AZ91 Mg-Al合金中β-(Mg_(17)Al_(12))析出相的形态及其晶体学特征

应用透射电镜研究了时效ＡＺ９１ Ｍｇ－Ａｌ合金连续析出相的显微组织形态及晶体学特征。发现四种不同形态和晶体学特征的β－（Ｍｇ１７Ａｌ１２）析出相，其中占绝大多数的是板条状析出相沿基面（０００１）α析出的板条析出相与基体保持Ｂｕｒｇｅｒｓ位向关系，生长方向为［７， ２，９，０］；其晶体学特征与由不变线应变原理预测的完全一致。第二类析出相是以其轴线与基面垂直的六棱柱体，六个棱柱面都是｛１１００｝α／／｛１１０｝β，与基体保持对称性好的Ｃｒａｗｌｅｙ位向关系。另有少量短棒状析出相与基体保持Ｐｏｒｔｅｒ位向关系。实验中还观察到一种未见报道过的位向关系。讨论了形成不同形态和晶体学特征的机制。

固溶温度对AZ80镁合金析出相β-Mg_(17)Al_(12)及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及拉伸试验等研究了铸态AZ80镁合金经不同固溶温度保温处理后析出相β-Mg17Al12及性能变化。研究表明,随固溶温度的升高,AZ80镁合金晶界及枝晶间的粗大网状β-Mg17Al12相由于溶解而逐步减少,有呈不连续、细小颗粒状均匀分布在α-Mg基体内的一次析出相β-Mg17Al12出现;由于析出相β-Mg17Al12的数量减少、细小颗粒化,降低了析出相强化的作用,使材料的整体硬度HB明显下降,抗拉强度和伸长率显著提高,屈服强度只有少量下降。

Mg_(17)Al_(12)相Ca合金化结构稳定性的第一原理研究

采用第一原理赝势平面波方法,计算了Mg17Al12相Ca合金化前后的能态与电子结构。计算结果显示:当Ca分别置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)、Mg(Ⅱ)和Mg(Ⅲ)原子时,(Mg17-xCax)Al12相(x=0,1,4,12)的负生成热逐渐升高、结合能逐渐增大,表明Ca置换Mg17Al12相中Mg(Ⅲ)原子时其Ca合金化能力最强,合金化后形成的(Mg5Ca12)Al12相结构稳定性最高。电子态密度(DOS)分析结果表明:Ca合金化后Mg17Al12相结构稳定性升高的主要原因是由于合金化后来自Al(p)和Ca(s)的价电子使其在低能区的成键电子数增多。

添加镍粉球磨对Mg_(17)Al_(12)合金相结构及电化学储氢性能的影响(英文)

研究了Mg17Al12铸态合金和Mg17Al12+x%Ni(x=50～200)球磨复合物的相结构和电化学性能。结果表明,Mg17Al12-Ni复合物的相结构和放电容量主要取决于复合物中镍粉的加入量。加入的镍粉越多,越利于非晶结构的形成,其放电容量就越大。球磨120h的MgAl+200%Ni复合物在303K的放电容量高达658.2mAh.g-1(除去镍粉的质量)。

镁-铝合金中Mg_(17)Al_(12)相形态改善技术的研究现状

综述了改变镁-铝合金中β-Mg17Al12相形态的技术,主要包括:快速凝固、机械形变、合金化处理、熔体搅拌和热处理等。镁-铝合金主要由α-Mg固溶体和β-Mg17Al12相组成,处理前Mg17Al12相呈粗大网状连续分布在晶界,且分布不规则;处理后其形态变得细小均匀,弥散分布在α-Mg基体中。最后根据各种技术的工作原理,对其提出了一些展望,期待这些技术更加成熟,得到更加广泛地使用。

Mg_(17)Al_(12)热挤压细化对SiCp/AZ91复合材料组织及性能的影响

采用热挤压法破碎铸态SiCp/AZ91镁基复合材料中的Mg_(17)Al_(12),对Mg_(17)Al_(12)破碎及弥散分布行为进行研究,并对复合材料的力学性能进行表征。结果表明:铸态SiCp/AZ91复合材料经热挤压后,不规则片状及线形Mg_(17)Al_(12)在基体合金和SiC颗粒的剪切应力场作用下,破碎成大量亚微米级的颗粒,并随基体合金的塑性变形发生重新分布,弥散分布在动态再结晶晶粒的晶界附近,通过钉扎晶界作用能够细化复合材料晶粒尺寸到2.3μm。此外,破碎化的Mg_(17)Al_(12)还起到弥散强化基体的作用,与晶粒细化协同作用,显著提高了复合材料的强度。

