不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)₃Gd相、细条状Mg₅Gd相和方块状Al₂Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg₅Gd相溶解、(Mg, Al)₃Gd相部分溶解、高熔点Al₂Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)₂Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)₂Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)₃Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。     

Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的热处理工艺优化

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏硬度计等仪器观察和分析了不同热处理工艺对Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明,铸态Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体和第二相(Mg₁₂Nd相和Mg₅Gd相)组成,经过热处理后合金组织中的相没有发生改变。铸态合金中的第二相主要以沿晶界分布的不连续网状和在晶粒内部的颗粒状形式存在,经固溶处理大部分第二相融入基体,后经时效处理又重新析出,此时合金中的析出相细小且弥散分布。Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃固溶8 h,然后在225℃时效8 h,此时,合金的硬度达到峰值,为42.9 HV。     

RE/Zn比值对Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响

设计Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金(x=0, 1.1%, 1.6%, 2.3%, 4.6%,质量分数),对应的RE/Zn原子比分别为：不含Zn、1∶1、2∶1、3∶1和4∶1,通过改变RE/Zn比值来调控固溶态Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金中LPSO相和共晶相的体积分数,探明固溶处理过程中层片状的LPSO相的调控及形成机理,改善合金的综合力学性能。通过OM、SEM、TEM以及室温拉伸实验,研究不同RE/Zn比值对铸造Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,在未加Zn时,铸态合金组织由α-Mg、Mg₅RE和富稀土相组成,随着Zn的加入Mg₅RE相转化为(MgZn)₃RE相,且第二相的体积分数显著提高。对铸态合金固溶处理后,不含Zn的合金第二相完全溶于基体,而随着Zn含量增加,晶界处残余的共晶相逐渐增加,并在晶粒内形成层片状的LPSO结构相,当RE/Zn原子比为3∶1时,合金室温屈服强度、抗拉强度和伸长率分别122 MPa、228 MPa和14.0%,此时具有最佳的综合力学...     

Sn对铸态Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机,研究了不同Sn含量对Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织、力学性能以及拉伸断口形貌的影响。结果表明,铸态Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金主要由基体α-Mg、Mg₅Gd和Mg₂₄Y₅相组成,Sn的添加能够细化合金组织,在合金中生成新相Sn₃Y₅,促进合金中第二相的析出。Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-0.5Sn合金中第二相呈现出分布均匀的颗粒状,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-1.0Sn合金中部分区域出现了长条状第二相,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-1.5Sn合金中部分区域出现了方块状第二相。在本文研究范围内,随着Sn含量的增加,合金的抗拉强度、伸长率以及布氏硬度都呈现出先上升后下降的趋势。Sn含量为0.5%时,铸态合金综合性能最好,此时合金的抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别为177 MPa、6.87%和57.47 HBW,与无Sn合金相比分别提高了5.36%、12.25%和11.96%。     

高温固溶处理对Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金组织结构及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学试验,研究了510℃下固溶处理20h所得Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金的组织结构及力学性能。结果表明,铸态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金主要由树枝状α-Mg基体以及分布于枝晶间的(Mg,Zn)_3Gd共晶相组成;固溶处理后,合金相组成未发生变化,而(Mg,Zn)_3Gd相形貌由连续网状转变为不连续岛状,体积分数由19%下降为9%;固溶态合金中未观察到长周期堆垛有序结构的形成。拉伸条件下,固溶态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金屈服强度比铸态略有下降,但抗拉强度和延伸率均有较大提高,其屈服强度、抗拉强度和延伸率依次为176 MPa、277 MPa和12.8%,表现出优良的综合力学性能;压缩条件下,铸态和固溶态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金的力学性能差异较小,且均优于拉伸条件下的力学性能。     

Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、金相组织分析和拉伸性能测试等方法,研究了Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响。结果表明,Mg-5Gd-3Y铸态合金的组织由α-Mg基体和共晶相Mg5Gd和Mg24Y5组成。加入Al元素后,有新相Al2Gd、Al2Y析出,对合金的晶粒起到细化作用,有效提高了Mg-5Gd-3Y铸态合金的力学性能。     

