Zn含量及热处理对Mg-Zn-Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Zn含量和热处理工艺对挤压态Mg-x%Zn-1%Mn (x=4, 5, 6, 7, 8, 9,质量分数)镁合金组织和力学性能的作用规律。结果表明：Zn含量增加,挤压时动态再结晶趋于完全且小晶粒容易长大,同时第二相流线亦随之增加并阻碍其长大;再结晶晶粒在固溶过程中会长大,但Zn含量越高长大越困难,最终其晶粒更细小。通过透射电子显微镜(TEM)研究发现,时效态合金中主要存在2种亚稳相,即：长轴沿[0001]α的杆状相(β1′相)和(0001)α上的盘状相(β2′相),它们与基体之间存在共格或半共格界面,杆状β1′ 相对位错运动的阻碍更加强烈;根据X射线衍射(XRD)的分析结果,可知2种相都是具有Laves结构的MgZn2相。双级时效处理在低温预时效阶段从过饱和固溶体析出G.P.区,为第二级时效提供形核核心,从而细化了β1′ 和β2′ 相,增加了其弥散度。高Zn含量合金在180 ℃时效16 h后发生了过时效,通过消耗β1′ 和β2′ 而形成了大块的Mg-Zn化合物。在时效态组织中,Mn以杆状析出,可以作为β1′和β2′相的形核核心,使二者发生粗化。挤压态合金的力学性能对Zn含量的变化不敏感;时效态合金的强度随Zn含量的增加呈抛物线增加,当Zn含量大于6%时,强度增加缓慢,延伸率急剧降低,这与高锌合金容易过时效且存在残余流线有关。故含6%Zn合金具有最佳的力学性能     

Mn含量对Mg-Zn-Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响

通过对3种不同Mn含量的Mg-6Zn-XMn变形镁合金的微观组织的观察及力学性能的测定,研究了Mn含量对Mg-Zn-Mn镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：Mn元素以单质形式弥散地分布于Mg-Zn-Mn合金中,起到阻碍晶粒长大的作用,即随着Mn含量的增加,晶粒尺寸减小;Mn含量的变化对合金的屈服强度有一定的影响,即随着Mn含量的增加,屈服强度增加,其中挤压态增幅最大,双级时效次之,增幅分别是14%和5%;而Mn含量的变化对T6、T4+双级时效后合金的抗拉强度和延伸率的影响规律不明显,其中含0.68%Mn(质量分数, 下同)的合金整体性能较优,经双级时效后具有最高抗拉强度,达到360 MPa,伸长率为5.2%     

ZM71-xCe镁合金显微组织和力学性能

对添加不同含量Ce元素的Mg-Zn-Mn系ZM71变形镁合金进行挤压及热处理,测试不同状态下ZM71及ZM71-xCe合金的室温拉伸性能,利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)以及能谱(DES)、透射电镜(TEM)等分析试验手段观察了不同状态下的显微组织,初步探讨了Ce元素在ZM71合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金组织和力学性能的影响。结果表明:Ce元素主要以三元稀土τ相存在于合金中,主要分布在晶界和枝晶间,能够细化铸态组织;Ce元素能够明显细化挤压态合金的组织,提升力学性能,但添加量应控制在1%以内,其中ZM71-0.5Ce具有最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为318MPa、250MPa和13.6%;时效热处理不能提升挤压态高锌含量的Mg-Zn-Mn-Ce合金力学性能。     

