Mg-5Al-xY合金的铸态组织及力学性能

研究了稀土钇(Y)对Mg-5Al镁合金铸态组织、高温力学性能及硬度的影响.结果表明:一定含量稀土Y的加入抑制了合金中Mg17Al12相的析出,形成了细小颗粒状和粗大块状的Al2Y耐热新相,显著提高了合金在175℃高温下的拉伸性能以及合金的显微硬度,合金的断裂特性由准解理断裂向准韧性断裂转变.     

Gd对Mg-2Al-Zn合金微观组织及力学性能的影响

研究了稀土Gd的添加对铸态Mg-2Al-Zn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-2Al-Zn-xGd合金由α-Mg和Al2Gd两相组成,Al优先与Gd反应生成Al2Gd,且合金中Al2Gd的数量和形态受Gd的添加量影响。弥散分布的Al2Gd使合金室温力学性能得到显著提高,在Gd的添加量(质量分数)为2%时,抗拉强度和屈服强度分别达到252MPa和135MPa。但Gd的添加量达到3%时,Al2Gd相尺寸变大、数量过多,导致合金的力学性能迅速下降。颗粒状和针状Al2Gd在晶界上或基体上的团聚导致合金由韧性断裂转变为解理断裂。     

Ce和Sb对Mg-3%Al合金铸态组织与力学性能的影响

研究了合金元素Ce和Sb对Mg-3%Al基合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ce,Sb元素加入后使β-Mg17Al12相以细小弥散形态分布。只加入Ce元素时,Ce与合金中的Al元素形成针状的Al4Ce相,合金的铸态室温力学性能较Mg-3%Al合金更差;而Ce,Sb元素同时加入时,在基体中形成了弥散分布的CeSb颗粒相,同时抑制了针状的Al4Ce相的生成,合金表现出较好的强度和塑性。与Mg-3%Al合金相比,Mg-3%Al-1%Ce-1%Sb合金的铸态拉伸强度Rm提高了7.5%,伸长率A提高了91%。     

Mn含量对Mg-5Al合金铸态组织和力学性能的影响

研究了合金元素Mn对Mg-5Al合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,在Mg-5Al合金中加入Mn后,合金组织细化,连续或半连续网状分布的β-Mg17Al12相逐渐转变为断续、分散的骨骼状相,晶界附近出现颗粒相并且数量逐渐增多。随着Mn含量增加,合金室温抗拉强度、伸长率及冲击韧度先上升然后下降。当Mn含量为0.3%时,合金综合力学性能最好,抗拉强度、伸长率与冲击韧度达到190MPa、7.3%与21.1J·cm-2,分别提高了7.9%、9.1%与9.3%。继续增加Mn含量至0.5%时,Al8Mn5颗粒聚集长大粗化,导致Mg-5Al合金综合力学性能下降。     

金属型铸造Mg-10Zn-2Al合金的凝固行为及铸态组织

用光学显微镜、扫描电子显微镜、X 射线衍射分析、差热分析等方法,研究了金属型铸造Mg-10Zn-2Al合金的凝固行为及铸态组织特征,并结合差热分析结果和Mg-Zn-Al三元液相投影图,阐明了合金凝固过程中的相变反应.结果表明,合金铸态组织由α-Mg相、Mg32(Al,Zn)49相和MgZn相组成,Mg32(Al,Zn)49相结晶形貌呈连续/半连续网状骨骼形态,均匀分布在晶界以及枝晶间;合金的液相线温度为609.4℃,固相线温度为300.0℃,凝固温度范围为309.4℃,第二相转变在300.0～332.2℃温度范围内进行.     

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.     

Mg-Gd合金铸态组织和性能研究

采用OM、XRD、SEM和电子拉力试验机,对Mg-(4%~16%)Gd二元合金的显微组织及力学性能进行测试分析,并采用"边-边匹配"模型研究了其强化机制。结果表明,随着Gd含量的增加,Mg-Gd合金铸态组织中的Mg5Gd相,由颗粒相转变为骨骼状,最后呈网状分布。Mg5Gd为Mg-Gd合金的高温强化相,使得合金室温及高温强度都有明显提高,最大抗拉强度在200℃可达到323.5 N/mm~2,250℃为305.3 N/mm~2。Mg5Gd相和α-Mg相的错配度为5.8%,表明Mg5Gd相为α-Mg相的形成提供有效的异质形核核心,阻碍了α-Mg相长大。     

