Si对原位自生Mg2Si/AM60复合材料组织及性能的影响

采用原位合成技术制备Mg2Si/AM60复合材料,研究不同Si含量对其组织及性能的影响.结果表明:镁合金中加入结晶Si后,出现短棒状及中国汉字状的Mg2Si相;当Si含量较高时,中国汉字状的Mg2Si相消失,变成不规则的块状.制备过程中对复合材料进行机械搅拌,Mg2Si相的分布较未搅拌更加均匀、弥散.复合材料的抗拉强度、硬度随Si含量的增加呈上升趋势,延伸率则下降.当Si量为1.0%(质量分数,下同)时,强度较基体提高12%,含量为5%时,硬度较基体提高48.6%.     

Ca对原位自生Mg2Si/ZM5复合材料组织与性能的影响

通过真空感应炉中氩气保护,在ZM5熔体中加入Si获得原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料.采用金相显微镜、环境扫描电镜、拉伸实验等研究了Ca对该材料组织与性能的影响规律.结果表明:Ca的加入改变了Mg2Si/ZM5复合材料中Mg2Si相的形貌,使其从不规则的汉字状变成较细小的多角形,从而改善了材料的力学性能;当加入0.05?(质量分数)时,复合材料的室温力学性能最好,屈服强度提高了10.4%,延伸率提高了52.4%;在200℃高温下,当含Ca0.05%～0.10%(质量分数)时其屈服强度和延伸率最好,分别提高了30.1%和92.3%.     

热处理对原位自生VCp/Fe复合材料组织和性能的影响

通过原位反应法制备了VCp/Fe复合材料,研究了热处理对其组织和性能的影响.结果表明,热处理可以改变复合材料的基体组织,得到珠光体、马氏体等不同组织,进而提高其硬度并改善韧性,保温时间对材料的性能有一定影响,调质处理得到最佳的强韧性配合.热处理对复合材料中的初始VC颗粒的形貌、分布、大小等没有明显的影响,但热处理过程中有二次VC颗粒的析出,对提高复合材料的增强效果有一定作用.     

原位反应自生MgO/Mg2Si增强镁基复合材料的热力学和动力学研究

对SiO2与Mg反应的热力学分析计算，在Mg的熔化温度范围内，Mg与SiO2反应生成MgO和Mg2Si。通过真空感应炉中氩气保护，在纯Mg熔体中加入SiO2原位反应自生MgO／Mg2Si增强镁基复合材料，并采用XRD、OM、ESEM、EDAX等对反应生成相的种类、形态、大小和分布等进行研究。结果表明：800℃在Mg中加入SiO2可原位反应生成Mg2Si和MgO增强相，Mg2Si为多角形和细条状，在Mg基体中分布均匀；MgO为细小的粒子状，在熔体中分布不均匀，大多则是聚集在坩蜗底部；机械搅拌可有效削弱反应添加物SiO2的动力学沉降过程，改善原住反应的动力学条件，促使反应生成的MgO在熔体中分布均匀.初步建立起SiO2与Mg反应的宏观动力学模型。     

热处理对原位自生VCp/Fe复合材料组织和性能的影响

通过原位反应法制备了VCp/Fe复合材料,研究了热处理对其组织和性能的影响.结果表明,热处理可以改变复合材料的基体组织,得到珠光体、马氏体等不同组织,进而提高其硬度并改善韧性,保温时间对材料的性能有一定影响,调质处理得到最佳的强韧性配合.热处理对复合材料中的初始VC颗粒的形貌、分布、大小等没有明显的影响,但热处理过程中有二次VC颗粒的析出,对提高复合材料的增强效果有一定作用.     

不同Mg、Si含量的原位自生Mg2Si/Al基复合材料凝固组织的研究

普通重力铸造法制备了原位自生Mg2Si/Al基复合材料,研究了Mg、Si加入量及热处理对变质处理后的Mg2Si/Al基复合材料的组织影响.结果表明稀土与锶盐混合变质剂对Mg2Si/Al体系中初生α-A1变质效果好,但对共晶α-A1不明显;含较多过量Si的亚共晶组成Al-Mg2Si铸态组织中,共晶Mg2Si位于晶界处并呈不完整汉字状,而含Si量少的近共晶组成Al-Mg2Si的凝固组织中的二元共晶Mg2Si长成完整分枝多的汉字状,并为α-Al所包围;热处理使三元共晶Mg2Si细化为点状,使二元共晶Mg2Si转变为细小的点状或棒状,也使高熔点初生Mg2Si产生一定的熔细现象,颗粒尺寸从约15 μm降至8 μm左右.     

