Al-Ti-C中间合金对Mg-Al合金的晶粒细化作用

制备了一种用于Mg Al合金晶粒细化的Al Ti C中间合金。发现该Al Ti C中间合金可以有效地细化镁合金的晶粒 ,细化后的AZ6 1合金的抗腐蚀性能大大提高。分析认为 ,Al Ti C中间合金中起晶粒细化作用的是Al4 C3和TiC的复合相。

含稀土元素的Mg-Al合金在NaCl溶液中腐蚀产物膜的研究

利用多种表面分析手段比较研究了纯Mg和Mg - 8Al、Mg - 8Al-RE等镁铝合金在Mg(OH) 2 饱和的 3 5 %NaCl溶液中的腐蚀产物膜的形貌及结构 .发现Al元素的加入使镁合金表面形成含Mg、Al的复杂氧化物 ,有利于提高镁合金耐腐蚀性 .稀土元素RE的加入有利于提高Al元素在氧化膜中的含量 ,形成具有三层结构的产物膜 ,进一步提高了Mg

Mg-Al合金共晶凝固组织形貌及其影响因素

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备研究了不同Al含量的Mg-Al合金的铸态共晶组织形貌,分析了不同共晶组织的形成机理及影响因素。结果表明,共晶生长时其领先相为β相;随着Al含量的增加,Mg-Al合金的共晶组织由离异共晶向粒状、纤维状和层片状共晶转变。随着冷却速度的加快,共晶组织细化,初生α相发达。初生α枝晶显著影响固溶区Mg-Al合金的共晶组织形貌。

Ce对共晶Mg-Al合金组织的影响

模拟AZ91镁合金半固态液相凝固后期的成分,分析了共晶成分镁铝合金添加不同含量的稀土元素Ce后,铸态显微结构的变化。结果表明:Ce的加入改变了合金的组织,增加了初晶α相的含量,细化了β相并减少了β相的含量。随着稀土Ce加入量的增加,在Ce的加入量为0.6%时,所得的组织最好;在Ce含量大于0.6%时,随着Ce加入量的增加,细化效果反而变差。

AZ91 Mg-Al合金中γ-Mg_(17)Al_(12)析出相的多重位向关系及{112}_(γ)伪孪晶关系

应用透射电镜(TEM)研究了时效AZ91 Mg-Al合金中三种形态的γ-Mg_(17)Al_(12)析出相(bcc)的多重位向关系及析出相颗粒间的{112}_(γ)伪孪晶关系.这三种板条状、六棱柱状或短棒状的析出相分别与Mg基体(hcp)保持Burgers,Crawley和Porter位向关系;在同种析出相颗粒之间或异种颗粒之间能形成不具有孪晶结构特征的{112}γ伪孪晶关系.从晶体学角度解释了这种多重位向关系及伪孪晶的生成机制.并从单个析出相与基体间的匹配程度解释了这三种析出相的析出密度存在较大差别的原因.

含碳、硼变质的Mg-Al合金的显微组织与力学性能

通过光学显微金相定量分析、SEM扫描电镜及EDX分析、XRD分析以及抗拉强度测试等实验手段,研究了含碳、硼元素复合添加剂的Mg-(6%￣9%)Al合金的显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:随着合金中Al含量的增加,在伸长率基本不变的情况下,抗拉强度显著提高。合金的抗拉强度明显增加与铝的固溶强化、第二相强化以及碳、硼的晶粒细化作用有关;而合金的伸长率随着Al的增加而基本不变的主要原因是碳、硼的晶粒细化作用。

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。

压力对Al-Si和Mg-Al合金平衡相图作用的残余键结构分析

运用固体与分子经验电子理论(EET)的计算结果分别建立Al-Si、Mg-Al两种合金熔体的剩余化学键的局域价电子结构基本单元即残余键结构模型,从压力对熔体结构作用的层面,分析热力学平衡相图中最大固溶点和共晶点发生偏移的本质原因,并指出压力作用下热力学平衡相图的变化是合金熔体微观结构信息变化的宏观反映。结果表明:压力作用抑制了合金熔体中Si-Si、Al12残余键结构的扩散速率,使其不容易"捕捉"到周围的残余键结构或游动原子,因而形成偏聚的可能性大为减小;而处于"悬空"状态的Al键会以周围Mg原子为"桥"将Al12残余键结构连接起来形成包含Mg17Al12结构的原子集团,为自发产生β(Mg17Al12)相凝固核心提供"有效晶胚",从而使Mg-Mg、Mg-Al原子集团内Al原子的数量相对减少。

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.

