球化处理对AZ80镁合金析出相β-Mg_(17)Al_(12)及力学性能的影响

采用场发射扫描电镜(FESEM)、光镜(OM)、X射线衍射(XRD)、布氏硬度及拉伸实验等方法研究了球化处理对AZ80析出相β-Mg17Al12及力学性能的影响。结果表明:铸态AZ80合金经过415℃保温24 h随炉缓冷的退火处理后,晶间粗大的网状共晶β相消失,得到细小层片状脱溶β相均匀分布于α-Mg基体的平衡组织,且片层状间距致密。球化处理中,层片状β相以自身溶断方式实现球化;经300℃球化处理后镁基体上弥散分布大量细小颗粒状β相,继续升温,颗粒状β相发生二次固溶,数量减少。球化处理后合金的屈服强度、抗拉强度最大达135.4 MPa和258.7 MPa,较铸态合金分别提高了19.1%和59.6%,伸长率由铸态的4.96%上升至9.88%。布氏硬度HB随球化温度的升高呈现先增高后降低的变化规律,且均高于铸态合金。

T6处理对AZ91镁合金析出相β-Mg_(17)Al_(12)及断裂性能的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射及拉伸试验等研究了T6处理对铸态AZ91镁合金析出相β-Mg17Al12及断裂性能的影响。结果表明:分布在铸态AZ91镁合金晶界的粗大网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中几乎全部溶解,使合金的屈服强度下降,而抗拉强度和伸长率升高,断口形貌为具有一定塑性变形的解理特征;T6热处理后,合金组织中出现不连续析出与连续析出的β-Mg17Al12相,使合金的强度明显提高,而伸长率明显降低,其拉伸断裂方式以沿晶断裂为主。

室温压缩AZ91镁合金显微组织及β-Mg_(17)Al_(12)相析出动力学

对常温压缩粗镁直接熔炼AZ91镁合金时效处理后的组织及β-Mg17Al12相析出动力学进行研究。结果表明:AZ91镁合金在常温压缩过程中出现大量的孪晶,为β-Mg17Al12相的析出提供了大量的形核基底;时效时β-Mg17Al12相优先在晶界、孪晶界析出,尤其易在孪晶与晶界、孪晶交接处析出并长大,且孪晶内析出的β-Mg17Al12相与α-Mg基体保持一定的位向关系;时效时间越长,析出的β-Mg17Al12相越多,温度越高,析出定量β-Mg17Al12相所需时间越短;结合实验数据,由JMAK方程计算得到AZ91镁合金析出β-Mg17Al12相激活能为23.8～37.9kJ/mol。

β-Mg_(17)Al_(12)析出相对AZ91镁合金搅拌摩擦焊接头动态再结晶行为的影响

本文对AZ91镁合金进行预固溶与时效热处理,控制β-Mg_(17)Al_(12)相的含量,然后对含不同量β-Mg_(17)Al_(12)相的AZ91镁合金进行搅拌摩擦焊,对焊缝截面进行观察并测量显微硬度。结果表明,在搅拌摩擦焊过程中,焊核区中的β-Mg_(17)Al_(12)相由于剧烈的塑性变形作用而全部溶入基体之中,机械热影响区的β-Mg_(17)Al_(12)相部分溶入基体之中。β-Mg_(17)Al_(12)相具有明显的粒子促进形核的作用,在AZ91镁合金搅拌摩擦焊的过程中有效地促进了动态再结晶的进行,且增大了接头热机械影响区宽度。

Sr对AZ81镁合金β-Mg_(17)Al_(12)析出相形态及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和电子拉伸试验机研究了Sr对AZ81镁合金β-Mg17Al12析出相形态及力学性能的影响。结果表明,加入0.3%的Sr时,合金中β-Mg17Al12相得到了明显细化,合金中出现颗粒状及杆状Al4Sr新相。随着Sr含量增加,β-Mg17Al12相从连续网状变为不连续网状和块状,且合金常温力学性能在Sr含量为0.6%时达到最高。当Sr含量到0.9%时,β-Mg17Al12相数量进一步减少,Al4Sr相偏聚呈断续网状。AZ81-xSr镁合金经过T6处理后,在α-Mg相晶界及晶内析出了大量层片状或针状、点状β-Mg17Al12相,合金力学性能得到显著提高。随着Sr含量增加,晶界上不连续析出的β-Mg17Al12相层片间距减小,晶内连续析出的β-Mg17Al12相减少。