Mg15Al镁合金ECAP变形过程中β相的碎化机理及动态析出行为

为了改善Mg-Al系合金中β-Mg17Al12相的形态、大小和分布,充分发挥其沉淀强化作用,利用能产生强塑性变形的等通道转角挤压法挤压Mg15Al高铝镁合金;采用XRD、SEM、EDS和TEM研究不同道次ECAP挤压后Mg15Al高铝镁合金中β-Mg17Al12相的演变。结果表明:ECAP强塑性变形能够有效地碎化Mg15Al高铝镁合金中粗大的网状共晶β-Mg17Al12相;随挤压道次的增加,β-Mg17Al12相尺寸逐渐减小,挤压4道次后,网状共晶β-Mg17Al12相被破碎成尺寸在5μm以下的小块,分布得到一定改善;由于高应力与高温的共同作用,挤压2道次后,部分β-Mg17Al12相发生回溶,挤压4道次后,在α-Mg基体中动态析出许多尺寸在200 nm以下的粒状β-Mg17Al12相。

Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的机理

采用基于密度泛函理论的Dmol 4.1程序,从合金形成热、结合能、热力学性能和态密度等方面,研究Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的影响机理。结果表明:Sb、Bi分别置换Mg-Al系合金Mg17Al12相中Mg(Ⅰ),Mg(Ⅱ),Mg(Ⅲ)和Al原子时,仅Sb置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ),Mg(Ⅱ)原子,Bi置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)原子能形成稳定的Mg17Al12固溶体结构,这表明Sb、Bi在Mg17Al12中固溶量有限。进一步比较合金化形成稳定的固溶体结构,发现Sb、Bi合金化后,固溶体结构的稳定性比未合金化时增强,其中,Sb置换Mg17Al12相中Mg(Ⅱ)原子时,其结构稳定性最高,其次Sb置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)原子,再次Bi置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)原子;而析出金属间化合物Mg3Bi2和Mg3Sb2,比相应合金化Mg17Al12固溶体的结构更稳定。不同温度下热力学性能的计算发现,合金体系中形成了结构稳定性高的Sb、Bi合金化Mg17Al12固溶体以及金属间化合物Mg3Sb2和Mg3Bi2,这些相高的结构稳定性并不因温度的升高而消失,其结构稳定性仍比Mg17Al12相高,因此Sb、Bi合金化提高了Mg-Al系合金的抗蠕变性能。电子态密度的分析结果进一步表明,Mg-Al系合金中相结构稳定性提高的主要原因在于:Sb、Bi合金化后,体系费米能级以下低能级区成键电子数的增多,其来源主要是Mg(s)、Mg(p)、Al(p)、Bi(d)和Sb(d)的价电子。

Mg-Al合金非平衡凝固共晶组织及形成机理

为了研究Mg-Al合金非平衡凝固组织,利用扫描电镜(SEM)、x-射线衍射仪以及拉伸性能测试,分析了金属型铸造Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的铸态组织.结果表明,Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的铸态组织由α固溶体、沿晶界分布共晶组织及其附近的次生相所组成,共晶组织以β-Mg17Al12为基且其上分布着粒状α相,次生β相与α固溶体以片层相间的形式出现.采用金属型铸造,实验合金的冷却速度较快,先形成离异共晶的β-Mg17Al12相,后形成以β-Mg17Al12为基的共晶组织.该组织为类似于铁碳合金中莱氏体的非规则共晶体,强度和塑性很低,因此,Mg-x%Al(x=8、10、12)合金的力学性能普遍较低.

合金化对Mg-Al基合金耐热性的影响

高温下Mg17Al12相的热稳定性较差及其不连续析出是Mg-Al基合金耐热性较差的主要原因。通过添加合金元素以抑制Mg17Al12相的析出,并生成高热稳定性的金属间化合物分布在晶界和基体,以阻止高温下晶界和位错的运动,是提高Mg-Al基合金高温性能的主要途径。详细叙述了Mg-Al基合金中的蠕变现象和合金化对Mg-Al基合金耐热性的影响。

MgCl_2-KCl-AlF_3-(La_2O_3)熔盐体系电解制备Al-Mg-La中间合金

在质量比为41.5∶48.5∶10的MgCl2-KCl-AlF3熔盐体系中加入质量分数为0.6%La2O3,利用电解法制备了Al-Mg-La合金.用ICP-OES（电感耦合等离子体光谱仪）和XRD进行了合金的组成和物相分析.研究结果表明,在电解温度800℃,阴极电流密度6.92A/cm2,槽电压5.3-5.4V,电解时间为1h的条件下,电流效率为86.2%,得到的合金主相为α-Mg基体、β-Al12Mg17相与Al11La3相.高的阴极电流密度有利于合金中镁含量的增加.

