Mg-9Li-0.5Ca双相合金中共晶组织的形成及力学行为

在Mg-9Li双相合金中添加0.5%(质量分数,下同)Ca元素,通过磁悬浮熔炼及铜模吸铸方法熔炼制备了共晶型Mg-9Li-0.5Ca合金。组织观察表明,常规Mg-9Li双相合金中形成的α-Mg相为粗大短板条状,取向随机、均匀无序分布于β-Li基体中。而Mg-9Li-0.5Ca合金中形成了棒状交替排列的(α-Mg+β-Li)共晶团组织,在共晶团内,α-Mg相呈长纤维状(长宽比约为100)、并以一定取向定向排列;相比于Mg-9Li合金,共晶a-Mg相纤维间距及纤维直径显著减小、组织明显细化,a-Mg相体积分数显著增加;同时,大量纳米、亚微米级Mg_2Ca颗粒均匀弥散分布于α-Mg、β-Li晶粒内及两相界面上。由此导致具有该共晶组织的Mg-9Li-0.5Ca合金相比于Mg-9Li合金力学性能显著增加,室温拉伸屈服强度提高3%、抗拉强度提高3.5%,伸长率提高50%。分析表明,微量Ca元素的添加和铜模吸铸产生的较快的冷却速度,诱发Mg-9Li双相中细小(α-Mg+β-Li)共晶组织的形成,显著提高力学性能。     

Mg-9Li双相合金中共晶组织的形成及力学反应

在Mg-9Li双相合金中添加0.5wt.% Ca元素,通过磁悬浮熔炼及铜模吸铸方法熔炼制备了共晶型Mg-9Li-0.5Ca合金。组织观察表明,常规Mg-9Li双相合金中形成的?-Mg相为粗大短板条状,取向随机、均匀无序分布于?-Li 基体中。而Mg-9Li-0.5Ca合金中形成了棒状交替排列的（?-Mg ?-Li）共晶团组织,在共晶团内?-Mg相呈长纤维状（长径比~100）、并以一定取向定向排列;相比于Mg-9Li合金,共晶?-Mg相纤维间距及纤维直径显著减小、组织明显细化,?-Mg相体积分数显著增加;同时,大量纳米、亚微米级Mg2Ca颗粒均匀弥散分布于?-Mg、?-Li晶粒内及两相界面上。由此导致具有该共晶组织的Mg-9Li-0.5Ca合金相比于Mg-9Li合金室温拉伸屈服强度提高3%、抗拉强度提高3.5%,伸长率提高50%,力学性能显著增加。分析表明,微量Ca元素的添加和铜模吸铸产生的较快的冷却速度,诱发Mg-9Li双相中细小（?-Mg ?-Li）共晶组织的形成,显著提高力学性能。     

Mg-9Li-3.57Al-0.5Si-0.25Ca合金的组织转变与力学性能

为了提高镁锂合金的强度,采用普通重力铸造法制备了Mg-9Li-3.57Al-0.5Si-0.25Ca合金,考察该合金经均匀化热处理及轧制变形后的微观组织演变及力学行为变化。结果表明,铸态Mg-9Li-3.57Al-0.5Si-0.25Ca合金主要由β-Li基体、α-Mg相、以及分布于α-Mg/β-Li相界、基体的AlLi大颗粒,少量的Mg Li2Al、Mg_2Si和(Mg,Al)_2Ca相组成。合金经不同时间均匀化处理后,β-Li基体及界面处的AlLi大颗粒溶解,而在α-Mg相内析出纳米AlLi颗粒、并逐步长大;同时长条状α-Mg相从β-Li基体中析出并逐步合并长大。再经热轧后,α-Mg相拉长细化;α-Mg相内、相界面处大量AlLi相回溶,消除了界面处大颗粒聚集分布状态;同时在α-Mg相、β-Li基体内形成高密度均匀弥散分布的纳米颗粒强化相,合金得到了有效强化。热轧合金的力学性能大幅度提高,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别达到216 MPa、164 MPa和9.51%。     

