-5Zr-1B合金添加量的增加,纯Mg和AZ31镁合金的晶粒尺寸逐渐减小。添加0.3%(质量分数)的Al-5Zr-1B合金,可使纯Mg晶粒从1400μm细化到120μm。添加0.6%的Al-5Zr-1B合金,可使AZ31镁合金晶粒从170μm细化到45μm。     

合成温度对Al-5Zr-1.8B合金组织与细化能力的影响

以K2Zr F6、KBF4粉末和纯Al为原料,采用熔体反应法制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1.8B合金。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等,研究了合成温度对Al-5Zr-1.8B合金的组织和晶粒细化能力的影响。结果表明,Al-5Zr-1.8B合金的细化能力随着合成温度的升高出现了先提高再降低的趋势,合成温度为850℃时合成的Al-5Zr-1.8B合金晶粒细化效果最好。添加0.6%的Al-5Zr-1.8B合金,AZ91D镁合金的晶粒被细化至108μm,抗拉强度和伸长率分别提高到204 MPa和3.94%,比未添加细化剂相比,AZ91D镁合金的晶粒尺寸下降了67.07%,抗拉强度和伸长率分别提高了31.61%和27.92%。晶粒细化机制可归结为Zr B2粒子作为α-Mg的异质形核核心。     

纳米TiC/Ti细化剂加入量对铸态Al-Zn-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用高能球磨法制备金属Ti粉负载纳米TiC颗粒复合细化剂(TiC/Ti细化剂),研究细化剂加入量对铸态Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:随着TiC/Ti细化剂加入量的增加,Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒尺寸逐渐减小;当加入量为0.5%(质量分数)时,晶粒形态由未添加细化剂时的525μm树枝晶转变为119.7μm的细等轴晶;随着细化剂加入量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐粗化。铸态Al-Zn-Mg-Cu合金的第二相由T(AlZnMgCu)相和θ(Al_2Cu)相组成,晶粒细化使第二相细化、分散,但细化剂的添加并不改变第二相的组成。随着细化剂加入量的增加,合金的抗拉强度和维氏硬度升高;当细化剂加入量为0.5%时,合金的抗拉强度和硬度分别为249.5 MPa和137.3 HV,较未添加时的分别提高32.9%和16.4%。     

ZM5镁合金混合稀土La和Se变质处理的研究

研究了混合稀土La和Se变质处理ZM5镁合金的细化行为,结果表明在ZM5合金中加入混合稀土后,晶界处的β相（Mg17Al12）明显细化,由不连续的网状变成颗粒状或针状。当加入2．1％的混合稀土时β相细化效果最好,其抗拉强度也最高;合金硬度则随着混合稀土加入量的增加而逐渐增加。     

Ce含量对AZ91D镁合金组织及性能的影响

研究了不同Ce含量的AZ91D镁合金的晶粒尺寸、物相和力学性能。结果表明,Ce含量不同的AZ91D镁合金显微组织、物相和力学性能有较大差异;Ce含量在0.5%~1.5%范围内,随着Ce含量升高,晶粒尺寸逐渐细化;当Ce含量为1.5%时,晶粒尺寸最小,合金综合力学性能最高。     

Gd含量对AZ31合金组织和性能的影响

利用金属型铸造制备了不同Gd含量的AZ31镁合金试样,借助光学显微镜、扫描电镜、力学性能测试等方法,研究了不同Gd含量对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Gd含量的增加,晶粒的尺寸大小逐渐减小。当Gd含量为1.5%时,晶粒细化效果最好,抗拉强度和伸长率最高,布氏硬度最大。     

微量Zr对超重力制备Al-Zn-Mg-Cu合金组织和硬度的影响

研究了微量Zr含量对超重力凝固技术制备的Al-Zn-Mg-Cu合金凝固组织及其性能的影响。结果表明:与未添加Zr的合金相比,分别添加0.05%、0.10%、0.15%的Zr后,合金顶部和心部的晶粒细化程度很小,底部晶粒尺寸变化却很大,随着Zr含量增加,合金底部晶粒先细化后粗化,晶界非平衡共晶相粗化。Zr含量为0.05%时,晶粒的细化效果最好。Zr能提高超重力条件下凝固的合金的硬度。     

微量Er对ZM5镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、失重法及动电位扫描测试法,研究了微量Er对铸态ZM5镁合金显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明微量Er可细化ZM5镁合金的铸态组织,提高耐腐蚀性能;在0～0.6％范围内,随着Er含量的增加,合金中的Mg17Al12相由粗大、连续树枝状分布逐渐转变为细小、弥散的颗粒状均匀分布;当Er含量为0.6％时,组织中有Al3Er相生成.随着Er添加量的逐渐增加,ZM5镁合金的平均腐蚀速率逐渐降低;当Er含量为0.6％时,在3.5％NaCl水溶液中浸泡的腐蚀速率为2.125 6 mg/(cm2·d),仅为常规ZM5镁合金的20％.微量Er使得ZM5镁合金在3.5％ NaCl溶液中的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流降低.     

