主要合金元素对镁合金组织和性能的影响

本文叙述了一些常用镁合金以及新近发展起来的某些新型镁合金的成分、组织及性能 ;重点介绍了合金元素对这些镁合金组织和性能的影响。

镁合金的熔炼工艺现状及发展趋势

综述了国内外镁合金的熔炼保护、精炼及变质处理工艺现状 ;指出了现有生产工艺存在的问题 。

钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响

金相显微镜及电子探针分析结果表明 ,含La,Ce的混合稀土和金属Y均有促进AZ91镁合金铸态组织晶粒细化的作用。在AZ91+(Ce ,La)合金中形成的杆状化合物被证实是 (Ce ,La)Al4,而在AZ91+Y合金中发现了呈块状结构的YAl2 化合物。4 2 0℃ / 2 0h固溶处理后 ,由于 (Ce,La)Al4及YAl2 具有良好的热稳定性 ,不溶入Mg基体 ,AZ91+RE(La ,Ce,Y)合金的铸态组织为δ固溶体 +(Ce ,La)Al4(或YAl2 )化合物 +Mg17Al12 三相组成。

镁合金中的MgO夹杂物及熔剂精炼过程的研究

采用扫描电镜及电子探针对镁合金中单颗粒夹杂物进行了成分分析。结果表明:在MgO夹杂物内部,各处的成分并不均一,且夹杂物伴随着气孔产生。研究推导了单个夹杂物颗粒被熔剂裹覆后在镁合金液中的沉降速度表达式,得出了熔剂粘附层厚度与夹杂物沉降速度之间的关系,计算了夹杂物在镁合金液中的沉降速度,测定了精炼熔剂在试块上的粘附层厚度。通过对熔剂夹杂物成分的检测分析,证实了熔剂在精炼除渣过程中的作用。

钇和混合稀土对AZ91合金高温力学性能的影响

高温拉伸试验结果表明,压铸AZ91 + 1 %Y及AZ91 + 1 %MM合金的高温强度明显高于AZ91合金,且AZ91 + 1 %Y优于AZ91 + 1 %MM。添加Y及含Ce、La的混合稀土(MM) ,在压铸AZ91 + 1 %Y合金中形成了块状的Al2 Y ,在AZ91 + 1 %MM合金中形成了杆状的Al4(Ce ,La)化合物,它们都具有较高的热稳定性以及较高的显微硬度,因此造成合金的强化。计算了AZ91 + 1 %Y及AZ91 + 1 %MM合金中位错挣脱Y原子和Ce原子束缚所需的临界应力σc,结果表明,同一温度下,AZ91 + 1 %Y合金的σc大于AZ91 + 1 %MM合金的,这也是AZ91 + 1 %Y具有比AZ91 + 1 %MM更高强度的原因之一。

镁合金中的夹杂物及检测方法

论述了镁合金中的夹杂物形式及其来源 ,介绍了镁合金夹杂物的几种检测方法 。

钇对Mg-9Al-1Zn合金铸态组织及时效特性的影响

研究了稀土元素钇 (Y)对Mg 9Al 1Zn合金铸态组织及时效硬化特性的影响。结果表明 :Y促进合金的晶粒细化 ,并形成高熔点的Al2 Y相 ;含Y的Mg 9Al 1Zn合金固溶处理后的硬度高于不含Y的镁合金。Y推迟镁合金的时效过程 ,这是由于固溶处理时Al2 Y相不能溶于α Mg基体中 ,因而使得Mg 9Al 1Zn 1Y试样中Al在α Mg基体中的固溶量减少 ,Mg1 7Al1 2

高温低应力下AZ31镁合金的蠕变性能及蠕变机理

研究了AZ31镁合金在高温、低应力下的蠕变性能及蠕变机理。结果表明,AZ31镁合金的高温蠕变具有明显的三阶段蠕变特征;随着温度和应力的增加,稳态蠕变速率增加,稳态蠕变速率区域缩短。温度大于420℃、较低应力时,AZ31镁合金的蠕变为晶界扩散控制的COBLE蠕变;较高应力时,与位错攀移控制的WEETMAN蠕变机制相吻合。当温度为320～420℃时,AZ31镁合金的蠕变为滑移控制的位错蠕变。计算了由COBLE蠕变向WEETMAN蠕变转变的临界应力σcr,该应力与P-N力τp在数值上具有如下关系:σcr≈(2～3)τp。

钇及混合稀土对AZ91镁合金流动性与凝固组织的影响

随着钇(Y)及混合稀土(MM)含量增加,AZ91合金的流动性先增加而后下降。当加入1%左右的Y及MM时,AZ91合金可以获得最好的流动性,这是由于Y及MM对合金液具有良好的净化作用。对含Y及MM的AZ91合金初生α Mg相及α+Mg17Al12共晶组织形态进行了检测分析,结果表明:Y及MM使AZ91合金的α Mg初生相枝晶显著细化,并使合金的共晶组织产生离异。

钇对压铸AZ91镁合金耐腐蚀性能的影响

研究了在中性NaCl水溶液中压铸AZ91及AZ91+1%Y合金的腐蚀性能。结果表明,在相同浓度及相同温度的NaCl腐蚀介质中,压铸AZ91+1%Y合金的腐蚀速率明显低于AZ91合金。对压铸AZ91及AZ91+1%Y镁合金腐蚀层中各元素的XPS分析结果表明,AZ91+1%Y合金腐蚀试样中存在Y的氧化物,可以起到钝化保护膜的作用,从而提高了镁合金的耐腐蚀性能。

