机床用新型镁合金的复合铸造工艺研究

在熔炼和浇注过程中采用超声振动辅助搅拌的复合铸造工艺,进行了机床用新型镁合金Mg-3Al-1Zn-1.5Sr-0.15Sc-0.15V的制备,并进行了显微组织、物相组成、耐腐蚀性能和不同温度下的高温力学性能的测试与分析。结果表明,该新型镁合金由α-Mg、Mg17Al12和Mg17Sr2组成;与商用AZ31镁合金相比,其高温力学性能和耐腐蚀性能得到显著提高,其中腐蚀电位正移276 m V,150℃屈服强度和抗拉强度分别增加66%、39%,500℃屈服强度和抗拉强度分别增加686%、294%。     

GW92镁合金均匀化工艺研究

采用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了均匀化温度与时间对GW92铸态合金显微组织和力学性能的影响,确定了该合金最佳的均匀化工艺。结果表明:GW92铸态合金的显微组织由α-Mg基体、Mg5(Gd,Y)相、Mg5(Gd,Y,Zn)相、Mg12Zn(Gd,Y)相和富稀土相组成;均匀化后,GW92镁合金主要由α-Mg基体、Mg12Zn(Gd,Y)相共存。该合金最佳的均匀化工艺为510℃×18 h,合金抗拉强度为247.2 MPa,伸长率为6.1%。     

发动机用新型轻合金的铸态组织与性能分析

采用机械振动辅助浇注制备了发动机用新型轻合金Mg-7Al-1Ti-0.5Sr-0.1Sc,通过OM、SEM、XRD等分析了合金的显微组织和内部组成,并进行了高温力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明:采用机械合金化并结合机械振动辅助浇注制备的新型合金兼具良好的高温力学性能和耐腐蚀性能,由α-Mg基体和少量的Mg17Al12、Al3Ti第二相组成。与商用AZ91D镁合金相比,该新型轻合金的350℃抗拉强度增加80.2%、屈服强度增加155.4%、断后伸长率稍有增加;96 h中性盐雾腐蚀后的质量变化率从11.48%减小至3.26%。     

Y、Gd与Ca对AZ81镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Y、Gd与Ca对AZ81镁合金组织和力学性能的影响.结果表明,适量合金元素的加入使AZ81镁合金的组织明显细化,β(Mg17Al12)相减少,同时析出了针状和粒状的化合物Al2Y和Al2Ca.经时效处理后,随着合金元素含量的增加,从室温到175 ℃时,合金的强度和伸长率基本上呈先升后降的趋势.当Y、Gd与Ca总含量为2.1%时,合金在室温和175 ℃下的抗拉强度达到最大,分别为230 MPa和160 MPa.Y、Gd与Ca主要是通过细晶强化、固溶强化和弥散强化提高了镁合金的室温和高温强度.     

Y和Gd含量对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织与性能的影响

活性稀土元素Y在镁合金熔炼过程中极易形成Y2O3夹杂,降低含Y镁合金铸件的合格率,已成为含Y镁合金推广应用的瓶颈之一。以Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金为研究对象,在保持稀土总质量分数不变的前提下,用Gd来部分替代Y,研究了Mg-xGd-(12-x)Y-0.5Zn-0.5Zr(x=9,10,11,12)合金的微观组织与力学性能。结果表明,铸态合金相组成主要为α-Mg基体和(Mg,Zn)_5(Gd,Y)共晶相,经固溶处理后,第二相基本完全固溶,残余第二相粒子为Mg5Gd、Mg3Gd或Mg2Gd相;在225℃下,含Y的镁合金在16h即可达到峰值硬度,而Mg-12Gd-0.5Zn-0.5Zr合金在64h时才达到硬度峰值,且峰值硬度明显低于其他含Y的镁合金;在铸态、固溶态和峰时效态下,Mg-9Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr和Mg-12Gd-0.5Zn-0.5Zr合金的伸长率较低。     

