Mg_2Si,Mg_2Pb及Mg_2Sn的生成自由能

在前文中,作者曾用两种方法来計算Bi中間化合物的标准生成自由能。第一种方法是利用Bi-X二元系中的活度数据結合相图来計算,第二种方法是以Bi-X-Y或Bi-X-Y-Z系中的相平衡关系和相应的活度数据作为計算的基础。本文报告用这两种方法計算三个Mg中間化合物的标准生成自由能的結果。Mg-Si系中的活度尚无人予以测定,因此要計算Mg_2Si的标准生成自由能只能用上述     

不同冷速下36Mn2V钢坯高温塑性及碳氮化物的析出

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了微合金钢36Mn2V连铸坯试样在冷速为3、8和15℃/s,变形温度为650～1000℃/s之间的高温塑性,并通过试样的断口形貌、显微组织和微合金析出相等的变化情况分析其脆化机理。结果表明：实验钢的第Ⅲ脆性温度区为950～650℃/s,800℃以上脆化是由碳氮化物单一原因造成,800℃以下脆化的原因则是碳氮化物的析出和沿晶界铁素体膜的形成;冷速过快加剧900～700℃温度区间的脆化;900℃已有大量碳氮化物的析出,随变形温度的降低,析出量减少,750℃仍然存在碳氮化物的析出。     

变质元素对Mg/Mg_2Si复合材料中Mg_2Si相影响的研究进展

Mg_2Si相作为一种具有良好性能的二元合金相,被广泛地应用在多种有色合金以及复合材料中作为增强相。采用不同的元素得到了不同的变质效果,通过变质元素细化Mg_2Si相,以提高合金的性能。研究了不同元素对Mg/Mg_2Si复合材料中的Mg_2Si相的复合变质作用。综述了Mg_2Si相的性质,重点介绍了铸造镁合金中添加变质元素对Mg_2Si相形貌的影响以及变质机理,总结了当前研究阶段存在的不足,并提出了进一步研究方向。     

Sb变质对Mg_2Si/Mg-Al基复合材料中Mg_2Si相的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和同步热分析仪研究了Sb变质对Mg_2Si/AZ91D复合材料中Mg_2Si相的影响,探索了变质机理。结果表明:0.2%Sb变质使Mg_2Si/AZ91D复合材料中初生Mg_2Si由粗大的枝晶状变成细小的多边形状,共晶Mg_2Si的形貌由粗大的汉字状变成针状、团絮状、短杆状、蠕虫状和颗粒状。继续增加Sb含量,对初生Mg_2Si的形状和尺寸影响不大。但是增加Sb含量使得颗粒状的共晶Mg_2Si数量增多,尺寸减小,分布更均匀。加入Sb变质剂后,Mg_3Sb_2可作为初生Mg_2Si的形核核心,细化晶粒。共晶Mg_2Si的凝固开始温度降低,其形核过冷度增大,形核率增加。     

不同冷速对55SiMnMo钎具钢过冷奥氏体转变的影响

在DIL805L型膨胀仪上测定了55SiMnMo钎具钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,结合金相-硬度法分析其相变规律及影响因素,获得了连续冷却转变曲线-CCT曲线。试验结果表明,55SiMnMo钢的临界点为：Ac1=751 ℃,Ac3=824 ℃;当冷却速度＜0.15 ℃/s时,转变产物为铁素体、珠光体;随着冷速增加到0.15 ℃/s,转变产物开始出现少量贝氏体;当冷速＞0.3 ℃/s时,有马氏体转变出现;珠光体、铁素体分别于冷速大于0.5 ℃/s、1 ℃/s时开始消失。     

AM60-Si-Ca合金中Mg_2Si相生长形态研究

利用SEM对AM60-Si-Ca合金中Mg2Si相的形态进行了观察,并对Mg2Si相的生长过程进行了探讨。结果表明,在AM60-Si合金凝固过程中,由于Mg2Si形成元素的扩散不平衡,导致Mg2Si由八面体状向枝晶状转化;在AM60-Si-Ca合金凝固过程中,由于CaSi2形核核心使Mg2Si形核数量增多。Ca组元对溶质元素扩散的影响,使Mg2Si形成八面体状。     

磁场和铸造工艺对Mg_2Si/Al复合材料中Mg_2Si相的影响

研究了脉冲磁场参数和冷却条件对Mg_2Si/Al复合材料中初生Mg_2Si相尺寸、形态及分布的影响。结果表明,在脉冲磁场作用下,初生Mg_2Si相表现为粗化、偏聚及梯度分布。在多数试验条件下,初生Mg_2Si相沿试样心部到边部体积分数总体上逐渐增加,可制备初生Mg_2Si相呈连续变化的梯度材料;当脉冲电压为100V,脉冲频率为10Hz或模具温度为400℃时,试样中心区域基本不含初生Mg_2Si相,Mg_2Si相主要分布在试样边部,可制备表面增强自生梯度复合材料。在0~300V范围内,随着脉冲电压增加,初生Mg_2Si相的尺寸先增大后减小,转折点为200V;当浇注温度在670~760℃范围内或模具温度在200~600℃范围内,随着浇注温度的增加或模具温度的降低,初生Mg_2Si相的尺寸逐渐减小。     