Ca对Mg-9Li-0.5(Al-12.6Si)合金的组织及力学性能的影响

采用普通重力铸造法制备了Mg-9Li-x Ca-0.5(Al-12.6Si)(x=0,0.25,0.5,1.0wt%)合金,研究了不同Ca含量对铸态Mg-9Li-0.5(Al-12.6Si)合金微观组织演变和力学性能的影响,分析了组织转变与力学行为之间的关系。结果表明,随着Ca含量的增加,Mg-9Li-0.5(Al-12.6Si)合金中的α-Mg相被细化,呈长条状,最后又长大;合金中存在一定数量的长径比高达5.06的长条状α-Mg相及颗粒相均匀弥散分布于β-Li基体和晶界上,其成分主要为Mg_2Ca、Mg_2Si。当含0.5wt%Ca时,合金的抗拉强度为134 MPa,伸长率为30.6%。     

铸态及挤压态Mg-11Li-3Al-xZr合金的组织及性能

通过真空感应熔炼及挤压变形制备了铸态及挤压态的Mg-11Li-3Al-xZr(x=0、0.1)合金,采用OM、XRD、SEM、EDS观察并分析了合金的显微组织,测试了不同状态合金的力学性能。结果表明,Mg-11Li-3Al-xZr合金均含有β-Li、α-Mg、θ-MgLi_2Al、AlLi相,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金中还存在Al_3Zr相。铸态合金晶粒粗大,挤压变形过程中发生动态再结晶使晶粒细化。Zr的添加能明显细化晶粒,尤其在挤压后Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金晶粒尺寸仅为Mg-11Li-3Al合金的1/4左右。铸态时两种合金力学性能相近,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金伸长率略低;挤压变形后两种合金伸长率较高,而且由于加工硬化和细晶强化作用,强度明显提高,Mg-11Li-3Al-0.1Zr合金的强度达到194 MPa,较铸态提高32.8%。     

Microstructure and Mechanical Properties of Superlight Mg-Li-Al-Zn Wrought Alloy

采用光学显微镜,SEM扫描电镜,XRD以及力学性能测试等手段,对比研究了Mg-7Li-3Zn,Mg-7Li-3Al和Mg-7Li-1.5Al-1.5Zn的合金组织,力学性能以及断裂机制。结果表明:Zn和Al主要以固溶形式存在于Mg-Li合金中,但仍有少量Al与Mg会形成中间相以颗粒状弥散分布在α-Mg的晶界处和β-Li的基体中。三类合金经过挤压变形后,组织得到细化,回复再结晶现象明显,力学性能发生明显改善。其中Mg-7Li-3Al的抗拉强度和最大延伸率达到最高,分别为239 MPa和27%,比铸态下分别提高34%和93%。     

超轻Mg-Li-Al-Zn变型合金的组织及力学性能(英文)

采用光学显微镜,SEM扫描电镜,XRD以及力学性能测试等手段,对比研究了Mg-7Li-3Zn,Mg-7Li-3Al和Mg-7Li-1.5Al-1.5Zn的合金组织,力学性能以及断裂机制。结果表明:Zn和Al主要以固溶形式存在于Mg-Li合金中,但仍有少量Al与Mg会形成中间相以颗粒状弥散分布在α-Mg的晶界处和β-Li的基体中。三类合金经过挤压变形后,组织得到细化,回复再结晶现象明显,力学性能发生明显改善。其中Mg-7Li-3Al的抗拉强度和最大延伸率达到最高,分别为239 MPa和27%,比铸态下分别提高34%和93%。     

添加Sn和Y元素改善双相Mg-9Li-3Al合金的力学性能（英文）

为提高Mg-9Li-3Al双相镁合金的力学性能,向其中添加Sn和Y元素。通过金相显微镜观察、扫描电镜分析、X射线测试及拉伸试验分析研究Sn和Y元素对Mg-9Li-3Al合金显微组织演变和力学性能的影响。研究结果表明,Sn元素添加改变了块状初生α-Mg的形貌,使其呈板条状;Y元素添加使合金中α-Mg相呈现块状和板条状两种形态。铸态Mg-9Li-3Al-1Sn-1Y合金的屈服强度约为118 MPa,抗拉强度为148 MPa,断裂伸长率约为21%。在MLi_2Sn和Al_2Y金属间化合物的共同作用下,添加Sn和Y元素的Mg-9Li-3Al合金的强度和伸长率获得提升。     