锑和稀土对Mg-9% Al-0.4% Zn合金铸态组织与力学性能的影响

锑和稀土均有细化Mg-9%Al-0.4%Zn合金铸态组织的作用，而且锑和稀土的同时加入，复合细化效果更显著，锑与合金中的镁元素形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2，稀土与合金中的铝元素形成片状金属间化合物Al11La3 和Al11Ce3。各相在a-Mg晶粒内和晶界均有分布，单独加入锑或稀土时对该合金的铸态室温力学性能基本没有影响，但同时添加0．8％RE和0．4％Sb时，合金的铸态室温力学性能显著提高，与Mg-9%Al-0.4%Zn合金相比，添加0.8%RE和0．4%Sb合金的铸态拉伸强度σb提高了33％，伸长率δ提高了70％，铸态Mg-9%AL-0.4%Zn-0.4%Sb-0.8RE拉伸断口具有明显的塑性变形特征。     

锰对Mg-6Al镁合金组织与力学性能的影响

通过对不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金进行熔炼、制坯和反向挤压,研究Mn含量对Mg-6Al镁合金组织与力学性能的影响。结果表明,在试验范围内随着Mn含量的增加Mg-6Al-xMn合金凝固组织逐渐细化,β-Mg17Al12相逐渐减少,而出现Al-Mn相,晶粒大小由含Mn量0.3%(质量分数)时的137μm减小到含Mn量0.9%时的73μm,幅度降低为47%。不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金经400℃,12h均匀化处理后,β-Mg17Al12相消失。不同含Mn量的Mg-6Al-xMn合金经挤压后,挤压棒材的晶粒也随Mn含量的增加而逐变小;挤压棒材的抗拉强度、屈服强度和延伸率均随着Mn含量的增加先增加后降低。Mn含量为0.5%的挤压棒材抗拉强度和屈服强度最高,分别为293MPa,173MPa;Mn含量为0.7%的挤压棒材延伸率最大,达20%。     

Mg-6Y-7RE-0.4Zr镁合金的显微组织和力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验等方法,研究了固溶处理和挤压对Mg-6Y-7RE-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响,以及挤压后合金的高温力学性能。结果表明,铸态合金组织主要由α-Mg基体和Mg24Y5、Mg12RE相组成,经过固溶处理(500℃×8h)之后,Mg-Y相基本消失,Mg-RE相仍有部分存在于晶界处;室温条件下,挤压后合金塑性有了大幅度提高,抗拉强度由156MPa提高到260MPa,且出现了明显的屈服特征,屈服强度为220MPa,伸长率由0.5%提高到7.0%;高温条件下,低于250℃时挤压态合金仍保持与室温条件下相当的力学性能,300℃时强度有所降低,伸长率大幅度提高,σ=215MPa,σ=164MPa,δ=20.5%。     

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。     

Mg-6Zn—xCu铸造合金的显微组织及力学性能研究

采用金属型铸造方法制备了Mg-6Zn-xCu（x=1％、3％、5％）镁合金,并通过光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜及力学性能测试等手段研究了Cu含量对合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：Cu在合金中主要以CuMgZn相存在,且随着Cu量的增加,其数量增加;在凝固过程中,CuMgZn富集在已结晶的α-Mg表面,阻碍了其长大,从而细化了晶粒,但过量的CuMgZn偏聚晶界偏聚,引起局部的应力集中,对合金的力学性能产生负面影响;随着Cu含量的增加,合金的力学性能逐渐降低,加入1％Cu时,合金的抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为208MPa和13．5％;随着Cu含量的增加,拉伸断口由准解理断裂向解理断裂和沿晶断裂转变。     

铸态Mg-4Li-xSn合金组织和力学性能研究

采用OM、XRD、SEM对铸态Mg-4%Li-(1,3,5)%Sn合金进行微观组织、成分和形貌研究,同时利用万能试验机和显微硬度计对其力学性能和硬度进行分析。结果表明,Sn元素能细化Mg-4Li合金晶粒,同时析出Li_2MgSn相和Mg_2Sn相;随着Sn添加量增加,析出相含量增多,合金抗拉强度及硬度提高,合金的伸长率先增加后下降;当添加3%Sn时,合金的抗拉强度达到122.79 MPa,伸长率达到12.76%,硬度为56 HB。     