低压铸造Mg-10Gd-3Y-0.7Zr合金的组织及力学性能

采用低压铸造工艺制备了Mg-10Gd-3Y-0.7Zr合金,利用OM、SEM、EDS、DTA等手段研究了合金在热处理前、后的微观组织演变,并对其热处理工艺进行优化,以提高合金的综合力学性能,并结合组织变化分析了合金的热处理强化机制。结果表明,Mg-10Gd-3Y-0.7Zr合金的铸态组织主要由α-Mg初生相和Mg24(Gd,Y)5共晶相组成,且Mg24(Gd,Y)5共晶相呈网状分布在晶界上。热处理后,连续分布的Mg24(Gd,Y)5相消失,主要为α-Mg和颗粒状Mg5(Gd,Y)相。在520℃×14h+230℃×20h热处理效果最佳。经过520℃固溶14h后,合金强度变化不大,但是伸长率由5.5%变为13.4%,提高了144%。230℃时效处理后,合金的综合力学性能优异,抗拉强度和屈服强度达到307.8 MPa和200.4 MPa,伸长率为7.2%,较热处理前分别提高了41%、38%和31%。     

微量Sc对Mg-7Gd-3Y合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和XRD,分析研究了微量Sc对Mg-7Gd-3Y铸态合金组织及其室温和200℃力学性能的影响.结果表明,在合金中加入0.5%的Sc,促进了Mg24(Y,Gd)5和Mg5(Gd,Y)相的析出,降低Gd在Mg24(Y,Gd)5相中的相对含量,合金的室温和200℃时的抗拉强度分别提高了25 MPa和18 MPa;屈服强度分别提高了28 MPa和22MPa;伸长率分别提高了18.3%和37.8%.     

LPSO相增强铸态Mg_(92)Zn_4Y_4和Mg_(92)Zn_4Y_3Gd_1合金组织与性能分析（英文）

采用普通凝固技术制备了含有长周期堆垛有序(long period stacking ordered,LPSO)结构相的Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金。通过OM、SEM、EDS、XRD和TEM分析了合金中各相形貌、微区成分及结构。结果表明:Zn/RE原子比为1的2种铸态镁合金中均存在14H-LPSO结构相;在Mg-Zn-Y合金中添加稀土元素Gd增加了合金的形核质点并促进了长周期堆垛有序结构相的形成,14H-LPSO相体积分数由12.1%增至30.4%;LPSO结构相在高温形成时分割了αMg树枝晶,基体平均晶粒尺寸由50μm降至10μm以下;铸态Mg92Zn4Y4合金的凝固组织为α-Mg固溶体+Mg12Zn Y+Mg3Zn3Y2+Mg-Y;铸态Mg92Zn4Y3Gd1合金的凝固组织主要为α-Mg固溶体+Mg12Zn(Y,Gd)+Mg3Zn3(Y,Gd)2;室温条件下,Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金的压缩率达到12.4%和15.5%,热导率分别为99.233和88.639W·(m·K)-1。     

Ba对AZ91镁合金组织和性能的影响

向AZ91镁合金中加入少量Ba后可以得到一种能直接暴露在大气中浇注的新型镁合金。试验结果表明：少量Ba可以明显提高AZ91合金的室温和高温拉伸强度，尤其是合金高温强度的提高更为明显；但过量Ba却会引起合金力学性能的下降，尤其是合金韧性急剧下降。对试样进行SEM和EDS分析发现，该新型镁合金的显微组织主要由α(Mg)基体、β(Mg17Al12)相和A14Ba相组成。     

Microstructures and Properties of As-Cast Mg92Zn4Y4 and Mg92Zn4Y3Gd1 Alloys with LPSO Phase

