Nd对AZ91镁合金显微组织及硬度的影响

本文利用真空电磁感应熔炼炉制备了AZ91-X%Nd(X=0,1.5,2.0,2.5)合金,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段表征了试验合金的相组成及显微组织,并测试和分析了合金的硬度。结果表明:AZ91镁合金中添加Nd后合金组织细化,当Nd含量为2.5%时,晶粒平均尺寸在25μm左右,合金组织主要由α-Mg、β(Mg17Al12)、Al2Nd和Al3Nd相组成。随着Nd含量的增加,沿晶界呈半连续网状分布的β(Mg17Al12)细化为岛状、粒状和长条状的Al2Nd、Al3Nd稀土相逐渐增多且有长大趋势。硬度测试结果显示:添加Nd元素后AZ91镁合金硬度均得到提高,随着Nd含量的增加合金硬度逐渐升高,当Nd含量为2.5%时硬度达到最大,为82.17HV。

热轧Mg-Al-Zn-Nd镁合金组织及织构研究

本文利用OM、SEM、EBSD等测试方法对不同变形量下热轧Mg-Al-Zn-Nd镁合金的显微组织及织构演变进行了研究.结果表明:轧态合金中出现了大量孪晶滑移带组织,随轧制变形量增加孪晶滑移带组织形态发生明显细化.在轧态合金组织中颗粒状Al_(2)Nd稀土相未碎裂、针状Al_(11)Nd_(3)稀土相被轧碎;合金组织中沿变形带方向分布有大量细小的颗粒状β相,粒径范围在200nm~500nm.轧态合金板材中织构随变形量改变而变化,具有明显的基面织构,其主要织构组分从{0001}<10-10>变形织构演变为{0001}<10-10>+{0001}<11-20>混合织构.

Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd轧制镁合金退火过程中的静态沉淀、再结晶及织构演变

采用SEM、EBSD、EDS、TEM等测试方法对不同退火温度下Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd镁合金的微观组织及织构进行表征。结果表明:退火后的合金主要由α-Mg基体、β-Mg_(17)Al_(12)沉淀以及含Nd化合物组成。400℃以下退火后的合金中存在β-Mg_(17)Al_(12)沉淀析出区域和无析出区域双峰组织,主要沿变形带和孪晶界面析出的大量纳米级颗粒状β-Mg_(17)Al_(12)沉淀先于α-Mg基体静态再结晶的形成。升高退火温度,β-Mg_(17)Al_(12)数量变少,稀土相尺寸数量未有明显变化,双峰组织中的β-Mg_(17)Al_(12)沉淀无析出区域优先发生静态再结晶,这表明沉淀颗粒能够延缓静态再结晶。400℃退火后的合金中β-Mg_(17)Al_(12)沉淀溶解、数量显著减少,镁基体发生完全再结晶且再结晶晶粒明显长大。EBSD结果显示,退火后的实验合金织构主要以弱化的基面织构为主,并伴有部分非基面织构,400℃以下退火的合金中,数量较多的β-Mg_(17)Al_(12)沉淀对弱化基面织构具有重要作用。随着退火温度的升高,合金中位错密度下降,主要织构组分由{0001}■形变织构向{0001}■再结晶织构转变。

Mg-Al-Zn-Nd合金微观组织演变及稀土相强化行为

采用XRD、SEM和TEM等方法表征了Mg-Al-Zn-Nd合金微观组织演变,研究了合金中稀土相的强化行为。结果表明:添加Nd元素后的实验合金主要由α-Mg、Mg17Al12、Al2Nd和Al11Nd3组成。随着Nd含量的增加,Mg17Al12相尺寸变小,数量减少,弥散分布的Al2Nd和Al11Nd3相增多,Al11Nd3相由针状向棒状转变,且Al11Nd3相与基体存在结合能力较强的半共格界面。稀土相强化行为表现为:在拉伸过程中,稀土相周围应力集中的增大可能诱发其周围基体形成孪晶结构,可以协调部分外界应变能的增加;相比Mg17Al12而言,具有较好结合能力的硬质稀土相不易萌生裂纹,且呈弥散分布的稀土相对位错运动的钉扎较强;稀土相的增加导致基体与α+β共晶组织(M/E)界面、岛状Mg17Al12相微裂纹源的数量减少。最后,计算并简要讨论了Mg17Al12、Al2Nd和Al11Nd3相的力学特性,表明这3种相均为脆性相。相对Mg17Al12相而言,Al11Nd3和Al2Nd相的硬度较大。

析出相对含Ca镁合金腐蚀行为的影响

利用XRD、SEM、TEM和EDS等方法表征了Mg-Al-Zn-XCa(X=0,1.25,1.74,2.53,质量分数,%)合金腐蚀前后的组织结构,并采用失重法、电化学法、扫描探针显微镜(SPM)研究了合金腐蚀行为。结果表明:实验合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Al_2Ca和(Mg,Al)_2Ca组成。随着Ca含量的增加,合金组织中枝晶臂减小,主要沿晶界分布的Mg_(17)Al_(12)相尺寸、数量逐渐减小,Al_2Ca由骨骼状连接成网状,(Mg,Al)_2Ca增多长大。腐蚀测试结果显示:添加Ca后的合金中α+β共晶相减少,导致腐蚀通道变窄且比例减小。Ca元素能够使阳极自腐蚀电位升高,形成的Al_2Ca阴极相抑制了析氢过程。合金中主要析出相Al_2Ca与α-Mg的电势差小于β-Mg_(17)Al_(12)与α-Mg的电势差。