快冷Mg-Ni-Zn-Y合金的组织与力学性能

采用铜铸型铸造了直径为3mm的Mg-Ni-Zn-Y（x=0,2,4,6）快冷合金,通过扫描电镜、X射线衍射、能谱仪、差分扫描量热计以及压缩试验对合金的组织、相组成、非晶特性以及力学性能进行了研究。结果表明,Mg77Ni12Zn9-xY2＋x（x=0,2,4,6）系列合金可以形成以非晶为基体的一种复相材料。当x≥2时合金具有明显的玻璃转变温度和过冷液相区,同时在非晶合金基体上开始形成具有长周期结构（LPOS）的针状Mg相;在x≥4时,非晶基体上存在均匀分布LPOS相,表现出合金具有较佳的力学性能。Mg77Ni12Zn3Y8和Mg77Ni12Zn5Y6合金的强度和塑性应变量分别为720MPa、5．0％和630MPa、10．8％。合金的力学性能与组织中晶态相的形貌特征有关。     

Ca对铸态Mg-6Al及Mg-6Al-2Si系合金组织与性能的影响

为了明确不同服役温度下Ca对Mg-Al和Mg-Al-Si系合金性能的影响,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验机,分别研究了Mg-6Al-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-xCa(x=0,0.5%)和Mg-6Al-2Si-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-xCa(x=0,0.5%)合金的相组成、显微组织、断口形貌,以及室温和150℃时的拉伸性能。结果表明,Ca的加入会促使CaMgSn和CaMg(Sn,S)i等第二相的生成,产生明显的固溶强化作用,提高合金的室温和高温拉伸性能。Si的加入可显著提高合金的高温性能,但会降低合金的室温性能。因此,Mg-6Al-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-0.5Ca合金适用于室温部件,而Mg-6Al-2Si-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-0.5Ca合金适用于高温部件。     

Nd对Mg-2％Mn合金显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、力学万能试验机和显微硬度仪等仪器分析了Mg-2％Mn—x％Nd合金的显微组织、力学性能和硬度。结果表明：Nd加入到Mg-2％Mn合金中,以Mg12Nd高温稳定相形式存在;Nd的加入细化了合金的晶粒,提高了合金的室温力学性能。     

Zn对Mg-8%Al合金显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、力学万能试验机、x射线衍射仪和电子探针等仪器分析了Zn对Mg-8%Al合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:6%的Zn加入到Mg-8%Al合金中,细化了合金的晶粒,提高了合金的室温力学性能.     

挤压Mg-(8,11)Al-Mn-Y-Gd-La合金的显微组织和力学性能

研究了添加稀土元素的不同高铝含量的变形挤压态镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铝含量的增加,挤压合金晶粒的得到了明显的细化,平均晶粒尺寸为(12±4)μm。挤压态合金的显微硬度高于固溶态合金的显微硬度;随着铝含量的增加,合金的时效硬化行为得到明显的改善。这些主要是由于在挤压过程中晶粒的细化和沿着挤压方向第二相的析出。另外,随着铝含量的增加,合金的屈服强度和抗拉强度也有所提高,分别达到了306和348 MPa。这主要取决于晶粒的进一步细化和析出相体积分数的增加。因镁稀土相和β-Mg17Al12相都为脆性相,铝含量的增加引起析出相体积分数的增加,也同时导致合金的伸长率有所下降。     

Effect of Zn Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Cast Mg-10Gd-3.5Er-xZn-0.5Zr Alloys

In this work, the effects of Zn content (0-2 wt%) on microstructural evolution and mechanical properties of cast Mg-10Gd-3.5Er-0.5Zr alloys are studied. The results show that the as-cast Mg-10Gd-3.5Er-xZn-0.5Zr alloys are mainly composed of Mg matrix and secondary (Mg, Zn)₃(Gd, Er) phases distributed along grain boundaries. With the increase in Zn content, the volume fraction of secondary (Mg, Zn)₃(Gd, Er) phases increases and the grains get refined. In the process of solid solution treatment, Zn addition can lead to the formation of long-period stacking ordered (LPSO) structures and the volume fraction of LPSO structures increases with Zn content. In addition, the Zn addition can reduce the vacancy formation energy and accelerate the diffusion rate of RE elements in Mg matrix. Because of the comprehensive effect of secondary phases and the accelerated diffusion rate, the base alloy and 2Zn alloy have less grain growth after solid solution treatment than that of the 0.5Zn alloy and 1Zn alloy. The precipitation process is also accelerated by enhanced diffusion rate. At room temperature (RT), the strengthening effect of β^'+ β₁ precipitates is more effective than that of LPSO structures, so the peak-aged 0.5Zn alloy exhibits the most excellent mechanical performance at RT, with yield strength of 219 MPa, ultimate tensile strength 296 MPa and elongation of 6.4%. While LPSO structures have stronger strengthening effect at elevated temperature than that of β^'+ β₁ precipitates, so the 1Zn alloy and 2Zn alloy have more stable mechanical performance than that of the base alloy and 0.5Zn alloy with the increase in tensile temperature.