Gd对真空压铸Mg-Al合金组织性能的影响

通过显微组织分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析及拉伸性能测试,研究了稀土元素Gd含量对真空压铸Mg-Al镁合金组织和力学性能的影响。显微组织分析结果表明,随Gd含量的增加,合金的显微组织发生细化,β相由连续网状分布演化成断续网状分布,共晶组织数量减少,但稀土化合物相发生粗化。拉伸性能测试表明,时效处理可提高合金的拉伸性能,且随着Gd含量增加,压铸态和时效态合金的抗拉强度和屈服强度均呈现先提高后降低的趋势。拉伸断口形貌观察可见大量韧窝和解理台阶,合金表现为韧性-脆性混合断裂特征。

Mg-Al合金晶粒细化的研究进展

综述Mg-Al合金晶粒细化的研究进展。Mg-Al合金现有晶粒细化方法包括添加含C的添加剂、熔体过热、添加FeCl3等方法,但均有一些不足之处。国内外在寻找新的Mg-Al合金晶粒细化方法方面取得了显著的进展,同时对Mg-Al合金晶粒细化机理研究也取得了有价值的成果。

Mg-Al合金中低温原位合成SiC颗粒

以石墨粉、Si粉、Mg-Al合金粉为原料,在氩气保护气氛炉下低温原位合成了SiC颗粒.通过XRD测试对SiC的合成温度、镁铝合金添加量进行了研究;通过SEM、EDS测试对合成SiC的形貌进行了分析,并对合成SiC颗粒的机理进行了研究.XRD结果表明:在800℃时Mg-Al合金中合成了SiC颗粒,并且随着添加合金量的增加和温度的升高,合成的SiC含量也在增加.SEM、EDS测试结果表明,合成的产物是片状SiC颗粒.其合成机理为原位两步反应合成法.

Mg-Al合金价电子结构及合金元素对力学性能影响的研究

着重于Mg-Al合金性能在价电子方面的研究.如何掌握、控制和改善Mg-Al合金的各种性能,在对Mg-Al合金相的电子结构与力学性能的关系以及在加入不同的合金元素导致合金化时的情形进行了讨论.借助余氏EET理论和程氏改进的TFD理论及合金成分设计价电子理论,通过C语言编程的计算机软件分别计算了纯Mg、纯Al、Mg-Al合金基体相及三元合金Mg-Al-Y的价电子结构,研究了不同的价电子结构参数如何影响力学性能,分析讨论了不同的合金元素对Mg-Al合金力学性能的影响.

不同Al含量的Mg-Al合金的机械变形行为研究

在不同应变速率和应变温度下,对Mg-3Al、Mg-6Al和Mg-9Al合金进行了机械变形处理,研究了变形参数对不同Al含量的Mg-Al合金组织与变形行为的影响。结果表明,Mg-3Al、Mg-6Al和Mg-9Al合金在变形温度为450℃、拉伸应变速率为10-3/s时都有动态再结晶组织,但是Al含量对Mg-Al合金的动态再结晶的影响较小。当应变速率为10-2、10-3/s时,Mg-3Al、Mg-6Al和Mg-9Al合金的伸长率随扩散系数补偿应变速率的增加而降低,相比较而言,应变速率为10-3/s时合金的伸长率更大,合金具有更好的塑性。

Mg-Al合金晶粒细化研究进展

对Mg-Al合金晶粒细化的研究进展进行了综述。在理论研究方面,边-边匹配模型(E2EM)成功用于预测镁合金的异质形核颗粒,相互依存理论清晰的表述了镁合金晶粒的形核与长大过程,合金平均晶粒尺寸由无形核区大小和异质形核颗粒平均间距共同决定;在实验研究方面,高纯Mg-Al合金的天然形核机制来源于Al-C相的异质形核作用,而Mg-Al合金中含有Fe和Mn元素时,Al-C相的异质形核作用被破坏,Al-Fe-Mn三元相取代Al-C相起到异质形核作用。对比了Mg-Al合金不同细化方式的优缺点,指出过热处理和C细化方法是目前Mg-Al合金最有效的细化方法,并对今后Mg-Al合金晶粒细化研究的方向进行了展望。