超声波对原位Mg_2Si／Al复合材料中初生Mg_2Si形态的影晌

采用光学显微镜和场发射扫描电镜,研究超声波对原位Mg2Si／A1复合材料中初生Mg_2Si形态的影响。研究结果表明：超声波处理使初生Mg2Si的晶粒尺寸从150μm降低到20μm,初生Mg_2Si形态发生改变。在二维形貌中,未实施超声波振动处理的初生Mg_2Si晶粒生长为含有空腔的粗大颗粒,共晶组织生长于其中,相应的三维形态为含有漏斗状空腔的八面体和十四面体。超声波处理后的初生Mg_2Si晶粒变成细小、实心三维形态的颗粒,颗粒棱角已发生钝化效应。     

含Si耐热镁合金中Mg_2Si相的研究进展

介绍了含Si耐热镁合金中Si的添加方式和Mg2Si相的形貌。综述了合金元素Sb、Ca、P和RE变质Mg2Si相的研究进展和变形处理(往复挤压、等通道转角挤压)对Mg2Si相的细化及破碎机制。最后指出含Si耐热镁合金目前存在的问题和今后发展的方向。     

不同冷速对700MPa级汽车大梁钢过冷奥氏体转变的影响

在DIL805L型淬火膨胀仪上测定了一种700 MPa级汽车大梁钢(700L)的连续冷却转变曲线(CCT曲线),结合金相-硬度法分析其相变规律、相变组织及影响因素.结果表明:试验钢的临界点Ac3=898℃,Ac1=772℃;当冷速小于0.5℃/s时,过冷奥氏体的转变产物为铁素体、珠光体和少量贝氏体;当冷速大于0.5℃/...     

Sb+Ce复合变质对20Mg_2Si/Al-5Si复合材料中初生Mg_2Si相的影响

采用原位合成工艺制备了20Mg_2Si/Al-5Si复合材料,并研究了Sb+Ce复合变质对初生Mg_2Si相的影响。结果表明,当添加0.2%的Sb,随Ce添加量增加,初生Mg_2Si的平均尺寸呈现先减小后增加的趋势,初生Mg_2Si颗粒在0.2%的Sb+0.6%的Ce时最为细小,约为28μm,且分布均匀;0.4%的Sb+xCe复合变质时,有效细化了初生Mg_2Si相,其平均尺寸为30~40μm;0.6%的Sb+xCe复合变质时,初生Mg_2Si颗粒细化效果最佳,平均尺寸为27~31μm,且颗粒圆形度高,分布更加均匀。     

不同冷速Ag-5Sc合金的凝固组织

采用感应熔炼钢模凝固、慢速平衡凝固、液态快速凝固制备Ag-5Sc二元合金。借助差示扫描量热仪(DSC)、金相显微镜、电子探针(EMPA)和X射线衍射仪(XRD)研究合金在不同冷速条件下的组织结构、钪的分布和形成的化合物相。结果表明,钢模凝固形成环状Ag4Sc相与共晶组织交替的环形层状组织结构,其它组织为致密细小的共晶组织。慢冷凝固是粗大的胞状共晶组织,胞状间存在块状Ag4Sc相。液态快冷凝固为呈细小蜂窝状结构,组织为等轴晶粒。钢模凝固环形和慢冷凝固块状Ag4Sc相中钪元素分布密度比共晶中的Ag4Sc相高,液态快冷合金中钪元素分布均匀。     

铝合金中Mg_2Si相的时效析出过程

描述了Al-Mg-Si/Al-Si-Mg系合金时效析出的一般序列为α-sss→GP 区→β"→β'→β(Mg_2Si),总结了在析出序列中可能出现的各亚稳相的晶体结构模型,讨论了各阶段析出相的形成或转变过程及其强化作用;并就过量的Si、Cu、大塑性变形等对析出相的影响作了探讨.     

