铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-4Al-2Si(s42)镁合金的铸态组织和高温力学性能.结果表明,铸态合金主要由a-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成.其中,离异共晶β-Mg17Al12相呈网状分布于晶界上,初生Mg2Si相呈多边形块状随机分布于基体组织中,共晶Mg2Si相呈粗大的汉字状沿晶界或穿晶分布;150℃高温短时拉伸,合金的抗拉强度为97MPa,屈服强度为58MPa,伸长率为18%,拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

Ca对Mg-5Al-1Bi合金显微组织和力学性能的影响

使用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪及力学性能测试等试验手段,研究了Ca含量对铸态Mg-5Al-1Bi镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-5Al-1Bi镁合金由α-Mg基体和β-Mg17Al12相组成,加入Ca后,合金晶粒细化,β-Mg17Al12相的数量减少,由连续变得较为分散。当Ca含量达到3%时,合金中生成新的第二相Al2Ca。高熔点相Al2Ca在高温条件下能钉扎晶界,阻碍晶界滑移,有利于提高合金的高温蠕变性能。合金硬度和屈服强度随着Ca含量的增加而提高,而抗拉强度和伸长率下降。     

Yb对Mg-5Al-0．4Mn镁合金显微组织和力学性能的影响

采用金属型铸造方法制备了Mg-5Al-0.4Mn-xYb(x=0,1,3,5,wt.%)镁合金,通过合金成分优化,利用高压压铸法制备了Mg-5Al-0.4Mn-4Yb合金.研究了重稀土元素Yb对Mg-5Al-0.4Mn镁合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明:Yb的添加抑制了Mg17Al12相的生成,合金中主要第二相是分布在晶界处的板条状Al2Yb相,同时随着Yb含量的增加,合金晶粒明显细化,Yb通过细晶强化、弥散强化等提高了合金室温和高温力学性能;高压压铸Mg-5Al-0.4Mn-4Yb合金具有较好的压铸性能和更高的力学性能;从热稳定性、形态、分布等方面讨论了沉淀相对合金性能的影响.     

高压压铸Mg-4Al-0．4Mn-xPr镁合金的显微组织和力学性能

采用高压压铸方法制备了Mg-4Al-0.4Mn-xPr(x = 0, 1, 2, 4, 6, 质量分数,%)系列镁合金,利用X射线衍射仪、场发射环境扫描电子显微镜、显微硬度测试、拉伸和压缩性能测试以及断口分析等手段研究了Pr对高压压铸Mg-4Al基合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:高硬度合金铸造表面层与表面层中的高Pr含量和细密的组织有关;随着Pr添加量的增加,Al2Pr和Al11Pr3相在晶界附近形成,且其相对比例随之变化,同时合金组织被明显细化;添加约4%Pr(质量分数)的合金具有最佳的力学性能,良好的力学性能从室温一直保持到200 ℃;合金力学性能的提高主要由于合金致密的铸造表面层、大量第二相聚集晶界带来的晶界强化和细晶强化以及固溶强化所致.     

Mg-6Al-1Zn-xSi合金的显微组织与高温力学性能

采用重力铸造法制备了不同Si含量的Mg-6Al-1Zn-x Si合金,分析了合金的显微组织,测试了合金在150℃下的拉伸力学性能。结果表明,合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Si含量的增加,α-Mg基体晶粒的平均尺寸逐渐减小,Mg2Si颗粒的平均尺寸逐渐增大;β-Mg17Al12由分布于晶界及晶内的点状转变为网状分布于晶界上;合金的高温抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。此外,高温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Sr对Mg-9Li-3Al合金显微组织及高温力学性能的影响

试验研究了Sr对Mg-9Li-Ml合金挤压态显微组织和高温力学性能的影响.通过显微观察可知,元素Sr富集在晶界处以Al4Sr化合物的形式存在,并对Mg-9U-3Al合金中α相具有良好的细化作用.在373 K温度下进行拉伸试验的结果表明,当Sr含量为2.5%时合金强度达到183.7 MPa,但伸长率有所下降.一方面由于Sr在晶界处的吸附作用使晶粒细化;另一方面A14Sr相提高了合金的强度和耐热性能,但大量Al4Sr的存在会割裂基体,使强度降低.     

