铸造冷却方式对Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y挤压态合金组织及性能的影响

采用2种不同铸造冷却方式制备成分相同、组织特征不同的Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y镁合金,研究不同铸造组织特征对挤压变形态合金组织和力学性能的影响。结果表明:与空冷铸造合金相比,水冷增大了熔体冷却速度,使合金铸态组织得到细化,抑制了W-相(Mg_3Y_2Zn_3相)的形核,并促进了I-相(Mg_3YZn_6相)的生成,获得了更大体积分数的准晶相(I-相)。经过挤压变形后,水冷铸造合金中的再结晶晶粒细小均匀,I-相颗粒经过挤压破碎后弥散分布在基体上,{0002}基面织构得到弱化,而■织构强度增强,从而使Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y挤压态合金的强度和塑性都得到了大幅提高。水冷铸造合金经过挤压变形后,屈服强度和抗拉强度分别达到297.0和327.3 MPa,与空冷铸造挤压态合金相比分别提高了46.4和21.4 MPa。水冷铸造挤压态合金的延伸率达到14.8%,与空冷铸造挤压态合金相比增大了4.7%。     

LPSO堆垛结构转变对挤压态Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y镁合金组织性能的影响

通过改变挤压温度以获得含有不同堆垛结构长周期相(LPSO)的Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y合金,研究LPSO相堆垛结构转变对挤压态合金组织性能的影响规律及其作用机制。结果表明:挤压温度为390℃,合金中有18R和14H 2种堆垛结构的LPSO相,其平均晶粒尺寸为(9.5±3.0)μm,合金的抗拉强度达到280 MPa,延伸率为18.7%;当变形温度达到420℃,合金中18R LPSO相全部转变为14H结构,平均晶粒尺寸大幅细化至(3.1±1.1)μm,合金的抗拉强度和延伸率均得到明显提高,分别达到330 MPa和20.8%;随着挤压温度的进一步提高,合金的平均晶粒尺寸逐渐变大,强度和延伸率开始逐渐降低。由于LPSO相堆垛结构转变和晶粒尺寸变化引起基面织构和柱面织构的强度发生变化,LPSO相形态改变以及晶粒细化是Mg-2.0Zn-0.3Zr-5.8Y挤压态合金室温力学性能变化的主要因素。     

冷却速度对AlCuFe准晶材料铸态组织的影响

研究了冷却速度对AlCuFe准晶材料铸态组织及其相构成的影响。铸造时 ,采用各部位冷却速度有明显差别的耐火粘土模 ,铸模底部的冷却速度最快 (约 1 0 0℃ /min) ,顶部次之 ,中部的冷速最低 (约 2℃ /min)。发现在铸锭中存在准晶Ⅰ相、类似相和其它晶体相 ,相的组成和形貌也随冷却速度的不同而有很大的差别 ,冷却速度愈慢 ,准晶Ⅰ相的含量越高 ,而疏松越严重     

冷却速度对Mg-5Al-0.5Y合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和硬度测试仪等试验手段,研究了金属型、石墨型及砂型铸造Mg-5Al-0.5Y合金分别在冷却速度为200、150和60℃/min时的微观组织和硬度的变化,并对其机理进行分析。结果表明,随着冷却速度的降低,α-Mg晶粒粗化,晶粒平均尺寸从52.83μm增大到68.96μm,增幅30.53%,而离异共晶β-Mg17Al12相从连续网状分布变为粗大的断续分布,相对含量也由10.35%减少至8.67%,降幅为16.23%;冷却速度的降低及晶粒的粗大化,还致使合金硬度也随之下降,由56.4(HV)降至51.3(HV)。     

铸造工艺对Mg-12Zn-1Y合金组织与力学性能的影响

特定Zn、Y含量的Mg-Zn-Y合金能原位形成二十面体准晶增强I相(I-Mg₃Zn₆Y),但常规铸造凝固条件下形成的准晶组织粗大,难以发挥其性能优势。研究了重力铸造、挤压铸造及流变挤压铸造工艺制备的Mg-12Zn-1Y合金的组织和力学性能。结果表明,在重力铸造的合金组织中,大量粗大的I相和Mg₇Zn₃相聚集在一起。挤压铸造使I相转变为细小的层片状,且Mg₇Zn₃含量降低。对于流变挤压铸造的合金,随着制浆过程中超声功率增大,α-Mg晶粒得到较大程度的细化和球化,共晶组织间距明显减小,而随着超声功率持续增加到2 400 W时,共晶组织出现一定程度富集。当超声功率为1 600 W时,合金的力学性能最优,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为185 MPa、276 MPa和6.8%,相较于挤压铸造分别提高了35.0%、24.9%和142.9%。     