用价电子理论分析Y对Mg-Al合金力学性能的影响

基于EET理论,计算Y元素加入Mg-Al合金后形成的Mg-Al-Y固溶体、第二相Al2Y的价电子结构,研究价电子结构与合金固溶强化、第二相强化、高温稳定性的关系。Mg-Al-Y最强键共价电子对数nA值和共价电子密度ρVC值均大于α-Mg的nA值和ρVC值,表明Y元素的固溶有利于基体强度的提高。第二相Al2Y的最强键(nA=0.39704)的键合强度远大于基体α-Mg(nA=0.11199)的键合强度,因此,Al2Y极大的阻碍了位错的运动,提高了合金的强度。Al2Y的单位体积成键能力FVAl2Y值为103.81,与γ-Mg17Al12(FVγ-Mg17Al12=44.22)相比较,Al2Y的高温稳定性更好,其存在有利于改善Mg-Al合金的高温性能。

Mg-Al合金在空气中燃烧时Mg的优先反应特性及Al的氮化反应机理

为了分析铝合金燃烧过程中存在的不同金属相间对氧气的竞争反应特性,采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)对镁铝二元合金的氧化性能进行分析;采用X射线衍射仪(XRD)对反应前后样品的相组成进行检测;采用扫描电子显微镜(SEM)对反应物及产物的形貌进行观测;采用自制的燃烧反应装置对镁铝合金粉在空气中的燃烧过程进行了研究。结果表明,Mg-Al合金在空气中反应时,镁与氧气的反应优先于铝与氧气的反应;在10℃/min的升温速率下,镁与氧气的优先反应不能阻碍Al的氧化,二者的氧化产物会继续反应生成MgAl_(2)O_(4),该反应在温度高于800℃时变得更加明显;当镁铝合金发生燃烧时能观测到粒子的微爆现象,Mg与氧气的优先反应使得铝与N_(2)反应生成AlN;释能途径不同,使得铝的燃烧放热出现巨大的差别,当铝转化为AlN,其反应放热大大减少(约为12 kJ/g),只有其被氧化成Al_(2)O_(3)时放出热量的40%。

Ce、La对Mg-Al合金力学性能影响的价电子理论研究

基于EET理论,计算了Mg-Al合金中Al2Ce、Al4Ce和Al2La、Al4La的价电子结构,研究了价电子结构与合金第二相强化、高温稳定性及晶粒细化的关系。研究表明,几种第二相的最强键共价电子对数nA值远大于基体α-Mg的nA值,极大的阻碍了位错运动和晶界滑移,提高了合金的强度;第二相的单位体积成键能力FV值也远大于γ-Mg17Al12相的FV值,它们的稳定性更好,有利于改善合金的高温性能;Ce、La提高了液态合金中邻近原子间键合强度,增加了基体的形核率,减缓了晶粒长大速度,进而细化了晶粒,提高合金的力学性能。

Sn对Mg-Al合金性能改善的电子理论分析

在Mg-Al合金中加入Sn合金,能有效地提高合金的强度和蠕变性能。试验研究表明,Sn对Mg-Al合金蠕变性能的改善主要是通过Mg2Sn第二相强化而实现的。本研究中运用固体与分子经验电子理论(EET)研究了α-Mg、Mg2Sn的价电子结构,通过计算共价电子对数和键能,探讨Sn对Mg-Al合金强度和抗蠕变性能提高的机理。

Mg-Al合金非连续析出相改性的研究进展

Mg-Al合金因其密度低、比强度高、成本低廉,成为镁合金材料中被广泛应用的系列之一。然而,Mg-Al合金时效热处理过程中所存在的非连续析出行为恶化了其力学性能,限制了其进一步的应用。介绍了Mg-Al合金中非连续析出相的形成机制,进而从时效工艺调整和添加合金元素2个方面总结了目前改性或解决非连续析出行为的研究进展,最后对未来研究措施进行了简要展望,希望为Mg-Al合金材料的研究者提供借鉴。