Mg-5.5Al-0.5Y-xSm合金的显微组织和力学性能

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究了Mg-5.5Al-0.5Y-xSm(x=0~2.0%)合金的显微组织和力学性能。实验结果表明,加入适量的Sm后,合金晶粒和Al2Y相得到细化,Mg17Al12相数量减少,同时基体中出现高熔点相Al2Sm相。随着Sm含量的增加,合金的室温(25℃)和高温(150℃和175℃)力学性能先升高后降低,且在Sm含量为1%时达到最佳。     

Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和力学性能

研究了Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和常温力学性能,探讨了合金中Nd与Sr复合添加后的存在形式及不同含量的Nd对合金常温力学性能的影响.结果表明：Al4Sr相呈网状沿晶界分布,而Al11Nd3相呈颗粒状或针状,在晶内、晶界均有析出.Al4Sr相在晶界起到了阻止晶界滑移的作用,Al11Nd3相在晶内有钉扎位错的作用,晶界晶内的双重强化提高了合金的强度.合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均在含Nd量为1.0%时达到了峰值.     

喷射沉积Mg-4Al-3Ca-1.5Zn合金的显微组织

采用扫描电镜、透射电镜等方法对喷射沉积Mg-4Al-3Ca-1.5Zn合金的组织变化进行了试验研究.结果表明,金属型铸态合金中强化相沿晶界析出,主要成分为C36[(Mg,Al)2Ca]和C14(Mg2Ca)相;而喷射沉积快速凝固的合金组织均匀,强化相为C15(Al2Ca)和C36相,其中C15相以棒状和粒状分布于C36基体中;C36相处于亚稳态,经过高温保温处理会转变为C15相;热挤压过程中合金发生动态再结晶,在晶界处有C36相析出.     

Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金挤压T5态的高温组织与力学性能

研究了Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金挤压T5态在250~400℃之间的高温组织与力学性能。结果表明:该合金具有非常优异的高温力学性能,其力学性能明显优于WE54;该合金在250、300、350和400℃时的抗拉伸强度分别为348、262、150和62 MPa;该合金在400℃拉伸时还具有粗晶超塑性,晶界上有再结晶的细晶,晶内有大量孪晶同时共存。     

Mg-5Zn-3Al-0.2Mn铸造合金的组织和室温力学性能

研究了砂型铸造Mg-5Zn-3Al-0．2Mn合金的显微组织，发现其主要相组成为δ-Mg基体相和τ（Mg12（Al，Zn）49）化合物相，τ相以半连续网状骨骼形态沿δ相的晶界分布。实验合金中加入少量Sr，Ti，B元素后，合金组织细化，τ相形态转变为断续的短条状或粒状，并且分布更加均匀。在本实验条件下，当炉前加入0．06％Ti、0．012％B、0．1％Sr时，合金的组织形态得到显著改善，合金的室温力学性能最佳。不同温度下对Mg-5Zn-3Al-0．2Mn合金进行的固溶处理实验发现，在335℃固溶17h淬火后，合金的室温抗拉强度和塑性得到了大幅度提高；在343℃固溶17h淬火后，合金组织完全转变为单相固溶体，合金的室温力学性能较好，巩为245MPa，δ为12％。     

Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金低温力学性能与微观组织研究

以Al-6Mg-0.8Zn-0.5Mn-0.2Zr-0.2Er合金为基础,对该材料的冷轧态,温轧态,完全退火态进行从室温降到77 K时的拉伸测试和冲击性能测试。运用背散射电子衍射(EBSD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对合金的原始组织,拉伸断口,冲击断口进行观察,研究不同温度下微观组织对材料拉伸性能及冲击性能的影响。结果表明:随着测试温度的升高,样品的抗拉强度、屈服强度及冲击韧性均逐渐降低;温轧的H114态由于位错缠结规整,亚晶界比较多等原因保持了较高的强度和冲击韧性,实现了高强高韧性能的匹配。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

研究了往复挤压Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能。结果表明,往复挤压可显著细化Mg-4Al-2Si合金的组织,随着挤压道次的增加,基体晶粒与Mg2Si相颗粒不断细化,其中,基体晶粒由于动态再结晶而细化。挤压8道次时,基体晶粒和Mg2Si颗粒的平均尺寸分别由铸态的45μm和20μm减小至1.5μm和1.3μm;但是,当挤压道次为11时,基体晶粒与Mg2Si相颗粒均出现粗化现象。往复挤压可使合金的高温力学性能大幅度提高,挤压8道次时,高温屈服强度最高,为197 MPa;挤压11道次时,高温抗拉强度最高,为256 MPa,与铸态高温强度相比,分别提高了163.9%和239.7%。合金的高温强化机制为Mg2Si颗粒的弥散强化作用,高温拉伸断裂形式为微孔聚合型韧性断裂。     

Creep resistance of as-cast Mg-5Al-5Ca-2Sn alloy

In the present study, creep properties of as-cast Mg-5Al-5Ca-2Sn(AXT552) alloy were investigated by means of a GWT304 creep testing machine at temperatures of 175 °C and 200 °C in the stress range of 35-90 MPa. Results show that creep rates increase with applied stress at an identical temperature. Creep strain at 100 hours is 0.0518% and 0.083% at creep conditions of 175°C/75 MPa and 200°C/60 MPa, respectively, which is comparable to MRI230 D and much lower than most of AX series alloys. By the observation and analysis for samples before and after creep tests using a Shimadzu XRD-7000 type X-ray diffractometer(XRD) and a Hitachi S-3400 N type scanning electron microscope(SEM), it was found that Al_2Ca(C15) phase precipitated out of C36 phase or matrix. The cavity formation and connection at the interface of soft matrix and hard intermetallics caused the propagation of cracking along the eutectic phase during creep process and dislocation accommodated grain/phase boundary sliding is expected to be the dominant creep mechanism.     