Zn含量对热挤压Mg-8Al合金组织和力学性能的影响

制备Φ30 mm的Mg-8Al-xZn(x=0、2、4)合金铸锭,并在250~350℃将其挤压成Φ10 mm的棒材,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析合金组织,并测试合金拉伸性能。结果表明:铸态合金主要由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,随着Zn含量增加,β相面积分数略有提升,层片状共晶β相形貌保持不变,而离异共晶β相由断续网状转变块状。250和300℃挤压时,组织因非连续动态再结晶而细化,随着Zn含量增加,组织中β相破碎程度增大,合金再结晶程度增加,未再结晶区域和孪晶减少,组织均匀性提高。然而,因硬脆β相增加,综合力学性能略有降低。350℃挤压时,组织发生完全动态再结晶,随着Zn含量增加,晶粒略微粗化,合金强度降低,延伸率显著提高。

钙对Mg-8%Al镁合金组织及性能的影响

为了提高镁铝合金的力学性能,通过扫描电镜(SEM)、x射-线衍射仪等分析手段及室温与高温力学性能测试,研究了0.5%Ca对Mg-8%A l合金组织及力学性能的影响.结果表明,Mg-8%A l合金中加入0.5%Ca后,晶粒得到明显细化,沿α固溶体晶界分布的β-Mg17A l12相变得细小、光滑,β-Mg17A l12相周围的次生相消失;加入的钙除形成钙的化合物外,还有少量溶入β-Mg17A l12中,基体中不含钙;0.5%Ca可使Mg-8%A l合金的室温及高温力学性能得到明显提高.

Ca提高Mg_(17)Al_(12)相熔点的现象及EET理论分析

在AZ91合金的Ca合金化研究中发现了加入的Ca基本上都溶入Mg17Al12相中,并提高了Mg17Al12相的熔点,增加了它的稳定性,这将对AZ91合金的高温性能有重要的影响.利用EET理论计算了含Ca的 Mg17Al12相的价电子结构.结果表明 Ca溶入Mg17Al12相中后使控制 Mg17Al12相稳定性的键强增加,并且主键络上和整个结构中的共价电子数分布也更加均匀.理论计算合理地解释了试验结果.

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。

Mg_(17)Al_(12)基储氢合金的表面复相改性

采用机械球磨法制备Mg17Al12合金,系统研究了球磨时间对Mg17Al12形成过程的影响;并以球磨12 h的Mg17Al12合金为基体,添加5%、10%(质量分数)的Ni、Cu单质,通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用P-C-T测试仪测定合金的储氢性能,研究添加不同质量分数的单质对Mg17Al12合金储氢性能的影响。结果表明:球磨12 h Mg17Al12的吸氢速率较慢,吸氢时间较长,需在1400 min达到最大吸氢量为4.1%(质量分数),接近其理论吸氢量4.4%,Mg17Al12的吸放氢过程是可逆的。Cu对Mg17Al12进行表面复相改性,可以显著改善其吸氢动力学性能,添加5%Cu和10%Cu的合金在623 K,240 min的吸氢量分别为4.07%和3.9%。经过Cu和Ni复相改性后的Mg17Al12具有较好的放氢性能,添加5%Cu合金在553 K放出3%的氢气。Ni对Mg17Al12进行表面复相改性,对其性能有一定的提高,但是和Cu相比,并不明显。

镁合金腐蚀的影响因素

介绍镁合金的表面膜、合金元素、合金组织、环境因素以及铸造工艺等在腐蚀过程中的作用。铸造工艺中的β相增多有利于改善耐蚀性,也是提高镁合金耐蚀性能的方法。

低频电磁铸造AZ41镁合金的热压缩流变与组织

采用Gleeble-1500D热模拟试验机、差热分析仪和光学显微镜等对低频电磁铸造AZ41镁合金铸锭热压缩流变特征及微观组织进行研究。结果表明：AZ41镁合金铸锭热压缩变形存在明显的动态回复和动态再结晶特征；当温度为453-523K时，以动态回复为主；当温度为593-723K时，以动态再结晶为主要机制；当温度为593K，应变速率为1．0s^-1时，形变激活能最低，流变过程最稳定，中心和边缘部位的晶粒得到明显细化。在变形期间，Mg17Al12相的破碎和溶解促进动态再结晶显著发生。

触变成型镁合金AZ91D在兰州城市大气中的腐蚀行为研究

研究了兰州大气中触变成型镁合金AZ91D的腐蚀行为.结果表明:发生的腐蚀是与降水有关的电偶腐蚀,湿度是影响腐蚀过程的主要因素之一;腐蚀发生在原固相区的α相和液相区的共晶α相,β相作为腐蚀的阴极区;α相表面形成的表面膜和龟裂是α相腐蚀加剧的主要控制因素.腐蚀产物与大气中的腐蚀性气体CO2,SO2有关.

添加少量钙的AZ91D镁合金熔体的黏度

采用坩埚扭摆振动法测量了添加少量钙的AZ91D镁合金熔体的黏度,获得了600-870℃温度区间内升温和降温过程中的黏度—温度关系曲线υ（t）和黏度—钙添加量关系曲线υ（w）。结果表明：AZ91D镁合金熔体的曲线υ（t）发生了不可逆转变;曲线υ（t）发生转折的温度对钙元素的添加量具有强烈依赖性,钙添加量（质量分数）为0.4%时,升温和降温过程的曲线υ（t）出现多温度点的黏度值相符合现象;曲线υ（w）具有显著的区间性特征,钙添加量为0.7%~0.8%时,开始出现较多的新相。