先进高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金凝固和均匀化组织及相构成

采用热力学计算与实验相结合的方法,研究了两种高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态的显微组织和相构成.铸态A合金主要由Mg（Zn,Al,Cu）₂相和少量Al₂Cu相组成,而铸态B合金仅含Mg（Zn,Al,Cu）₂相.热力学计算显示,A和B两种合金的实际凝固过程介于Lever Rule和Scheil Model两种模拟结果之间,由于合金成分不同而导致的铸态A和B合金中各相含量差异与Scheil Model模拟所得到的各相摩尔分数变化规律基本一致.经常规工业均匀化处理（460℃保温24 h）,铸态A和B合金中存在的Mg（Zn,Al,Cu）₂或Al₂Cu相均能充分回溶,并得到单相α（Al）基体,这与热力学计算所得到的AlZn-Mg-Cu四元系统在7.5%Zn条件下460℃等温相图相符合.      

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度测试、热分析、能谱分析以及X射线衍射(XRD)等手段,研究Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金铸态和520℃固溶处理不同时间后的显微组织以及显微硬度分布.结果表明:Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经520℃/16 h固溶处理后,铸态时的...     

Al对铸态Mg-9Gd合金组织和力学性能的影响

研究了铸态Mg-9Gd-xAl合金组织及力学性能变化规律.研究表明,当Mg-9Gd合金中添加的Al含量小于1.0％时,晶粒尺寸随Al含量增加急剧减小,而当Al含量大于1.0％时,其细化晶粒效果不明显.添加Al元素后会改变合金中第二相的分布以及形态,随着Al含量的增大,短棒状的Mg5Gd相逐渐减少并最终消失;而Mg-Gd...     

Cu含量对汽车车身板用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn合金显微组织的影响

采用金相、SEM/EDS、XRD等研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn(in wt.%)铝合金结晶相及合金板材晶粒的影响规律.结果表明:Al-1.0Mg-1.0Si-(0.1~0.7)Cu-0.6Mn合金中主要存在部分可溶的浅灰色不规则条块状Al8(FeMn)2Si和黑色条块状或骨骼状结晶相Mg2Si,及完全可溶的球状或椭球状主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3多相共晶产物;随着Cu含量增加,铸态合金中主要含Al1.9CuMg4.1Si3.3的共晶产物数量逐渐增多,而Mg2Si和Al8(FeMn)2Si结晶相变化不明显;同时,固溶后合金板材的再结晶晶粒变得越来越细,尽管Cu含量对合金冷轧板的晶粒尺寸影响不明显.     

Effect of erbium on microstructures and properties of Mg-Al intermetallic

The effect of the rare earth element Er on the microstructures and properties of Mg-Al intermetallic were studied in this experiment. Metallographic and X-ray diffraction（XRD） results showed that the microstructures of Mg-Al-Er alloys varied with Er content. The Mg-44Al-0.5Er and Mg-43.8Al-1.0Er alloys were both composed of Mg17Al12 matrix and Al3 Er phase, whereas Mg-43Al-3.0Er and Mg-42Al-5.0Er were composed of Mg17Al12 matrix, Al3 Er phase, and Mg-Mg17Al12 eutectic. The Mg-42Al-5.0Er alloy showed the highest microhardness, and the values remained nearly stable as Er content increased from 1.0 wt.% to 5.0 wt.%. The dispersed second phase Al3 Er caused the grain refinement of the Mg-Al-Er alloy, which was the main reason for the improvement in microhardness. The corrosion resistance of the Er-containing alloys initially increased and then decreased with increasing Er content. All the Er-containing alloys had the ability to suppress hydrogen evolution, which was the main reason for the higher corrosion resistance of the modified alloys than that of the Mg-44.3Al alloy. Considering the higher hardness and dispersity of the Al3 Er phase, Mg-43.8Al-1.0Er exhibited higher wear resistance than the as-cast Mg-44.3Al alloy.     

Effects of heat treatments on microstructure and mechanical properties of Mg-15Gd-5Y-0.5Zr alloy

Microstructure and mechanical properties of Mg-15wt.%Gd-5 wt.%Y-0.5wt.% Zr alloy were investigated in a series of conditions. The eutectic was dissolved into the matrix and there was no evident grain growth after solntionized at 525 ℃ for 12 h. The evolution of the phase constituents from as-cast to cast-T4 was as follows： α-Mg solid solution＋Mg5（Gd,Y） entectic compound→α-Mg solid solution＋ spheroidized Mg5（Gd, Y） phase→α-Mg supersaturated solid solution＋cuboid-shaped compound （Mg2Y3Gd2）. And the precipitation sequences of Mg-15Gd-5Y-0.5Zr alloy were observed, according to the hardness response to isothermal ageing at 225-300 ℃ for 0-128 h.     

