回归再时效处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐蚀性的影响

通过维氏硬度测试、拉伸测试、剥落腐蚀与晶间腐蚀试验、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)分析等手段,研究了回归再时效(RRA)处理对Al-6Zn-2Mg-2Cu合金力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:经RRA处理后的Al-6Zn-2Mg-2Cu合金硬度、强度与单级时效(T6态)相当,均高于双级时效(T73态)。RRA 190℃×40 min处理,合金硬度达到最高,回归时间继续延长,硬度逐渐减小。Al-6Zn-2Mg-2Cu合金经不同时效处理后抗腐蚀性能由低到高依次为:T6、RRA 190℃×20 min、RRA 190℃×40 min、RRA 190℃×60 min、T73。RRA处理可保持Al-6Zn-2Mg-2Cu合金高强度的同时提高其抗腐蚀性能。经120℃×24 h+190℃×40 min+120℃×24 h的RRA处理后,合金硬度较高且腐蚀敏感性小,具有良好的综合性能。     

Al-6.8Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.15Sc合金的高温回归再时效工艺

采用硬度计、数字涡流金属电导仪、透射电镜(TEM)、万能拉伸试验机、扫描电镜(SEM)等对Al-6.8Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.15Sc合金在高温回归再时效(RRA)过程中的性能与组织演变规律进行研究。结果表明:合金在170 ℃回归时,具有较高硬度与优良的抗电化学腐蚀性能,合金170 ℃回归1 h时主相η′细小弥散数量众多,在形变过程中借助位错切过与Orowan机制强化合金,强度可达625.1 MPa,伸长率达9.6%,获得了优于单级时效(T6)G.P.区强化达到的强度592.4 MPa、伸长率6.5%,强度提高32.7 MPa,伸长率提高47.7%,拉伸断口形貌SEM显示为完全的韧性断裂特征。Al-6.8Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.15Sc合金的优秀RRA工艺为140 ℃×24 h+170 ℃×1 h+160 ℃×24 h。     

固溶+时效态Al-8Zn-2.5Mg-1.5Cu(-0.15Y)合金的室温和低温拉伸性能

通过在室温和-20℃下进行拉伸试验,主要研究了时效时间对Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金室温和低温拉伸性能的影响。试验结果表明,添加0. 15%的元素Y可以有效提高固溶+时效(T6)态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu合金室温及低温下的抗拉强度和屈服强度。在5～30 h时效时间内,随时效时间的延长,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金的抗拉强度屈服强度先上升后下降,断后伸长率则呈先下降后上升的趋势;与室温下的拉伸性能相比,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金在-20℃的抗拉强度和屈服强度较高,而断后伸长率略低。室温拉伸时,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu合金呈现典型的韧性断裂特征,而T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu-0. 15Y则呈现韧脆混合断裂特征;当拉伸试验温度为-20℃时,T6态Al-8Zn-2. 5Mg-1. 5Cu(-0. 15Y)合金的断口上均可观察到沿晶断裂特征,表现为韧脆混合断裂。     

Mg—Gd—Ag—Zr合金的组织与力学性能

对Mg-18.6Gd-1.9Ag-0.24Zr合金铸态、T4态和T6态的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,该合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg5Gd相组成;T4态时由过饱和α-Mg固溶体和H2Gd相组成;峰值时效态的析出相为β相.该合金具有明显的时效强化效果,在200、225、250℃温度下的时效处理结果发现,随着时效温度的升高,合金的峰值时效硬度下降,到达峰值硬度的时间大为缩短.其中200℃下的峰值时效硬度(HV)最高,达到了134.合金经过200℃的峰值时效处理后具有最高的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为291.0 MPa、383.5 MPa和1.17%.     

锌镁元素含量对新型Al-Mg-Zn合金组织和力学性能的影响

采用硬度实验、室温拉伸实验、扫描电镜和透射电镜研究了锌镁含量对Al-6Mg-3Zn、Al-6Mg-4Zn和Al-7Mg-4Zn合金时效硬化行为、力学性能和显微组织的影响。结果显示:Al-Mg-Zn合金水冷淬火后进行人工时效时会产生时效硬化效果,其中人工时效硬化效果最好的是Al-7Mg-4Zn,峰值时效后板材硬度达182 HV3,屈服强度达529MPa,抗拉强度为580 MPa,伸长率为10.5%。3种合金经120℃×24 h时效后沉淀强化相为η'相,锌镁元素含量的增加,降低了合金的时效态组织再结晶分数,同时使得沉淀强化相的尺寸减小、弥散程度增加,最终使合金具有较高的强度。     

Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、X射线衍射分析和力学性能测试等手段,研究了稀土元素Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Gd的添加并没有细化Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的晶粒尺寸,但晶粒尺寸保持在较小的范围内,合金显微组织有所粗化。Gd含量为3.6%时,合金的室温及高温强度达到最大值。Gd的添加对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的高温力学性能有一定改善,尤其是200℃时的力学性能提高较明显,但过量的稀土元素添加使得Mg-6Al合金的强化作用减弱。     

锌镁含量对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织和性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等方法研究了锌镁元素含量对Al-3Zn-4.5Mg-1Cu、Al-4Zn-3.5Mg-1Cu和Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu 3种高强铝合金挤压棒材的显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响。结果表明,Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu合金的时效硬化效果最显著,经120℃×24 h时效后维氏硬度达183 HV3,抗拉强度达617 MPa,屈服强度为590 MPa,伸长率为10.2%。Zn元素含量或Zn/Mg比值升高增加了时效时沉淀强化相的密度,减小了其尺寸,从而提高了强化效果。     

砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能

通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微维氏硬度测试与拉伸测试研究了砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能。结果表明:铸态GW94合金主要由等轴晶琢-Mg固溶体、晶界处的共晶相Mg24(Gd,Y)_5以及少量的方块相Mg_5(Gd,Y)组成,优化后的固溶处理工艺为525℃伊6 h。固溶后的组织主要由琢-Mg过饱和固溶体、铸态残留相Mg_5(Gd,Y)以及固溶过程形成的方块相组成。GW94合金具有极高的时效硬化响应能力,250℃时效18 h后即达到峰值硬度(HV122)。室温拉伸时,峰值时效态合金的抗拉强度和屈服强度分别为300MPa和247 MPa,而伸长率仅为0.9%。250℃以内拉伸时,抗拉强度均高于300 MPa,表现出极佳的耐热性能,而且出现了抗拉强度随温度升高而升高的反常力学行为,这可能是由于茁忆相与位错相互作用所致。峰值时效态合金断裂机制由室温的穿晶断裂为主转变为高温的沿晶断裂。     

热处理对Mg-7Al-1Si-1Gd合金组织及硬度的影响

在不同的T4和T6热处理条件下,对Mg-7Al-1Si-1Gd合金的组织和硬度进行了研究。结果表明,T4(400℃×12h)固溶处理后β-Mg17Al12相几乎全部溶入α-Mg基体中,但Al2Gd相和汉字状Mg2Si相形貌几乎没有发生变化,因而合金的硬度变化很小。经400℃×12h+200℃×10h的T6处理后,β-Mg17Al12相沿晶界沉淀析出,呈层片状不连续分布,Mg2Si相由粗大汉字状变为细小的块状或棒状,合金硬度达到峰值,较铸态提高了12.45%。     

Nd含量对Mg-6Gd-2.5Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

通过金相观察、X射线衍射、透射电镜、硬度测试和拉伸性能测试等实验方法,研究添加不同含量的Nd元素对Mg-6Gd-2.5Y-0.5Zr合金的显微组织、时效硬化行为以及峰值时效下力学性能的影响。结果表明:随着Nd含量的增加,铸态合金中第二相Mg_5(Gd/Y)和Mg_(24)(Gd/Y)_5的含量显著增加,合金经固溶淬火后,时效强化现象越来越显著,峰值时效时间缩短,峰值时效硬度明显增加。当Nd元素的含量为1.0%(质量分数),合金的力学性能最佳,Mg-6Gd-2.5Y-1Nd-0.5Zr的抗拉强度为289 MPa,屈服强度为241 MPa。时效硬化行为和峰值时效力学性能得到改善,其主要是因为加入Nd元素后,在α-Mg基体中形成大量的β′相,且β′相明显细化,β′相的形貌也发生改变。     

Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag(质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

热处理对Mg-6Al-1Nd-1Gd合金组织和蠕变行为的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析等研究了 Mg-6Al-1Nd-1Gd合金固溶与时效处理后的显微组织及在200℃和70 MPa条件下的高温压缩蠕变行为.结果表明:固溶+时效处理后Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的β-Mg17Al12相几乎完全消失,金属间化合物为Al2RE(Nd、Gd)相,且在...     

铸态和固溶态Mg-8Li-xAl-yZn合金的显微组织与力学性能

研究Al/Zn比(质量比)对Mg-8Li合金显微组织和力学性能的影响.结果发现,对于铸态Mg-8Li-xAl-yZn(x+y=5)合金,当Al/Zn比分别为1:4和2:3时,合金中的第二相主要为AlLi和MgLiZn相;而当Al/Zn比分别为3:2和4:1时,合金中的第二相主要为AlLi和MgLi2Al相.MgLiZn...     

