不同合金元素对Mg15Al镁合金显微组织与腐蚀性能的影响

研究了Zn、Si、Nd三种元素对Mg15Al镁合金微观组织和腐蚀性能的影响,通过金相显微镜和XRD分析了Mg15Al-X合金的显微组织。结果表明:三种元素都能使Mg15Al合金的晶粒细化,Nd的细化效果最好。Mg15Al-1Zn中不出现新相,但是Zn的加入可促进β相的形成,而Mg15Al-1Si和Mg15Al-1.5Nd中分别出现了汉字状或块状新相Mg2Si和针状新相Al11Nd3,促使β相成均匀连续网状结构。添加Si元素,增加了β相含量,Mg2Si相与β相形成屏障保护α-Mg基体;添加Nd元素,β相含量减少,抑制了α-Mg基体与β相之间的微电偶腐蚀,从而提高了Mg15Al合金的耐腐蚀性。     

Mg-x％Zn-(Al)合金显微组织及力学性能

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能力学试验机研究了Mg-x％Zn(5、7、9、15和20％)二元合金和Mg-7Zn-4Al合金的显微组织及力学性能.结果表明:Mg-Zn合金铸态显微组织主要由α-Mg和沿晶界分布的Mg7Zn3共晶相组成.随着Zn含量的增加,Mg-Zn二元合金的抗拉强度呈先上升后下降的趋势,而伸长率呈逐渐下降的趋势.当Zn含量为7％时,合金的抗拉强度达到最大,为213.3 MPa;当Zn含量高于9％后,合金的抗拉强度和伸长率急剧下降.在Mg-7Zn基体合金中添加4％Al后,合金的显微组织主要由oα-Mg和Mg32(Al,Zn)49三元共晶相组成.合金的铸态力学性能相对于基体有所下降,但是热处理后抗拉强度得到显著提高,为305 MPa,相对铸态提高了57.8％.Mg-Zn合金中添加A1元素有利于合金的热处理强化.     

Zn对铸态及ECAP态Mg15Al合金组织与性能的影响

采用XRD、SEM、EDS和拉伸试验,研究添加Zn元素前后铸态和等通道转角挤压(ECAP)态Mg15Al高铝镁合金的组织和力学性能。结果表明,Zn添加到Mg15Al合金中,主要固溶于β-Mg17Al12相,不生成新相。能够促进铸态Mg15Al合金中α-Mg晶粒细化,使β-Mg17Al12相质量分数增加,以及网状化加剧;使ECAP挤压后Mg15Al-1Zn合金中α-Mg基体晶粒平均尺寸由ECAP态Mg15Al合金的11.3μm减少到8.73μm,促进了β-Mg17Al12相的碎化和均匀分布;ECAP挤压能显著提高Mg15Al-1Zn和Mg15Al合金的综合力学性能,ECAP态Mg15Al-1Zn合金的抗拉强度较铸态合金提高了86%,ECAP态Mg15Al合金抗拉强度较铸态提高了60%,而且在屈服强度和塑性变化不大的情况下,ECAP态Mg15Al-1Zn合金比ECAP态Mg15Al合金室温抗拉强度提高了61.8MPa。说明Zn元素添加,能促进ECAP挤压对Mg15Al合金的晶粒细化效果,提高合金的综合力学性能。     

锶、钕对Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金微观组织和力学性能的影响

当镁合金中添加含量较高的Si时,会形成大量粗大汉字状的Mg2Si,严重影响合金的力学性能。通过Sr和Nd及其复合添加细化Mg-9Al-1Si-0.3Zn合金中粗大的Mg2Si,研究添加元素对合金微观组织和室温力学性能的影响,分析了Sr和Nd对Mg2Si的细化机制。结果表明,随着Sr的加入,汉字状Mg2Si的形貌得到改善,形成了均匀的多边形块状;当Sr添加到0.16%(质量分数,下同)时,Mg2Si得到了完全的细化。当同时添加Nd和Sr元素时,合金中出现新的以Mg,Al,Nd和Si形成的物相;随着Nd的增加,这种新的物相增多,这种化合物提供了Mg2Si相细化的异质核心。在Sr和Nd的复合作用下,汉字状Mg2Si被细化,合金的力学性能得到改善。     

Si含量对Mg-5Sn-1.5Al-1.2Zn合金组织性能的影响

在熔炼过程中以镁硅中间合金形式加入Si元素,研究了0～1.6％范围内不同Si含量对Mg-5Sn-1.5Al-1.2Zn镁合金铸态组织及力学性能的影响.结果表明:合金元素Si与Mg基体结合生成了强化相Mg2Si,并在该相周围有Mg2(Si,Sn)复合相产生,Mg2(Si,Sn)相的出现对A1、Zn元素形成T-Mg32(Al,Zn)49相有促进作用;Si元素在0～1.6％变化时,试样合金的抗拉强度、伸长率呈现先升高后降低的趋势,当Si含量为1.0％时强度、塑性出现较佳配合,而合金的硬度则呈现持续增加,Si含量1.2％～1.6％范围内,硬度上升趋势变缓.     