混合稀土对超轻Mg-Li合金微观组织和力学性能的影响

本文研究了La/Ce混合稀土对Mg-9Li-3Al-xRE(x=0、0.5、1、1.5、2 w.%)合金微观组织和力学性能的影响。在加入混合稀土的铸态合金中,形成了Al4RE相,并且Mg17Al12相的含量和α-Mg相的体积分数均被减少。此外,细化了α-Mg相并提高了合金的力学性能。但是,随着La/Ce混合稀土含量的增加,Al4RE相的尺寸增大,降低了合金的力学性能。在加入混合稀土的挤压态合金中,合金中Al4RE相挤压破碎至1-3μm,分布于β-Li基体中和α/β相之间。Mg-9Li-3Al-1.5RE合金获得最好的机械性能,最大抗拉强度和延伸率分别为228.3Mpa和20.8%,同铸态Mg-9Li-3Al相比分别提高了88.6%和197.4%。     

Ca和Mn微合金化对Mg-14Li-3Al-0.5Y合金微观组织和力学性能的影响

通过在强度较高而塑性不足的Mg-14Li-3Al-0.5Y合金基础上分别添加微量Ca、Mn元素,以研究Ca和Mn微合金化对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果发现,添加微量Ca使合金中生成了分布于β-Li晶界的半连续网状Al_2Ca相,消耗了具有固溶强化效果的Al元素,β-Li显著细化。微量Mn的加入使合金中生成了弥散分布于β-Li基体的含Mn相和Al_2Mn_3相,显著抑制了β-Li的长大。开发了具有超低密度(1.36 g/cm~3)、高伸长率(11%)的新型Mg-14Li-3Al-0.5Y-0.2Mn合金,其屈服强度和抗拉强度分别达到144 MPa和175.5 MPa。     

Zn及固溶时效对Mg-4Al-2Ca合金组织和性能的影响

通过Mg-4Al-2Ca-xZn系镁合金的设计,研究添加不同含量的Zn对合金微观组织及力学性能的影响。分析得出,铸态Mg-4Al-2Ca合金组织主要由α-Mg、β-Mg17Al12相和少量Al2Ca相组成;当合金中添加2%、4%和6%的Zn后,随着Zn含量的增加合,金的初生相α-Mg变化明显,合金组织中Al2Ca相增加,形成了Mg32(Al,Zn)49相、MgZn相和少量Mg5Zn2Al2化合物;在Zn含量为6%时,合金的初生相α-Mg细化明显,且具有等轴状形态。在时效时间相同的情况下,Zn元素的增加使α-Mg相细化,在相界处析出相减少。经过340℃保温20 h固溶后,在180℃进行一系列的时效处理结果的分析表明,时效72 h时,Mg-4Al-2Ca-xZn(x=0,2,4,6)合金的硬度都达到最大值,分别为72.9、75.1、80.7和83.9 HB,硬度值随Zn含量的增加而增大。     

Mg-9Li-5Gd-1Zr合金的组织转变及力学性能

采用常规熔炼工艺制备Mg-9Li-5Gd-1Zr合金,考察了合金元素、均匀化热处理及ECAP挤压对Mg-9Li双相合金组织转变与力学性能的影响.结果表明,合金元素Gd和Zr能显著细化Mg-9Li双相合金中的α-Mg相,使其成为细小的条状,并均匀分布于基体中;与形成的具有取向分布的针状Mg3Gd对铸态合金起主要强化作用.均匀化热处理使β-Li基体晶粒明显长大;β-Li基体内的针状Mg3Gd相发生部分溶解、数量急剧减少;条状α-Mg相沿晶界偏聚长大,形成块状;合金强度较铸态略有下降,伸长率显著提高.ECAP一道次挤压在细化基体组织,改善组织均匀性的同时,导致均匀化处理合金中条状α-Mg相和针状Mg3Gd相破碎细化,诱导回溶的Mg3Gd相沿流变方向再次析出,合金较均匀化处理的强度、塑性均有所下降.     