Zn含量对Mg-Gd-Zn合金显微组织与力学性能的影响

研究了3种成分的Mg-11Gd-(1,1.5,2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大,且其热稳定性不断提高。同时,合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低,其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时,合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加,合金在200℃高温下的抗蠕变性能也略有下降,但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金。     

脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

TiB2/Al-Si-Mg-Er复合材料的组织与性能

采用重熔稀释法制备了Al-7Si-0.5Mg-0.1Er和0.5TiB₂/Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金,研究了TiB₂颗粒增强Al-Si-Mg-Er复合材料的组织性能。结果表明,复合材料铸态组织主要由α-Al基体、共晶Si相和TiB₂颗粒组成。TiB₂粒子的加入使Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金二次枝晶间距减小了7.1 μm。抗拉强度达到217.53 MPa,较Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提升了12.1 %。TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料的最优T6热处理工艺为530 ℃×12 h固溶+160 ℃×7 h时效,经该工艺处理后,TiB₂/Al-Si-Mg-Er复合材料抗拉强度达到319.49 MPa,相比热处理前提高了46.9%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了5.9%;屈服强度达到266.75 MPa,相比热处理前提高了106.4%,相比Al-7Si-0.5Mg-0.1Er合金提高了14.9%。复合材料抗拉强度的提升主要源于TiB₂颗粒加入后产生的晶粒细化、变质和热处理强化。     

Microstructures and mechanical properties of Mg-10Ho-0.6Zr-xNd alloys

Mg-10Ho-0.6Zr-xNd (x=0, 1, 3 and 5, mass fraction, %) alloys were prepared by metal mould casting, and the microstructures and mechanical properties were investigated. The results show that the grain size of as-cast alloys reduces and the hardness and strength increase with the increase of Nd content. The alloys are aged followed by solid solution treatment. Mg-10Ho-0.6Zr-3Nd and Mg-10Ho-0.6Zr-5Nd alloys exhibit obvious age hardening response. The hardness value of Mg-10Ho-0.6Zr-5Nd alloy increases from HV104 at as-cast state to HV136 at peak-aged state. The maximum ultimate tensile strength and yield strength of the Mg-10Ho-0.6Zr-5Nd alloy are obtained in at peak-aged state, and the values are 323 MPa, 212 MPa at room temperature, and 258 MPa, 176 MPa at 250 ℃, respectively. The improvement of the tensile strength is mainly attributed to the fine and dispersively distributed plate-shaped β′ metastable phase.     

铸造Al-Mg-Mn合金的显微组织及力学性能

研究了Mg含量、冷却速度、固溶处理对Al-6.8Mg-0.3Mn、Al-3.8Mg-0.3Mn两种合金力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量提高,晶界相增多。当Mg含量提高到6.8%时,晶界出现网状组织;随着Mg含量升高,合金强度提高,塑性下降;通过砂型铸造空冷、金属型铸造空冷、金属型铸造淬火来实现不同的冷却速度,发现金属型淬火试样的金相组织中,在晶界附近没有析出网絮状或颗粒状第二相,而强度和伸长率要高于其他两种工艺。两种合金经过430℃×60h固溶处理后,合金的综合力学性能得到大幅度提高。Al-6.8Mg-0.3Mn金属型铸造空冷试样固溶后抗拉强度由280MPa提高到335MPa,伸长率由10.4%提高到20%。     

Effect of Cu addition on microstructure and properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb high zinc magnesium alloy

To improve the strength,hardness and heat resistance of Mg-Zn based alloys,the effects of Cu addition on the as-cast microstructure and mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb high zinc magnesium alloy were investigated by means of Brinell hardness measurement,scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectroscopy (EDS),XRD and tensile tests at room and elevated temperatures.The results show that the microstructure of as-cast Mg-10Zn-5Al-0.1Sb alloy is composed of α-Mg,t-Mg32(Al,Zn)49,φ-Al2Mg5Zn2 and Mg3Sb2 phases.The morphologies of these phases in the Cu-containing alloys change from semi-continuous long strip to black herringbone as well as particle-like shapes with increasing Cu content.When the addition of Cu is over 1.0wt.%,the formation of a new thermally-stable Mg2Cu phase can be observed.The Brinell hardness,room temperature and elevated temperature strengths firstly increase and then decrease as the Cu content increases.Among the Cu-containing alloys,the alloy with the addition of 2.0wt.% Cu exhibits the optimum mechanical properties.Its hardness and strengths at room and elevated temperatures are 79.35 HB,190MPa and 160MPa,which are increased by 9.65%,21.1% and 14.3%,respectively compared with those of the Cu-free one.After T6 heat treatment,the strengths at room and elevated temperatures are improved by 20% and 10%,respectively compared with those of the as-cast alloy.This research results provide a new way for strengthening of magnesium alloys at room and elevated temperatures,and a method of producing thermally-stable Mg-10Zn-5Al based high zinc magnesium alloys.     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。