Nd元素对Mg-6Al镁合金组织及力学性能的影响

研究表明：加入少量的Nd元素后,合金的铸态组织得到了细化,网状的Mg17Al12相逐渐变得断续、弥散分布,同时也出现了针状的新相;随着Nd元素含量的增加Mg-6Al镁合金的抗拉强度及伸长率也都得到了明显的提高;当Nd元素含量达到1．2％时,其力学性能最好,其抗拉强度最大,为220MPa,伸长率19．8％也为最大。     

Nd对铸态Mg-10Gd-0.7Al合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了Mg-10Gd-xNd-0.7Al(x=0,1,1.5,2 mass％)合金,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机等设备研究了Nd对铸态Mg-10Gd-0.7Al合金组织和力学性能的影响,结合边-边匹配理论讨论了Nd对合金晶粒的细化机理.结果 表明:铸态Mg-10Gd-0.7Al合金的组织由粗大的α-Mg基体、Mg5Gd相和Al2Gd相组成,添加Nd元素后,合金产生了新相Al2Nd和Mg41Nd5,且细化了晶粒;随着Nd添加量的增加,铸态Mg-10Gd-xNd-0.7Al合金的室温拉伸力学性能先升高后降低,当Nd的添加量为1.5 mass％时,合金综合力学性能最好,其抗拉强度为200.32 MPa,屈服强度为175.47 MPa,伸长率为4.43％;加入Nd后,合金的断裂方式由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂.     

稀土元素Nd对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响(英文)

研究稀土元素Nd(0~0.4%,质量分数)对近共晶Al-12Si合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:在0.3%Nd改性的Al-12Si合金中形成一种亚微米或纳米尺寸的Al2Nd相。在Al-12Si合金中添加稀土元素Nd能显著细化合金中的α(Al)相,粗生硅相转变为细小颗粒状,共晶硅由粗大针状变成细小纤维状。在改性效果最佳的Al-12-0.3Nd合金的Si相表面观察到少量的生长孪晶。力学性能测试结果表明:添加Nd元素后,Al-12Si合金的力学性能得到改善,当合金中Nd元素含量达到0.3%时,合金的力学性能达到最优,抗拉强度(UTS)为252 MPa,伸长率(EL)为13%。合金力学性能的改善主要归因于合金中Si相形貌的改善和细小Al2Nd相颗粒的形成。     

La对ZL303合金组织与性能的影响

利用光学显微镜和力学测试手段，运用统计方法，研究了稀土元素La对ZL303合金组织与力学性能的影响，利用扫描电镜分析了La及其化合物在ZL303合金中的存在状态。结果表明，加入La后，ZL303合金的组织明显细化，Mg2Si相由黑色骨骼状变为短棒状，A1FeMnSi相由灰色网状变为骨骼状。统计分析证明，加入1．0％的La后ZL303合金的抗拉强度有显著提高。A1—5Mg—SPLa合金的抗拉强度和伸长率分别比ZL303合金提高了17％和120％，硬度也有所提高。La及其化合物在ZL303中有两种存在状态：少部分固溶在α-A1基体中，绝大部分偏聚在相界和晶界中。同时，分析了加入La后ZL303合金组织细化和力学性能提高的原因。     

纳米SiC颗粒对Mg9Al-1Si合金组织及力学性能的影响

研究了纳米Si C颗粒对Mg9Al-1%Si(以下记作Mg9Al-1Si)合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:Mg9Al-1Si合金组织由α-Mg基体、网状β-Mg17Al12相及粗大汉字状或细长鱼骨状两种形态的Mg2Si相组成。加入质量分数为1%的纳米Si C颗粒,Mg9Al-1Si合金的α-Mg基体晶粒明显细化;β-Mg17Al12相变细变小,网状分布改善不大;粗大汉字状Mg2Si相消失,鱼骨状的Mg2Si相变得更加细小。合金的力学性能得到显著提高,屈服强度提高了13.5%;抗拉强度提高了54%;伸长率由0.48%提高到1.56%,提高了225%.     