固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金组织和性能的影响

为进一步提高Mg-Gd系合金的力学性能，同时降低其密度和成本，向Mg-10Gd合金中复合添加了2%(质量分数)的Al和Ca,研究了固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，复合添加Al和Ca后，α-Mg由粗大的枝状晶转变为细小的等轴晶。固溶处理后，(Mg, Al)₃Gd相发生部分溶解，形貌由鱼骨状或花瓣状转变为颗粒状，部分α-Mg晶内析出相互平行排列的短棒状二次增强相，由于Al₂Gd相在晶界的钉扎作用，晶粒没有发生明显的粗化。固溶态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率较铸态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金分别提高了16.7%、21.9%、19.7%和54.7%。铸态和固溶态的Mg-10Gd-1Al-1Ca合金力学性能均优于Mg-10Gd合金。     

Mg-10Sr-xCa(x=0,0.5,1.0,1.5)中间合金对ZA125合金显微组织及力学性能的影响

研究了ZA125合金中添加Mg-10Sr-xCa(x=0,0.5,1.0,1.5)中间合金改善其显微组织和力学性能。结果表明,Mg-10Sr中间合金的组织由α-Mg和Mg17Sr2相组成,加入Ca元素之后形成了Mg2Ca相,并且Mg17Sr2相的热稳定性降低;当Sr添加量为0.5%时,加入Mg-10Sr-xCa中间合金可改善ZA125合金的显微组织和提高其常温力学性能,并且随中间合金中Ca元素的增加,合金力学性能逐渐升高。     

Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能（英文）

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag (质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

Ca对Mg-8Al镁合金显微组织和力学性能的影响

对Mg-8Al合金加不同含量Ca后的镁合金显微组织进行观察,结合XRD、EDS能谱分析,研究了Ca合金化对Mg-8Al合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-8Al合金通过Ca合金化后,铸态显微组织得以细化,共晶β-Mg17Al12相变得断续、细小;合金组织中有新相Mg2Ca形成,由于Ca原子与Mg原子的置换作用,使β-Mg17Al12相中也存在Ca元素;合金化后的组织综合力学性能有所提升,尤以Mg-8Al-0.5Ca合金性能最优,这较合金化前有大幅提高。     

Al和Li含量不同的时效态Mg-Gd-Zn-Zr-Ag合金的组织和力学性能

研究了铝和锂元素含量不同的Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag(质量分数,%)合金经T6热处理后的组织演变和力学性能。结果表明,T6热处理后,有新的Mg3Gd颗粒从Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中析出,且Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的大多数Al2Li3相变得更细小,分布更均匀。时效态Mg-12Gd-4Al-3Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag和Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金中的晶粒尺寸和c/a比值相比时效态Mg-12Gd-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金有显著的减小,这有利于提高抗拉强度和塑性。时效态Mg-12Gd-6Al-5Li-1Zn-0.5Zr-0.5Ag合金具有最佳的抗拉强度、弹性模量和塑性匹配,其抗拉强度为210 MPa,弹性模量为50.7 GPa,延性率为24.8%。     

钕含量对Mg-8Al-0.5Ca合金组织和性能的影响

以Mg-8Al-0.5Ca合金为研究对象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪及能谱分析仪等测量手段分析钕对合金组织和性能的影响。结果表明:经过钕变质后,合金组织中会析出Al11Nd3、Mg2Ca和β-Mg17Al12,显微组织得到细化和改善。当钕的添加量为0.6%时,组织中可以明显观察到短条状β-Mg17Al12和细针状Al11Nd3,此时合金的力学性能最佳。     

钕含量对Mg-8Al-0.5Ca合金组织和性能的影响

以Mg-8Al-0.5Ca合金为研究对象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪及能谱分析仪等测量手段分析钕对合金组织和性能的影响。结果表明:经过钕变质后,合金组织中会析出Al11Nd3、Mg2Ca和β-Mg17Al12,显微组织得到细化和改善。当钕的添加量为0.6%时,组织中可以明显观察到短条状β-Mg17Al12和细针状Al11Nd3,此时合金的力学性能最佳。     

Y对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响

采用真空感应熔炼技术制备了Mg-8Li-3Al-xY（x=0.5,1.0,3.0）合金。研究稀土Y对Mg-8Li-3Al合金组织和性能的影响。结果表明：在Mg-8Li-3Al合金中加入稀土Y,α（Mg）相被明显细化和球化,合金中生成了Al2Y相,添加w（Y）=0.5%-1%后,合金强度得到提高。