Mg-5Al-1.5Ca-0.4Zn基镁合金的等温法半固态压铸组织和性能

研究了Mg-5Al-1.5Ca-0.4Zn-0.2Mn-Sr-Ti合金的等温法半固态压铸组织和性能.结果表明:合金相组成为α(Mg)、(α(Mg) Al2Ca)共晶和少量球状Mg17Al12.Sr变质合金在585℃等温法处理时,α(Mg)首先分离成核.随着等温时间加长,α(Mg)由块状向球状转变.25 min时,转变为粒径40μm的均匀球状组织.此后,球晶发生长大,进而聚拢合并.合金等温法压铸实验发现,组织为均匀细小等轴晶,粒径25 μm.合金室温和高温强度较砂铸大幅提高,塑性略有下降.这是由于细晶强化作用,以及晶粒细化使得晶界上半连续分布的Al2Ca相更弥散,这样Al2Ca高温下钉扎晶界的作用更加突出.等温法半固态压铸合金200℃的高温强度优于AZ91压铸合金,可达140 MPa.     

Microstructure characterization and mechanical properties of Mg-9Li-5Al-1Zn-0.6RE alloy

Mg-9Li-5Al-1Zn-0.6RE alloy was prepared by vacuum induction heating. The microstructure and phases composition of the alloy were analyzed with optical microscope, scanning electron microscope and X-ray diffractometer. Then the effect of homogenization temperature on microstructure and mechanical properties of the alloy was studied. The hardness of samples under different homogenization temperatures was measured. The results show that, the alloy is composed of a phase, β phase, Mg17Al12 and AlLi. RE added into the alloy is solved in a phase and β phase completely. After homogenization heat treatment, the needle-like a phase disappears. With the increase of homogenization temperature, the shape of a phase is spherical-like first, then vennicular-like, and large block-like finally. The variation of the shape of a phase causes the hardness of sample to change accordingly. The most favorable homogenization temperature for microstructure and mechanical properties is 150 ℃.     

生物可降解Mg-3Zn-0.8Zr-xMn合金的组织与性能

开发具有良好生物相容性、耐蚀性及综合力学性能的镁合金是当前可降解金属研究领域的重要方向,本文选取具有良好生物相容性的Zn、Zr、Mn合金元素,通过真空熔炼法制备了新型的Mg-3.0%Zn-0.8%Zr-x%Mn(质量分数,x=0,0.1,0.5,1.0,1.5)系列合金。研究了Mn含量变化对该类合金组织、力学性能及腐蚀降解行为的影响。结果表明:Mn的添加可以细化挤压态Mg-Zn-Zr合金的晶粒尺寸;合金的抗拉强度和屈服强度随着Mn含量的增加先升高后降低,在Mn含量为1.0%时,抗拉强度达到255 MPa,电化学及浸泡测试结果表明Mn的添加使合金的自腐蚀电位增加,耐蚀性能升高,当Mn含量为1.0%时,合金耐蚀性能最好;本研究成分范围内Mg-3Zn-0.8Zr-1Mn合金有最佳的综合力学及耐蚀性能。     

Effect of solution treatment on microstructure and mechanical properties of as-cast Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8Mg-0.2Gd alloy

Effect of solution treatment on microstructure and mechanical properties of Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8Mg-0.2Gd alloy was investigated. Results show the Si particles become stable and more intermetallic compounds dissolve in the matrix after solution treatment at 500 °C for 2 h followed by 540 °C for 3 h (T4). The skeleton-like Al₃CuNi develops into two parts in the T4 alloy: one is Al₃CuNi which has the framework shape; the other is intermetallics including the Al₃CuNi (size: 5–10 µm) and AlSiCuNiGd phases (size: ≤5 µm) with complex structure. Adding 0.2% Gd can improve the mechanical properties of the alloys after two-step solution treatment (500 °C/2 h followed by 540 °C/3 h), the hardness of the alloy increases from 130.9 HV to 135.8 HV compared with the alloy with one-step solution treatment (500 °C/2 h), the engineering strength increases from 335.45 MPa to 352.03 MPa and the fracture engineering strain increases from 1.44% to 1.67%.