原位自生Mg2Si／Al基复合材料的制备及其生长机制探讨

采用ZEISS Axioskop2光学显微镜研究手段,对自生Mg2Si增强A国-20%Si合金的显微组织进行了分析.试验结果表明:Mg含量为8%时,Mg2Si增强相的显微组织多为不规则大尺寸的块状;Mg含量为6%时,Mg2Si增强相初生Mg2Si的生成量有些减少,并由不规则大尺寸的块状向汉字状或纤维状开始转变;Mg含量为4%时,Mg2Si显微组织呈完整发达的汉字状、树枝状,即获得了原位自生Mg2Si增强Al-20%Si合金复合材料的理想组织.最后探讨了Mg2Si相的生长机制.     

不同Mg、Si含量的原位自生Mg_2Si/A1基复合材料凝固组织的研究

普通重力铸造法制备了原位自生Mg2Si/Al基复合材料,研究了Mg、Si加入量及热处理对变质处理后的Mg2Si/Al基复合材料的组织影响。结果表明：稀土与锶盐混合变质剂对Mg2Si/Al体系中初生-αA1变质效果好,但对共晶-αA1不明显;含较多过量Si的亚共晶组成Al-Mg2Si铸态组织中,共晶Mg2Si位于晶界处并呈不完整汉字状,而含Si量少的近共晶组成Al-Mg2Si的凝固组织中的二元共晶Mg2Si长成完整分枝多的汉字状,并为-αA1所包围;热处理使三元共晶Mg2Si细化为点状,使二元共晶Mg2Si转变为细小的点状或棒状,也使高熔点初生Mg2Si产生一定的熔细现象,颗粒尺寸从约15μm降至8μm左右。     

稀土锶盐混合变质及热处理对原位复合Al/Mg2Si/Si材料组织的影响

利用普通重力铸造方法,制备了原位自生Al/Mg2Si/Si复合材料,研究了稀土与锶盐对材料的变质的影响及热处理对材料组织的影响。结果表明:随冷却速度的减慢,稀土与锶盐对材料的变质会减弱,自生复合材料中Mg2Si的生成量增多,形貌由细小的不连续的断网状向粗大的骨骼状或短片状转变;共晶硅则变为较粗大的棒片状;初生-αA1生成量增多,晶粒形貌由球状或近似球状向不规则形状转变;在较快冷速下,材料中过量的Si会抑制Mg、Si元素的扩散,降低共晶Mg2Si相的析出总量;热处理可使自生复合材料组织中共晶硅变成细小颗粒状,断网状的共晶Mg2Si变为细小的棒状甚至颗粒状。     

自生Mg2Si颗粒增强Al基复合材料的组织细化

研究了Sr以及Ce-Sr复合添加剂对Al/Mg2Si/Si自生复合材料凝固组织的影响规律.当Ce、Sr的加入量分别为1.0%和0.7%(质量分数)时,Mg2Si增强体以细小短棒状形态出现,其平均粒径为12μm,这比未经细化处理的Mg2Si增强体的平均粒径降低52%.同时,单位面积Mg2Si晶粒平均数量为未经细化处理时的4～6倍.单独加入Sr时,复合材料的组织细化则不如Ce-Sr复合处理时的稳定.对相关机制的研究表明,上述细化元素对Mg、Si原子在合金熔体中扩散的不同程度的抑制是微观组织得以细化的根本原因.     