Mg-(11-13)Gd-1Zn变形镁合金的组织和力学性能

制备了3种成分的Mg-Gd-Zn三元合金,并对其显微组织和力学性能进行了较系统的研究.结果表明,Mg-（11-13）Gd-1Zn（质量分数,%）三元合金的铸态组织由α-Mg,（Mg,Zn）₃Gd和具有14H结构的长周期堆垛有序相（14H-LPSO）组成;（Mg,Zn）₃Gd呈现典型的网状共晶形貌,其体积分数随Gd含量的增加而增大.热挤压过程中（Mg,Zn）₃Gd相破碎,其颗粒沿挤压方向排列,而14H-LPSO相则分布于条状分布的（Mg,Zn）₃Gd颗粒之间.铸态和挤压态合金在高温固溶处理后,14H-LPSO相的体积分数增加,大部分（Mg,Zn）₃Gd相溶入基体.挤压态合金经固溶和时效（T6）处理后,显微组织中14H-LPSO相的体积分数大幅度增加,而且出现了β′和β₁沉淀颗粒.对挤压后的合金直接进行时效处理（T5）过程中也形成了β′和β₁沉淀,但14H-LPSO相没有显著增加.3种合金中Mg-11Gd-1Zn合金在T6态的性能最好,抗拉强度高达416 MPa.     

不同Y含量对ZM21镁合金组织和力学性能的影响

本文主要通过OM、SEM、EDS和XRD等研究了铸态及挤压态Mg-2Zn-1Mn-xY (Y=0,0.8,2.2,wt.%) 镁合金显微组织和力学性能。由实验结果可知,稀土Y的添加,不仅可以细化铸态及挤压态合金晶粒,还可以弱化挤压态合金的基面织构强度,从而同时提高合金的强度以及韧性。本文中最优化合金挤压态Mg-2Zn-1Mn-xY合金具有良好的力学性能,与原始Mg-2Zn-1Mn合金相比,屈服强度从164MPa提高到204MPa、抗拉强度从237MPa提高到298MPa以及延伸率从12%增加到18%。     

稀土Y对Mg-Zn-Mn镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

研究不同稀土Y含量对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加对Mg-6Zn-1Mn合金的相结构、组织和力学性能有明显的影响。随着Y含量的增加,合金中的第二相依次从Mg7Zn3相、I相(Mg3YZn6)、I相+W相(Mg3Y2Zn3)到W相+X相(Mg12YZn)转变;热分析和组织观察证明合金相的稳定性趋势为X相W相I相Mg7Zn3相;Mn元素主要以单质颗粒形式弥散分布在基体中;Y的添加能显著提升Mg-Zn-Mn合金的力学性能,其中含6.09%Y的挤压态合金具有最佳的力学性能,其抗拉强度和屈服强度分别达到389 MPa和345 MPa。合金强度的提升主要源于Y元素的晶粒细化、Mn颗粒的弥散强化和Mg-Zn-Y稀土相的引入。     

预变形对挤压态Mg-6%Zn-1%Mn镁合金时效硬化效应和力学性能的影响(英文)

采用显微硬度测试、拉伸试验、金相观察和TEM观察,研究冷塑性变形对Mg-6%Zn-1%Mn(ZM61)合金时效硬化和力学性能的影响。在420℃固溶处理1h后,对ZM61挤压棒材试样进行室温拉伸变形,塑性应变有3种:0、5%和10%,预变形后再进行人工时效。时效硬化曲线表明:预变形可以显著加快硬化速率且提高峰值硬度;然而,当应变量由5%增加到10%后,峰值硬度并未增加。室温拉伸性能表明:预变形量增加,屈服强度和抗拉强度增加,伸长率略有降低,且屈服强度的增加幅度大于抗拉强度的。金相组织观察表明:当预变形应变量为5%时,金相组织中未观察到孪晶;预变形10%的组织中出现了大量的孪晶。TEM观察表明:预变形可以增加峰时效态组织中β1′杆状相的数量。     

喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究

采用喷射沉积技术制备了Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu合金。通过高分辨电子显微镜和硬度测试等手段,研究分析了双级时效处理对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金经120℃(14 h)时效后,硬度达到峰值,晶内主要强化相为η′亚稳相和少量的GPⅡ区,晶界析出相呈连续分布;合金经120℃(14 h)+160℃(0.5 h)、120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)双级时效后,硬度较峰时效相比,分别下降了5.92%、11.13%、15%,它们的晶内析出相依次是细小的η′相、粗大的η′相、粗大的η相,晶界析出相呈断续状分布,晶内和晶界的析出相明显长大,并且在120℃(14 h)+160℃(16 h)、120℃(14 h)+160℃(24 h)时效后,出现了晶界无沉淀析出带。通过对TEM图像的测量,可以得到η相和η′相的晶格参数分别为0.520、0.860 nm和0.490、1.402 nm;对η和η′相解卷处理,可以提高像的分辨率,然后用jems对η和η′相模拟,可以确定原子的基本位置。     

ZM81-xSn变形镁合金的组织演变和力学性能（英文）

通过对不同Sn含量ZM81合金的微观组织和力学性能表征,研究了Sn在ZM81合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Sn元素主要以Mg2Sn共晶相形式存在,能够细化铸态组织;热挤压过程中,Sn添加能够起到抑制动态再结晶和晶粒细化的作用;T6处理,尤其是双级时效,能显著提升挤压态合金的力学性能,其中ZM81-4Sn合金具有最佳综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为416 MPa、393 MPa和4.1%。实验合金高强度主要源于Mg Zn2和Mg2Sn析出相的双重时效强化效果;相比单级时效,双级时效态合金的析出相更细小弥散,因此其力学性能更优。     

双级时效处理对喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和力学性能的影响

利用喷射成形技术制备Al-10．8Zn-2．8Mg—1.9Cu合金。借助透射电镜、高分辨电子显微镜和拉伸性能测试等手段研究双级时效处理对喷射沉积Al—Zn—Mg—Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，合金经120℃，16h＋150℃，2h双级时效后，晶内析出相略有长大，此时合金的强化机制是GP区和η相的综合强化。与峰时效条件相比，双级时效后合金的抗拉强度和屈服强度分别降低4．5％和3．5％，但合金组织中的晶界析出相完全断开，这对提高合金的抗应力腐蚀能力具有重要意义。     

ZM81-xSn (x = 0, 2, 4, 6, 8 and 10)变形镁合金的组织演变和力学性能

通过对不同Sn含量的ZM81合金的微观组织和力学性能的测得,研究了Sn在ZM81合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Sn元素主要以Mg2Sn共晶相形式存在,能够细化铸态组织;热挤压过程中,Sn添加能够起到抑制动态再结晶和晶粒细化的作用;T6处理,尤其是双级时效,能显著提升挤压态合金的力学性能,其中ZM81-4Sn合金具有最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为416MPa、393MPa和4.1%。实验合金高强度主要源于MgZn2和Mg2Sn析出相的双重时效强化效果;相比单级时效,双级时效态合金的析出相细小弥散,因此其力学性能更优。     

挤压态Mg-6Zn-xEr合金的微观结构和力学性能

研究铸态、挤压态和挤压峰值态的Mg-6Zn-xEr合金的微观组织和力学性能。结果表明,Er的加入可显著改善Mg-6Zn合金的力学性能,经过峰值时效后合金的力学性能得到进一步提高;挤压态Mg-6Zn-0．5Er合金经过峰值时效处理后具有最佳的拉伸强度。该合金的抗拉强度和屈服强度分别为329MPa和183MPa,伸长率为12％。这表明添加0．5％Er可显著提高Mg-6Zn合金的时效硬化行为。挤压峰值态Mg-6Zn-0．5Er合金较好的力学性能归因于结构的细化和β1相的析出强化。     

Mo含量对Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)合金的微观结构,热性能和磁性能的影响

采用单辊快淬法制备Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)系非晶合金,并对3种合金进行不同温度热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、差热分析仪(DTA)和振动样品磁强计(VSM)对合金的微观结构、热性能和磁性能进行测试分析。结果表明:Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)3种合金第1个晶化峰的激活能随Mo含量的增加而减小,Mo的添加不利于合金的热稳定性。Mo含量的增加抑制了ZrCo_3B_2等化合物的析出,细化了结晶相的晶粒尺寸。Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)3种非晶合金的矫顽力Hc均随退火温度的升高而逐渐增大。Mo的添加明显降低了合金的矫顽力。     

Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2)挤压态合金微观组织和力学性能

采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、高角度环形暗场-扫描透射,分析了Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2,质量分数,％)挤压态合金微观组织结构和力学性能,旨在探索Zn对于合金性能影响的微观机制.结果表明:在Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr合金中添加Zn元素,不仅形成LPS...     