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%。     

钕对二元高铝镁合金组织及性能的影响

研究了稀土元素钕对Mg-15Al合金显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:加入钕后,Mg-15Al合金的α-Mg晶粒明显细化,α+β共晶组织由粗大网状变得分散、细小,钕与铝结合形成稳定的Al11Nd3,合金的抗拉强度和伸长率均得到显著提高。钕加入量为1.0%时,组织细化效果最好,Mg-15Al合金的综合力学性能达到最佳。当钕加入量为1.5%时,α-Mg晶粒又变大、抗拉强度略有下降。     

复合添加Si、Nd元素对Mg-11Li-3Al合金组织与力学性能的影响

利用磁悬浮真空高频感应加热法熔炼高质量的镁锂合金,通过Si、Nd元素复合添加来研究其对Mg-11Li-3Al合金组织与力学性能的影响。结果表明:加入Si、Nd元素后,组织中主要生成Mg_2Si和Al_(11_Nd_3 2种第二相,其中Si的添加能够促使合金组织中形成篆体形貌的黑色析出物聚集区,而Nd的加入能够细化这种黑色棒状的析出物,并减小晶粒尺寸、洁净组织。当Nd的添加量为1%(质量分数)时其晶粒细化的效果最佳。经过XRD和EDS分析发现,这种黑色棒状的析出物为Mg_2Si相和Al_(11)Nd_3相的结合体。铸态合金的抗拉强度随着Si含量的增加递增,最后趋于稳定;其塑性并不会随某一种或是复合元素的添加而单调变化。实验得到了一种综合力学性能最佳的合金Mg-11Li-3Al-1Si-1Nd,其抗拉强度和伸长率分别为212.3 MPa和46.2%。     

Al-Ti-B-Sr对Al-Si-Mg合金的变质细化作用

用快速凝固和热变形处理的Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ－Ｓｒ中间合金,对Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ铝轮毂材料进行处理,试验结果表明：Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ－Ｓｒ中间合金可以对Ａａ－７Ｓｉ－０．３５Ｍｇ合金有效地细化与变质;改善Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ－Ｓｒ的细化与变质效果,Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金的抗拉强度和延伸率较Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ、Ａｌ－Ｓｒ两种中间俣金分别外入时提高了约１０％和２５％。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

摘 要:采用重力铸造法制备Mg-4A1-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能.结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6％;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂.     

Ca对ZA63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Ca对ZA63合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,当加入Ca元素后,舍金晶粒细化,半连续网状的τ相变为细小粒状或棒状,颗粒状τ相更为细小,并形成了细小高熔点Al_2Ca相.随着Ca含量的增加,固溶时效态合金在室温、150℃和175℃温度下的抗拉强度和延伸率基本上呈先升高后降低的趋势.当Ca含量为1.0%时,合金在各温度下的抗拉强度和延伸率都达到最大值.     

Nd添加对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响(英文)

研究添加稀土元素Nd对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:添加1.0%Nd元素可以有效地改善AZ80合金的铸态组织,其晶粒尺寸由448μm细化至125μm,凝固组织中出现条状的Al11Nd3相和块状的Al2Nd相,且β-Mg17Al12相显著细化,由连续网状变为不连续分布。时效过程中Nd元素的添加抑制了晶界处不连续析出相的出现,并推迟合金时效峰值的出现。在AZ80合金中添加1.0%Nd时,合金的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为103.7MPa、224.0MPa和8.4%。该合金T6态的屈服强度和抗拉强度分别达到141.1和231.1MPa。     

稀土Ho对ZA52合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对ZA52合金的微观组织与力学性能的影响.结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使Mg32 (Al,Zn)40相由半连续网状结构转变为孤岛状或颗粒状,同时会生成花瓣状和块状的Al2Ho相.当Ho含量超过0.5％时,花瓣状Al2Ho逐渐消失,块状相逐渐增多,随着Ho含量的增加,常温和高温下的抗拉强度和伸长率都有了显著的提高.其中添加Ho含量为1.5％时,常温抗拉强度σb和伸长率δ达到最大值分别为234.3 MPa、13.6％.高温抗拉强度σb为117.5 MPa,高温伸长率无明显变化.加Ho后的合金200℃下断裂方式属于以韧性为主的准解理断裂和韧窝断裂的混合断裂形式.     

Nd对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

研究了Nd对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:Nd在AZ31合金中的吸收率达95%,Nd加入AZ31合金中形成了Al2Nd和Mg12Nd金属间化合物,Nd使合金的平均晶粒尺寸减小,力学性能提高.含Nd的AZ31合金铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率值分别为245 Mpa、171 Mpa和9%.