挤压温度对Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y新型镁合金组织和性能的影响

研究了不同挤压温度对Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y新型镁合金组织和性能的影响。结果表明,降低挤压温度,Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y合金的平均晶粒尺寸得到显著细化,合金的屈服强度和抗拉强度得到大幅提高,而延伸率变化不大。随着挤压温度的降低,{10ī2}织构强度不断增强,{0002}基面环形织构强度减弱。Mg-2.0Zn-0.3Zr-0.9Y合金的力学性能不但受到组织平均晶粒大小的影响,还受到织构分布的影响。挤压温度为330℃时可获得细小的组织和优良的力学性能,平均晶粒尺寸达到1.76μm,合金抗拉强度达到323MPa,屈服强度为309MPa,延伸率为21.92%。     

冷却速度对Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金组织和性能的影响

采用快速凝固技术制备Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金,用XRD、SEM、HRTEM、显微硬度测量等分析方法研究其凝固组织和性能.结果表明,合金由α-Mg固溶体、晶界处不连续分布的I(Mg3Zn6Y)准晶相和非晶相组成.根据热传导理论,采用一维傅立叶热传导方程计算了合金的冷却速度.冷却速度的提高使得晶粒细化、成分均匀、非晶相含量增多.硬度(HV)随冷速的提高显著增大,最大值为167.23,是普通凝固合金的2.2倍.     

退火对热挤压Mg-3.8Zn-1Y合金组织及性能的影响

采用光学显微镜,扫描电子显微镜等手段研究了退火处理对热挤压Mg-3.8%Zn-1%Y合金组织及性能的影响。结果表明,该合金经425℃×15 min退火可通过完全再结晶获得细小的晶粒,合金的拉伸屈服强度为171.9 MPa,伸长率为29.8%。EBSD分析表明合金的优良的塑性来自于合金在拉伸过程中拉伸压缩({10 12}-{10 11})二次孪生的交互发生引起的协调变形。另外,拉伸过程中形成的较弱的"双峰"型{0002}纤维织构作为变形有利的取向也有利于改善合金的塑性。     

冷却速度对TB3合金组织和性能的影响

针对TB3钛合金生产中存在的问题,研究了热处理冷却速度对合金组织和性能的影响。结果表明,冷却速度对TB3合金性能影响不大,但水冷试样的性能稍优;经固溶处理,晶粒等轴化并进一步长大,水冷试样组织的尺寸大小及均匀性稍好于空冷试样的。     

Sn元素对Mg-1Zn-0.3Zr-1Y生物镁合金组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、浸泡试验、析氢试验、电化学试验和拉伸试验等研究了Sn元素对Mg-1Zn-0.3Zr-1Y-xSn(x=0、0.5、1、1.5、2、2.5、3)生物镁合金组织、耐蚀性能和力学性能的影响.结果 表明:添加Sn元素后,合金的耐蚀性和综合力学性能都有一定的提升.当Sn含量为2 mas...     

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%。     

Influence of heat treatment on microstructure and mechanical properties of Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.4Zr alloy

Microstructure evolution and mechanical properties of the cast Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.4Zr(mass fraction,%) alloy during annealing at 798 K for different time were investigated.In the as-cast state,the microstructure consists ofα-Mg,Mg_5(Gd,Y,Zn) eutectic compounds and stacking faults(SF) of basal plane distributed from grain boundary to inner grain.During heat treatment at 798 K,the SF and parts of eutectic compounds dissolve into the matrix gradually,simultaneously,a new straight lamellar phase with 14H typ...     

Effect of Dy addition on microstructure and mechanical properties of Mg-4Y-3Nd-0.4Zr alloy

Minor Dy element was added into a Mg-4Y-3Nd-0.4Zr alloy, and its effects on the microstructure and the mechanical properties at elevated temperatures were investigated. Scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM) were used to observe the microstructures. The results indicated that the as-cast eutectic and isolated cuboid-shaped Mg-RE phases were Mg₅RE and Mg₃RE₁₇, respectively, and distributed mainly along grain boundaries. After a solution treatment, the eutectic Mg₅RE phases were dissolved into the matrix, whereas the Mg₃RE₁₇ compound still remained. After peak aging, fine Mg-RE phases were precipitated homogeneously within the matrix of the alloys containing Dy. Dy addition can result in a significant improvement in the tensile strength at both room and elevated temperatures, and a slight decrease in the elongation.     