AlMgSi(Cu)合金中纳米析出相的结构演变

AlMgSi(Cu)合金是应用最广泛的可热处理强化铝合金,该类合金的主要性能与时效阶段析出的硬化相紧密相关。综述AlMgSi(Cu)合金在不同热处理阶段形成的纳米析出相的形貌、结构和稳定性。提出了动态结构的概念和模型,并以此揭示了纳米析出相结构演变规律及其与力学性能间的关系。在含铜6×××系铝合金的纳米析出相结构演变研究领域有若干未解决的基本问题,而这些问题的解决对高中强度6×××系铝合金的开发具有重要的指导意义。     

Microstructure and mechanical properties of Mg-8Li-2Zn-0.5(Ce, Y) alloys

0.5 wt.% Ce and Y were added into the alloy of Mg-8Li-2Zn, respectively. The different behaviors of Ce and Y in the alloy were investigated. Results show that, Ce and Y can both refine the α phase, and the α phase was spheroidized. Two kinds of compounds exist in the alloy when the alloy contains Ce/Y. They are Zn₂Ce and Mg₆Y, respectively. Zn₂Ce mainly distributes at the grain boundary of the alloy with the shape of blocky. Mg₆Y mainly distributes in the inner place of grains with the shape of granular. The size of Zn₂Ce is much larger than that of Mg₆Y. Y and Ce are both favorable for the improvement of strength, and the effect of Y is more obvious. The addition of Ce makes the elongation of the alloy become poor, while the addition of Y can increase the elongation of the alloy.     

Microstructure and mechanical properties of wrought magnesium alloy AZ31B welded by laser-TIG hybrid

The laser-TIG hybrid welding was mainly used to weld the wrought magnesium alloy AZ31B. The tech-nical characteristics of laser-TIG hybrid welding process was investigated and the interactional mechanism between laser and arc was discussed, at the same time the microstructure and mechanical properties of the wrought magnesi-um alloy AZ31B using laser-TIG hybrid welding were analyzed by optical microscope, EPMA, SEM, tensile ma-chine, hardness machine. The experimental results show that the presence of laser beam boosts up the stability of the arc during high speed welding and augments the penetration of weld； the crystal grains of magnesium alloy weld are fine without porosity and cracks in the best welding criterion and the microstructure of HAZ does not become coarse obviously. The elements profile analysis reveals that Mg content in the weld is lower than that of the base metal, but Al content is higher slightly. Under this experimental condition, the wrought magnesium alloy AZ31B joint can be achieved using laser-TIG hybrid process and the tensile strength of the joint is equivalent to that of the base metal.     

Mg-5Al-1Sr-2Ca-xY合金组织及力学性能

制备了不同Y含量的Mg-5Al-1Sr-2Ca-xY(x=0,1,2,5)合金试样,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、材料试验机等观察测试合金的微观组织和力学性能。结果表明,未添加Y时,合金晶粒大小不均匀,且多呈柱状,晶内有较多的点状化合物;Y含量1%时,晶粒细化、球化且大小较均匀;Y含量2%时,晶粒趋于柱状;Y含量5%时,晶粒形状不规则、大小极不均匀。随Y含量的增加,室温和高温力学性能呈先升后降趋势,最高点为Y含量1%,其室温和高温抗拉强度分别较无Y合金提高了约33.8%和25.4%。