采用普通凝固技术制备了含有长周期堆垛有序 (long period stacking ordered, LPSO) 结构相的Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金。通过OM、SEM、EDS、XRD和TEM分析了合金中各相形貌、微区成分及结构。结果表明：Zn/RE原子比为1的2种铸态镁合金中均存在14H-LPSO结构相;在Mg-Zn-Y合金中添加稀土元素Gd增加了合金的形核质点并促进了长周期堆垛有序结构相的形成,14H-LPSO相体积分数由12.1%增至30.4%;LPSO结构相在高温形成时分割了a-Mg树枝晶,基体平均晶粒尺寸由50 μm降至10 μm以下;铸态Mg92Zn4Y4合金的凝固组织为a-Mg固溶体+Mg12ZnY+Mg3Zn3Y2+Mg-Y;铸态Mg92Zn4Y3Gd1合金的凝固组织主要为a-Mg固溶体+Mg12Zn(Y,Gd)+Mg3Zn3(Y,Gd)2;室温条件下,Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金的压缩率达到12.4%和15.5%,热导率分别为99.233和88.639 W·(m·K)-1。     

稀土元素Gd对Mg-Y-Zr合金组织和高温力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、高温力学性能测试等对3种合金的显微组织与力学性能进行了分析,研究了Gd元素对合金显微组织及高温力学性能的影响。稀土元素Gd和Y以Mg5Gd、Mg3Gd和Mg24Y5相存在于铸态组织晶界,这些相均具有很好的耐热性,是主要的强化相。试验合金经挤压+T6时效峰值处理后,合金中会析出弥散强化相β′(cbco)和β(Mg5Gd,fcc),且随Gd含量的提高,弥散析出相增多,在时效过程中形成的析出相对位错运动和变形产生很大的阻力。1#、2#、3#合金在300℃拉伸时强度分别为192.7 MPa、245.3 MPa、252.8 MPa。高温力学性能测试表明,Gd元素添加量的增加,使合金高温抗拉强度得到了较大提高。     

Gd对Mg9AlZnY镁合金消失模组织和性能的影响

在Mg9AlZnY合金基础上添加不同含量Gd元素,采用消失模铸造成形,研究其组织性能变化。结果发现,随着Gd含量的增加,Mg9AlZnY合金中的β-Mg17Al12相形成数量显著减少,并由连续网状结构转变为断续状和颗粒状结构。含Gd的Mg9AlZnY合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相和分布在α-Mg晶界的少量棒状Al2Y相和块状Al2Gd相组成。Al2Y和Al2Gd相热稳定性好,在高温下对晶界具有钉扎作用,防止晶界滑移,提高了晶界的高温强度。当Gd含量在0.9%(质量分数)左右时,经T6热处理后室温的抗拉强度为235MPa,200℃高温抗拉强度为156MPa,分别比Mg9AlZnY合金提高了11.9%和28.9%。     

钇对AZ91镁合金组织和力学性能的影响

研究了Y对AZ91镁合金组织和性能的影响.试验结果显示:Mg-7.5%Al-0.7%Zn-0.15%Mn-xY铸造镁合金的显微组织主要由α(Mg)基体、β(Mg17Al12)相、λ(Al2Y)相组成.一定量的Y能明显改善合金的组织,有效提高合金的室温和高温力学性能.过量的Y则使合金组织粗大,降低合金的力学性能.     

含W相Mg-Zn-Zr-Y合金组织和高温力学性能研究

对Mg-5.13Zn-4.02Y-0.54Zr(wt%)合金的组织、室温和高温力学性能进行研究。结果表明,添加合金元素Y,引入了大量三元化合物Mg3Y2Zn3(W相);W相在热挤压过程中碎化,弥散分布于合金内,使挤压态合金获得晶粒尺寸为2～3μm的细晶组织,极大提高了合金力学性能;该合金在25、150和200℃时的屈服强度分别达到310、250和237 MPa,明显优于WE54等商用耐热镁合金的高温力学性能,表明W相能有效提高镁合金的高温力学性能。     