Ce对铸造Mg-5Al-2Si合金中Mg_2Si相改性及力学性能的影响

利用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜等分析测试手段,研究了不同Ce添加量对重力铸造Mg-5Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加Ce以后,合金中主要存在α-Mg相、汉字状Mg_2Si相、多边形Mg_2Si相、细小的Al11Ce3和CeSi2相;稀土Ce的加入改变了合金中Mg_2Si相的尺寸、形貌与分布;随着Ce含量增加,汉字状Mg_2Si相的平均长度大幅度减小,共晶Mg_2Si相的形貌由粗大的汉字状转变为多边形状;当Ce添加量为0.4%时,试验合金的力学性能达到最佳,而增加至0.8%时,合金的力学性能反而下降。拉伸断口形貌也揭示了合金的力学性能情况。因此,适当的Ce添加量(0.4%)可以有效地改性Mg_2Si相,从而提高合金的强度和伸长率。     

热处理对Mg_2Si/Al-Si复合材料组织及性能的影响

采用磷、镧复合变质的方法制备了Mg2Si/Al-Si复合材料,并研究了T6热处理对复合材料组织及性能的影响。结果表明:经T6热处理后,复合材料中的Mg2Si、共晶硅均得到一定程度的粒化;在研究范围内,复合材料的硬度和耐磨性能随固溶温度的增加而单调降低,随时效温度的增加而单调上升。经500℃×10h+175℃×10h热处理后,复合材料的硬度和耐磨性能比未热处理时分别提高了21.76%和60.3%。     

过量Si对Mg_2Si/Al复合材料组织与性能的影响

研究了过量Si含量对原位自生15Mg2Si/Al复合材料组织与力学性能的影响。结果表明,随着Si含量的增加,初生Mg2Si的平均尺寸先增大后减小,当Si含量为5%时,初生Mg2Si的尺寸为41μm,而当增加到10%时,初生Mg2Si的尺寸减小到24μm。同时,随着过量Si含量的增加,Al-Mg2Si二元共晶组织逐渐减少,直至基本消失。另外,α-Al也随着Si含量的增加而发生球化,当Si含量为8%时,α-Al的形貌接近球形。随着过量Si含量从0增加到10%,原位自生15Mg2Si/Al复合材料的抗拉强度从172MPa增加到200MPa,伸长率从1.4%提高到3.1%。     

不同冷速对TC4钛合金组织和性能的影响

对TC4钛合金进行了不同冷速的热处理,得到了不同层次（晶粒、丛域、片层）的显微组织,建立了以片层组织尺寸为基础的Hall-Petch关系。结果表明：随着冷却速率的增加,片层细化,对应的屈服强度和抗拉强度逐渐升高,塑性逐渐降低。片层尺寸和力学性能之间较好地吻合Hall-Petch关系,是影响力学性能的主要特征参量。     

燃烧合成Al/Mg_2Si复合材料的热力学分析

通过计算Al-Mg-Si体系的自由焓及绝热温度,对Al-Mg-Si体系反应中可能发生的反应进行了预测。结果表明,Al-Mg-S体系在自蔓延反应条件下,只有Mg-Si之间能发生反应,当反应体系中有O2存在时,有MgO生成,Al不能参与反应。通过实验成功地制备了Al/Mg2Si复合材料,并验证了热力学分析结果。     

原位自生Mg_2Si/Al复合材料的时效行为

利用金属型铸造的方法制备原位自生Mg_2Si/Al复合材料,并研究T6处理对复合材料组织及性能的影响。结果表明:T6处理可以改善共晶Mg_2Si相的形态,使其由条状改变为细小弥散的短杆状和粒状,但对初生Mg_2Si相影响较小。T6处理可以提高复合材料的硬度,且随着时效温度的升高,材料的硬度先增大后减小,在175℃时达最大值;延长保温时间,复合材料的硬度变化为先增大后减小再增大,硬度最大值分别出现在8 h和24 h。对本试验所制备复合材料较为适宜的时效工艺为:时效温度(175±5)℃,时效时间8~10 h。     

Mg_2Si及Si粒子在Al-Mg-Si合金晶间腐蚀中协同作用机理的多电极偶合研究

通过测定Al-Mg-Si合金晶界各组成相的极化曲线及不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金晶界组成相(AlMg_2Si及Al-Mg_2Si-Si)间的动态电化学偶合行为,研究了不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si电位比其边缘Al基体正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解。晶界Mg_2Si电位比其边缘Al基体负,在腐蚀初期将作为阳极而发生阳极溶解;由于Mg_2Si中活性较高元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si富集,致使Mg_2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界只存在不连续分布的含Mg、Si的析出相,不能在晶界形成连续腐蚀通道,合金不表现出晶间腐蚀敏感性。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界同时析出含Mg、Si析出相和Si粒子;腐蚀首先萌生于Mg_2Si相;而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面通过加速Mg_2Si和晶界无沉淀带的极性转换,协同促进了Mg_2Si边缘无沉淀带的阳极溶解,即腐蚀沿晶界Si粒子及Mg_2Si粒子边缘的无沉淀带发展。Si粒子促进了腐蚀的发展,导致合金表现出严重的晶间腐蚀敏感性。