Microstructures and Properties of Melt-Spun and As-Cast Mg-20Gd Binary Alloy

Mg-20Gd（ %, mass fraction）samples were prepared using melt-spinning and copper mold casting techniques. Microstructures and properties of the Mg-20Gd were investigated. Results show that the melt-spun ribbon is mainly composed of supersaturated a-Mg solid solution phase and the as-cast ingot mainly contains a-Mg solid solution and MgsGd phase. The differential scanning calorimeter （DSC） curve of the ribbon exhibits a small exothermic peak in the temperature range from 630 to 680 K, which indicates that the ribbon contains a metastable phase （amorphous）. Tensile strength at room temperature of the melt-spun ribbon and as-cast specimen are 308 and 254 MPa, respectively. The elongations of the two samples are less than 2 %. The fracture surfaces demonstrate that the fracture mode of the as-cast Mg-20Gd is a typical cleavage fracture and that of the melt-spun sample is a combination of brittle fracture and ductile fracture.     

喷射沉积Al-12Si-0.6Mg合金的微观组织与性能

共晶合金具有良好的激光焊接性能,为提高电子封装盖板用Al-12Si合金的强度并保持良好的热物理性能,采用喷射沉积与热压烧结技术制备Al-12Si合金,研究添加0.6％Mg对合金微观组织、力学性能和热物理性能的影响.结果表明,喷射沉积/热压烧结Al-12Si合金中Si相呈近球形颗粒,平均直径为(4.5±0.2)μm,均匀...     

Mg-Cu合金共晶组织形貌及CuMg_2的小平面特性

利用OM和SEM等观察不同铜含量Mg-Cu合金的铸态共晶组织形貌,探讨不同共晶组织的形成机理及CuMg2相的小平面特性。结果表明,Mg-Cu亚共晶合金中共晶组织的数量随铜含量的增加逐渐增加,初生相数量减少,且在Mg-15%Cu合金中出现了晕圈组织。在Mg-Cu合金系中有CuMg2和Cu2Mg两种金属间化合物相,CuMg2以有棱有角的小平面生长,而Cu2Mg以非小平面生长。     

热处理和挤压对WE53镁合金组织与力学性能的影响

为提高WE系列生物镁合金的力学性能,采用重力铸造法制备了Mg-5Y-2Nd-1Gd-0.5Zr （质量分数,WE53）镁合金,并对铸态合金进行了固溶处理（T4）,固溶＋时效处理（T6）和挤压加工.利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了合金的显微组织,并利用拉伸试验机和显微硬度计测试了合金室温力学性能.结果表明,铸态合金屈服强度为130 MPa,伸长率为10.2%,T6处理可显著提高铸态合金的强度和硬度,降低合金的伸长率;挤压变形明显提高合金的强度和硬度,伸长率与铸态相当.通过适当的热处理和挤压变形可显著改善WE53镁合金的力学性能.     

Influence of Al-Si additions on mechanical properties and corrosion resistance of Mg-8Li dual-phase alloys

Sheet samples of Mg-8Li,Mg-8Li-3Al,Mg-8Li-3AlSi and Mg-8Li-5AlSi alloys were obtained by hot rolling.Optical microscope,microhardness tester,nanoindentor,X-ray diffractometer and electrochemical analyzer were adopted to investigate the microstructures,micro-mechanical properties and corrosion resistance.Roller was preheated to 150°C before rolling process,and rolling reduction designed was about20% per pass with a total rolling reduction of 84%.The rolled plates were annealed at 200°C for 120 min.The tensile tests were performed at room temperature.Experimental results showed that both the strength and corrosion resistance of theα+βdual-phase of Mg-Li alloy were significantly improved with adding Al-Si elements.The strength enhancement was attributed to the solid solution of Al into theα-Mg matrix and into theβ-Li matrix as well as to the precipitation strengthening of Mg2 Si particles.Besides,the dendrite grains ofα-Mg transformed to equiaxed ones with addition of Al into alloy Mg-Li.