超声化学原位合成Mg_2Si/AM60复合材料力学性能及微观组织

通过超声化学原位合成的方法制备了Mg2Si/AM60镁基复合材料,并且通过显微(OM)分析及拉伸实验,对在不同超声功率及超声时间的复合材料进行对比。结果表明,在超声功率为600W、超声作用时间为30min时,其抗拉强度达到了190.1MPa,较未施加超声原位的复合材料抗拉强度提高了11.2%。生成的增强相颗粒也由原先的汉字状和块状转变为颗粒状及破碎树枝状,并且周边钝圆,无尖锐棱角出现。     

Influence of high intensity ultrasonic vibration on microstructure of in-situ synthesized Mg2Si/Mg composites

Coarse and agglomerated primary Mg2Si phase in in-situ synthesized Mg2Si/Mg composite with 4%Si was treated in remelting process by means of high intensity ultrasonic vibration. The effects of ultrasonic vibration duration and temperature on size, morphology and distribution of the primary Mg2Si were studied. The evolution mechanism was discussed. The microstructures of the composites were investigated by means of optical microscopy （OM） and scanning electronic, microscopy （SEM）. The components were inspected with energy dispersion spectrum （EDS） and X-ray diffraction （XRD）. The results indicate that ultrasonic vibration does not alter two constituents of the composites, but changes the size and distribution of aggregated primary Mg2Si particles. The size of primary Mg2Si particles decreases with the increase of vibration duration and vibrating temperature. High intensity ultrasonic has little effects on the primary Mg2Si morphology. The high intensity ultrasonic vibration is an effective means to prepare well-proportioned in-situ synthesized magnesium matrix composites.     

热处理对WCp/B4Cp/6063Al复合材料组织与力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了WC_p/B₄C_p/6063Al复合材料,通过SEM和TEM对复合材料的显微组织进行了表征,研究了热处理工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,热处理能使复合材料的拉伸强度明显增加,与T4热处理相比,T6热处理能使复合材料获得更大的拉伸强度,但材料的伸长率和冲击韧度要小于T4态的。热处理后复合材料的断裂形貌表现为基体合金的韧性断裂、基体和颗粒间的界面脱粘和颗粒断裂现象。热处理后复合材料出现了新的析出相,这有助于提高复合材料的拉伸强度。     

固溶处理对原位合成Mg_2Si/AZ91D复合材料组织及性能的影响

研究固溶处理对Mg-SiO2体系原位合成制备的Mg2Si/AZ91D复合材料的组织和性能的影响。结果表明：AZ91D镁合金在加入SiO2（其中Si占合金质量的1.5%）后,出现了粗大的汉字状Mg2Si相,固溶处理改变了Mg2Si相的形貌与分布,并使β-Mg17Al12相溶入到基体中;随着固溶时间的增加,汉字状的Mg2Si相熔断、球化,在420℃保温16h时Mg2Si相最为细小、弥散;固溶处理后复合材料的抗拉强度增加了14.9%,伸长率增加了38.9%。固溶处理时在Mg2Si/Mg界面间的界面张力作用下,Mg2Si相不断熔断、聚集、扩散,最终获得球化的Mg2Si相。     

热处理温度对Ni-W-P/TiO2复合镀层微观结构及性能的影响

采用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂复合镀层,基于差示扫描量热法(DSC)结果,确定了复合镀层热处理温度范围为350~550℃。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度测试仪、滑动磨损试验机和电化学工作站等研究了热处理温度对Ni-W-P/TiO₂复合镀层的形貌、组织结构、耐磨性与耐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层表面变得平整且致密,但热处理温度超过450℃时,镀层表面晶粒变得粗大;截面形貌观察发现,复合镀层与基体结合良好,无明显裂纹;随着热处理温度升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层由非晶态结构向晶态结构转变,在450℃热处理后镀层析出Ni₃P相,此时镀层的显微硬度最大(849.1 HV0.1),平均摩擦系数最小(0.069),磨损速率最低(0.138 mg/min);在400℃热处理后镀层的耐蚀性最好,高于400℃热处理后,镀层的耐蚀性有所下降。     

熔体热速处理对铸造Mg合金组织和力学性能的影响

研究了熔体过热和热速处理对AZ91铸造Mg Al Zn合金组织和力学性能的影响。在含有Mn和钢坩埚内壁未刷有涂料的前提下 ,熔体温度 (82 0℃ )不够高时 ,会引起晶粒的粗化 ;熔体温度 (870℃ )足够高时 ,镁合金结晶晶核的增加引起了基体组织的细化 ,同时组织中的γ强化相比未高温过热时弥散、均匀 ;热速处理后组织部分保留了高温过热时的特性 ,从而使镁合金的力学性能和铸件质量得到提高。