挤压Mg-8.5Gd-2.3Y-1.8Ag-0.4Zr合金的显微组织与力学性能(英文)

研究铸态和挤压态Mg-8.5Gd-2.3Y-1.8Ag-0.4Zr合金的显微组织、时效强化和力学性能。铸锭在T4处理后分别于400、450和500°C进行挤压,挤压比为10:1。在细晶强化和析出强化的共同作用下,于400°C挤压的样品经T5处理后可以得到最优的力学性能,所得的晶粒尺寸约为5.0μm,其初始和峰值硬度分别为HV109和HV129。室温下的拉伸屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到391MPa、430MPa和5.2%。     

超声功率对Mg-3Re-3Zn-0.7Y合金组织和力学性能的影响

如果在铸造过程能够细化含有稀土元素的金属间化合物,那么稀土镁合金在耐热应用方面将具有巨大的潜力。本文研究了半固态制浆过程中不同超声功率的超声振动对Mg-3RE-3Zn-0.7Y合金半固态微观组织以及铸态试样力学性能的影响。试验对液相线以上20~40癈镁合金熔体分别施加超声功率为800W至1200W的超声振动,振动时间为90s,结束超声振动温度为液相线以下10℃左右。结果表明,超声振动可以制备出组织中具有细小圆整的初生α-Mg相的优良半固态浆料,并且经过超声功率为1000W的超声处理后浆料组织中初生α-Mg晶粒的平均晶粒直径和平均形状系数SF分别为55μm和0.63。此外,1000W超声处理的铸件试样比未经超声处理的试样抗拉强度提高了25.2%,伸长率提高了93.5%。可见,声空化效应和声流效应使超声振动成为一种制备具有细小圆整初生晶粒的镁合金半固态浆料的有效途径。     

微量CaO对Mg-2Zn-0.5Sr镁合金显微组织、力学性能及腐蚀性能的影响

本文主要研究了添加0.1 wt.% CaO和0.3 wt.% CaO对Mg-2Zn-0.5Sr显微组织、力学性能及腐蚀性能的影响。光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及电子探针显微分析仪(EPMA)分析了材料均匀化热处理后的显微组织和第二相的组成与分布,发现CaO颗粒的加入使Mg-2Zn-0.5Sr的晶粒尺寸明显细化,而且CaO颗粒机械地富集于晶界及晶粒内的第二相与基体之间。室温拉伸试验研究材料机械性能,CaO颗粒的加入可以提高材料强度,但添加0.1 wt.% CaO时材料的塑性降低,而添加0.3 wt.% CaO时材料的塑性也有所提高,延伸率达到10.9 ± 1.1%。Kokubo模拟体液中的动电位极化曲线表明添加CaO颗粒使腐蚀电位正移。浸泡失重实验表明Mg-2Zn-0.5Sr的平均腐蚀速率为7.55 mm/year,添加0.1 wt.% CaO时腐蚀速率降低大约18.3%,添加0.3 wt.% CaO时腐蚀速率增高大约52%。CaO颗粒对显微组织及机械性能的影响决定于晶粒细化和CaO颗粒在第二相与基体之间机械富集的综合影响,而其对生物腐蚀行为的影响主要决定于晶粒细化及CaO颗粒在溶液中反应对致密稳定CaHPO4保护膜生成的促进作用。Mg-2Zn-0.5Sr/0.1CaO表现出较高的强度和较佳的耐腐蚀性能,是生物医用材料中的一种较好选择。     

Microstructure and mechanical properties of extruded Mg-6.5Gd-1.3Nd-0.7Y-0.3Zn alloy

The Mg-6.5Gd-1.3Nd-0.7Y-0.3Zn alloy ingot and sheet were prepared by casting and hot extrusion techniques,and the microstructure,age hardening behavior and mechanical properties were investigated.The results show that the as-cast alloy mainly containsα-Mg solid solution and compounds of Mg5RE and Mg24RE5(RE=Gd,Y and Nd)phases.The grain size is refined after hot extrusion,and the Mg5RE and Mg24RE5 compounds are broken during the extrusion process.The extruded alloy exhibits remarkable age hardening response and excellent mechanical properties in the peak-aging state.The ultimate tensile strength,yield strength and elongation are 310 MPa,201 MPa and 5.8%at room temperature,and 173 MPa,133 MPa and 25.0%at 300℃,respectively.     

均匀化对Mg-5.9Zn-1.6Zr-1.6Nd-0.9Y合金组织性能的影响

分别利用差热分析、光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等仪器对Mg-5.9Zn-1.6Zr-1.6Nd-0.9Y合金在其均匀化过程中,产生的微观组织演变进行了系统性的定性分析。在此基础上,测量了维氏硬度,定量化的分析合金的硬度变化。结果发现,Mg-5.9Zn-1.6Zr-1.6Nd-0.9Y合金的铸态组织由ɑ- Mg和Mg3(Y、Nd)2Zn3构成。合金在均匀化处理之前,拥有510℃的吸热峰,但是此吸热峰在合金在500°C×16小时的均匀化少量Mg3消失(Y、Nd)2Zn3相溶于470℃和490℃。然而,在500℃×16 h均匀化处理后,只有一小部分的富Y和富Nd细颗粒(MG3(Y,Nd)2Zn3)分散在晶界,基本消除了枝晶偏析。因此,最佳化参数为500℃16小时均能有效降低铸Mg-5.9Zn-1.6Zr-1.6Nd-0.9Y合金的硬度从185.2HV升高到144.2 HV。