硼对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金组织及性能的影响

研究了B对Mg-7Al-0．4Zn-0．2Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：加入微量的B就能使合金的晶粒得到显著的细化，并且随着B加入量的增加，细化效果越明显，当B的加入量（质量分数，下同）为0．15％时，平均晶粒尺寸由未变质合金的约140μm细化到约40μm。分析认为：具有密排六方结构的高熔点化合物AIB2可作为α-Mg的异质核心，从而细化镁合金晶粒。微量B的加入使铸态合金的力学性能得到不同程度的提高，当B的加入量为0．15％时，合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度分别比未变质合金提高13．1％、19．5％和22．0％，冲击吸收功约为未变质合金的2．3倍。B的加入量为0．10％时，合金的伸长率比未变质合金提高21．6％，     

低压脉冲磁场对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响

采用低压脉冲磁场处理ZM5-3%Ca阻燃镁合金的凝固过程,考察了脉冲电压和脉冲频率对合金凝固组织的影响。研究结果表明:低压脉冲磁场可以显著细化ZM5-3%Ca合金的凝固组织;随着脉冲电压或脉冲频率的增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小,初生相逐渐退化,由发达的树枝晶转变成细小的等轴晶或蔷薇状晶体。     

Al-5C中间合金对AZ31镁合金的细化机理

采用粉末原位合成工艺制备Al-5C中间合金,研究Al-5C中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响及细化机理。结果表明：Al-5C中间合金由α（Al）和 Al 4 C 3两相组成,Al 4 C 3颗粒的尺寸分布由烧结时间控制。Al-5C中间合金能显著地细化AZ31镁合金晶粒尺寸,当Al-5C中间合金添加量低于2%时,随着Al-5C中间合金添加量的增加,AZ31镁合金晶粒尺寸减小。晶粒细化机理是由于 Al4C3与 Mn 反应生成的Al-C-Mn 颗粒能作为初生α-Mg晶粒的异质形核基底,从而细化晶粒。     

碳纳米管/ZM5镁合金复合材料的制备与力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管/ZM5镁合金复合材料,研究了搅拌法加入碳纳米管的工艺特点,测试了复合材料的力学性能,并利用扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料断口形貌进行了观察和分析.研究结果表明：当搅拌温度接近于ZM5镁合金液相线温度时,碳纳米管能较好的加入到镁合金熔体中.与基体合金相比,复合材料的抗拉强度、弹性模量、显微硬度显著增加,伸长率最大可提高110%,但是碳纳米管加入量过多会导致偏聚,使力学性能下降.碳纳米管能细化复合材料的晶粒组织,并且起搭接晶粒和承载变形抗力的作用.     

超声场对GW93合金铸件显微组织与拉伸性能的影响

对Mg-9Gd-3Y-1.2Zr-0.5Zn(GW93)合金熔体进行了功率(0～2000W)、时间(0～120 s)的超声处理,研究了超声功率和时间对GW93合金显微组织与拉伸性能的影响规律。结果表明:经超声处理后,镁合金α(Mg)和第二相明显细化。随着超声功率和时间的增加,α(Mg)和第二相细化程度先增强后降低,合金的抗拉强度和伸长率均先升高后降低。当功率为1000W、时间60s时,合金的α(Mg)和第二相最细小,晶粒尺寸为15.6μm,合金硬度值为74.58HB,抗拉强度为260MPa,伸长率为14.79%。与未超声处理相比,晶粒尺寸细化了76%,布氏硬度、抗拉强度和伸长率分别提高了47.98%、30%、243.95%。     

稀土Nd对AE镁合金显微组织及硬度的影响

通过向AE合金中添加不同含量的Nd(0～5. 54%),并对其进行固溶及时效处理后研究了稀土Nd对AE镁合金显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:在本试验范围内,随Nd含量的增加,AE合金晶粒逐渐细化,且当Nd含量为5. 54%时,第二相数量最多,尺寸更加细小并呈团簇状分布。通过EDS面分析可知,不含Nd含量的合金第二相主要有Al、Ce、La复合化合物,加入稀土Nd的合金中第二相主要为Al、Ce、La、Nd形成的复合化合物。在本试验中,不添加Nb的AE44合金的硬度为16. 8 HV;随Nd含量的增多,AE合金的硬度增大; Nd含量增加为5. 54%的AE49B合金的硬度为45. 2 HV。     

合金化对Mg-Al-Cu系镁合金挤压板显微组织和时效硬化的影响

采用合金化方法开发了系列Mg-Al-Cu系镁合金,并采用热挤压方式制备了4 mm厚镁合金挤压板材,通过组织观察、时效处理和显微硬度测试,研究了Ca、Mn、Zn等元素添加及Al含量变化对Mg-Al-Cu系镁合金形变组织和时效硬化的影响。结果表明:添加0. 1%的Ca元素有利于Mg-Al-Cu合金动态再结晶的发生并有效细化晶粒,挤压板和时效处理板材的显微硬度均高于无Ca添加镁合金;随着Al含量由1. 0%增加至2. 0%,挤压板再结晶晶粒尺寸逐渐减小、硬度增加,并表现出一定的时效硬化效果;与添加0. 3%Zn元素相比,添加0. 3%Mn元素更有利于再结晶晶粒细化和硬度提升,但添加0. 3%Zn挤压板的再结晶分数较大,且时效硬化效果更为明显。     

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。