汽车用钇改性镁合金的立式离心铸造工艺研究

采用立式离心铸造法制备了汽车用ZK20-0.3Y新型镁合金,并进行了显微组织、物相组成、微区成分和力学性能的测试与分析。结果表明,该合金由基体α-Mg相和少量的Mg3Y2Zn3相组成,具有较细小的组织和较佳的力学性能,平均室温屈服强度为112.33 MPa、平均室温抗拉强度为217.67 MPa、平均室温伸长率为25.27%、平均0℃冲击吸收功为67.67 J。     

Gd含量对Mg-Gd-Sm-Zr合金组织和性能影响

通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及室温到300℃的拉伸试验,研究了Mg-(6,9,12,15)Gd-1Sm-0.5Zr镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:时效态Mg-Gd-Sm-Zr系镁合金由α-Mg基体和Mg5Gd相组成。适量Gd元素的添加能够细化合金组织、提高合金室温和高温的力学性能。在Gd含量达到和超过9 mass%后,合金出现抗拉强度反常温度效应,本文初步探讨了出现这种现象的微观机理。合金伸长率在200℃以下时,随Gd添加量的增加而减小;超过200℃后,伸长率随Gd添加量的增大而增大。     

数控机床散热柜用新型镁合金的制备研究

采用机械振动辅助浇注法制备了数控机床散热柜用新型Mg-Al-Zn-Ce-Sc镁合金,并进行了化学成分、显微组织、XRD、DSC、导热性能和抗热疲劳性能的测试与分析。结果表明,采用机械振动辅助浇注能够使Mg-Al-Zn-Ce-Sc镁合金的组织细小、导热性能和抗热疲劳性能较好。合金主要由α-Mg基体相和少量的Mg17Al12相、Al13Ce3相组成。与商用AZ31镁合金相比,机械振动辅助浇注制备的新型镁合金50℃时的热导率增加27.63%、200℃时的热导率增加64.29%。     

稀土镁合金铸造和挤压态组织及力学性能研究

制备了3种不同成分的镁-稀土合金,研究稀土(RE)元素铈(Ce)、钕(Nd)和钇(Y)对镁合金铸态组织、力学性能尤其是高温力学性能的影响.采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)仪等对3种镁-稀土合金组织及相组成进行了分析.稀土元素与镁形成的镁-稀土相分别为Mg12Ce、Mg17Ce2、Mg12Nd、Mg24Y5、Mg41Nd5,主要分布在铸态组织晶界.对3种合金的铸态试样进行了室温力学性能及高温力学性能试验,并与挤压态比较,结果显示:在镁合金中,Nd的强化作用优于Ce,在高温时,Nd和Y共同强化作用优于Nd.     

高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的微观组织和力学性能

通过金属模铸、热挤压和时效处理(T5)工艺过程制备出高强Mg-7Gd-4Y-1.6Zn-0.5Zr合金,并利用光学显微镜、XRD、SEM及TEM分析研究Mg合金不同状态下的显微组织和力学性能。结果表明:Mg-7Gd-4Y-1.6Zn-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的片层状第二相Mg12Zn(Gd,Y)组成,经过热挤压变形后,合金晶粒显著细化,时效处理过程中Mg12Zn(Gd,Y)相上析出少量细小的颗粒状Mg3Zn3(Gd,Y)2相。时效态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到446 MPa、399 MPa和6.1%,其强化方式主要为细晶强化和第二相强化。     

超声对电子元件用低温钎焊合金组织与性能的影响

分别采用常规浇注和超声振动辅助浇注制备了电子元件用低温钎焊Sn-58Bi合金,并对其进行了显微组织、微区成分、可焊性以及不同温度下力学性能的测试与分析。结果表明,超声振动辅助浇注法可以显著提高合金的力学性能和可焊性。与常规浇注相比,超声振动辅助浇注可使合金在-40℃、25℃和150℃时抗拉强度分别提高70%、72%、80%,并使润湿时间减少43%、最大润湿力增大36%。