钇及混合稀土对Mg-Y、Mg-RE合金组织及冲击韧度的影响

改变Y(钇)及混合稀土质量分数,分别测定了Mg-Y及Mg-RE合金的冲击韧度,运用电子探针对合金中各组成相的成分进行了EDX分析,在显微硬度计上测定了各相的显微硬度。试验结果表明,Mg-Y合金的最大冲击韧度值高于Mg-RE合金;Mg-Y合金中Mg基体固溶的Y量大于Mg-RE合金中Mg基体固溶的RE质量分数;Mg-Y合金中Mg基体的显微硬度则明显高于Mg-RE合金。

镁合金的熔炼工艺现状及发展趋势

综述了国内外镁合金的熔炼保护、精炼及变质处理工艺现状 ;指出了现有生产工艺存在的问题 。

挤压态AZ31镁合金高温蠕变性能的试验研究

试验研究了挤压态AZ31镁合金的高温蠕变性能，计算了AZ31镁合金高温蠕变的Monkman-Grant常数。结果表明，AZ31镁舍金的高温蠕变曲线表现为具有明显的三阶段蠕变特征。随着温度和应力的升高，蠕变速率增加，稳态蠕变速率区域缩短。温度和应力对Monkman—Grant常数的影响不显著，常数值在0．31-0．34之间。

温度及应变率对挤压态AZ31镁合金弹性模量的影响

在温度为298 K^773 K,应变率10^(-2)s^(-1)~10^(-4)s^(-1)范围内,对挤压态AZ31镁合金沿挤压方向进行了拉伸试验,得到了弹性模量与温度和应变率的关系。结果表明,弹性模量随温度增加而线性下降;室温下,应变率对弹性模量不敏感,但随着温度的升高,应变率对弹性模量有较大影响,即应变率越低,弹性模量越小。根据流变应力与位错密度的关系分析了镁合金弹性模量降低的原因。

预变形及退火处理提高AZ31镁合金的塑性

研究了预变形及退火处理对挤压态AZ31镁合金压缩力学性能的影响,结果表明:沿挤压方向进行应变量为0.086的预压缩变形,随后在300℃下进行0.5小时退火处理,可显著提高镁合金的塑性,其压缩率比一次压缩至破碎的压缩率提高约137%。织构及金相分析结果表明:预变形使(0002)基面发生了近90°的转动,由平行挤压方向变为与挤压方向垂直,且产生了大量孪晶组织。退火处理不改变(0002)基面织构,但消除了孪晶且出现了细小再结晶晶粒,因而提高了镁合金的塑性。

AZ31镁合金的超塑性研究

在温度为400～440℃、应变速率为10^-2～10^-4s^-1。的范围内研究AZ31镁合金的超塑性。结果表明，当应变速率不小于5×10^-3s^-1时，AZ31镁合金的超塑性伸长率随着温度的升高而增大。对应变速率敏感指数和拉伸试样的宏观断裂特征分析表明，应变速率敏感指数是影响超塑性的主要因素。当应变速率不大于5×10^-4s^-1时，AZ31镁合金在420℃时具有最大伸长率。对断裂试样的颈缩现象和断口空洞的SEM分析表明，空洞是影响超塑性的主要因素。

AZ31镁合金超塑性及其变形机制图

在温度为400～440℃、应变速率为10-2～10-4s-1范围内,研究挤压态AZ31镁合金的超塑性。结果表明,当应变速率较高时,颈缩是超塑性断裂的主要原因。温度越高,应变速率敏感指数m值越大,AZ31镁合金的超塑性伸长率越高。当应变速率较低时,空洞扩张是影响超塑性断裂的主要原因,温度越高,超塑性伸长率越低。研究了超塑性变形机理,建立了超塑性变形机制图,结果表明,温度为400℃或420℃、应变速率较低时,AZ31镁合金的超塑性变形属于溶质拖曳的位错蠕变机制;当应变速率较大时,属于攀移控制的位错蠕变机制。温度为440℃时,AZ31镁合金的变形机制符合晶格扩散控制的位错蠕变。

耐高温压铸镁合金的发展及研究现状

综述了耐高温压铸镁合金的发展及研究现状。指出适用于150℃以上使用的压铸镁合金品种少,而且存在着压铸工艺性能差的问题,因此,研究开发新型实用的耐高温压铸镁合金具有重要实际意义。

拉伸条件下AZ31镁合金动态再结晶的研究

在200～300℃,应变速率10-3s-1时对挤压态AZ31镁合金进行拉伸试验,研究了温度及断面收缩率对镁合金动态再结晶的影响。结果表明:初始动态再结晶的临界应变约为峰值应变的0.8～0.87;随着温度升高或断面收缩率增加,动态再结晶分数增加,并建立了动态再结晶分数与断面收缩率之间的数学模型;动态再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大,且再结晶晶粒直径与Z因子之间符合特定的指数关系。

压缩条件下AZ31镁合金的力学各向异性

在压缩条件下研究了挤压态AZ31镁合金的力学各向异性,以及{101ī2}拉伸孪晶对各向异性的影响。结果表明AZ31镁合金的挤压态织构为（0002）基面织构;平行于挤压方向压缩时,产生{101ī2}拉伸孪晶,使应力-应变曲线出现野凹型冶,加工硬化率随应力而急剧增高。垂直挤压方向压缩,应力-应变曲线则表现为野凸型冶,加工硬化率随应力增加而降低。在室温下,平行挤压方向压缩的屈服应力仅为垂直挤压方向压缩时的1/3;但当温度大于250～300℃压缩时,两者的屈服应力相当。温度150℃,平行挤压方向压缩的最大压缩率小于垂直挤压方向压缩的最大压缩率,但在200～250℃下压缩时,情况则相反。