β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态对AZ91镁合金力学性能的影响

采用固溶时效、退火处理以及球化处理等热处理工艺在AZ91镁合金中分别获得网状、层片状、球状和菱形状β-Mg17Al12相。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜以及拉伸和硬度试验等研究不同形态的β-Mg17Al12相对AZ91镁合金力学性能的影响。结果表明,网状β-Mg17Al12相恶化了AZ91镁合金的力学性能;层片状和球状β-Mg17Al12相有利于合金塑性的改善;而菱形状β-Mg17Al12相有利于合金强度的提高。

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。

β-Mg_(17)Al_(12)相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及室温拉伸试验等研究了β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板边裂行为的影响。结果表明:β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的中心及中部呈球状弥散在α-Mg基体中,构成层片状;网状β-Mg17Al12相对AZ31B镁合金铸轧板塑性有恶化作用,而层片状β-Mg17Al12相有利于合金塑性;位于晶界处的β-Mg17Al12相与基体α-Mg结合力较差且表现为脆性,铸轧变形时首先与基体分离,造成裂纹在晶界处萌生和扩展;轧制压力和摩擦力使轧制区域拉伸应变积聚,由此传递到液态区两侧的凝固硬壳内(即板坯边部),使晶粒破碎或沿晶界β-Mg17Al12相撕裂并向纵深扩展,形成边裂。

AZ80镁合金热变形中第二相析出机理研究

对AZ80镁合金进行了等温平面压缩试验,利用扫描电子显微镜观察分析了不同温度变形后AZ80合金组织,主要研究AZ80镁合金在热压缩变形过程中其组织中第二相β-Mg17Al12的析出形态及其形成机理。结果表明,在200、250、300和350℃变形时,合金中的β-Mg17Al12相经直接变形破碎呈条状分布,变形温度越高,流线特征越明显;在400℃变形时,AZ80合金为单相α组织,但在变形后的水冷过程中,合金内部析出了块状的β-Mg17Al12相,经高倍观察为细小紧密的层片状组织。

部分固溶处理对AZ91D镁合金微观组织及力学性能的影响

对AZ91D镁合金进行部分固溶处理,研究其热处理后的组织和性能.结果表明:温度较低时,合金的性能随时间变化不明显.升高温度,硬度随时间延长逐渐降低,而抗拉强度和延伸率逐渐增加.当保温时间一定时,硬度随温度的升高逐渐降低,抗拉强度和延伸率则逐渐增加.部分固溶处理后,晶界处硬脆相β-Mg17Al12部分溶入基体,同时由原来的网状分布变成岛状分布.硬脆相的减少,使得合金的硬度有所下降,但高于完全固溶处理后的硬度,而硬脆相形态的改变,又提高了材料的抗拉强度和延伸率.升高温度或延长保温时间,合金的脆性断裂倾向减小,拉伸断口呈现出较多的韧窝,对大幅度提高合金的力学性能极为有利.

Mg-8%Al-2%Ga镁合金的形变热处理

用扫描电镜、X射线衍射仪等分析手段及布氏硬度测试,研究了形变热处理对Mg-8％Al-2％Ga合金组织及力学性能的影响.结果表明,Mg-8％Al-2％Ga合金轧制变形方式以孪生为主;轧制变形后在150～300℃退火时,未发生再结晶,硬度的变化规律是随着退火时间的延长,硬度值先下降,然后上升,达到峰值后基本不变;150～200℃退火时,仅在晶界及孪晶处析出细小、弥散的β相,300℃退火时,在晶粒内部还观察到沿基体α相的（0001）晶面析出的长条状β相及一些菱形片状彼此夹角为120°（60°）的β相;400℃退火时,发生了再结晶,硬度值明显低于前三个温度.

均匀化退火等温冷却对Mg-10Al-1Zn镁合金组织性能的影响

对Mg-10Al-1Zn镁合金进行均匀化退火等温冷却处理,探讨等温温度和时间对β-Mg17Al12相析出形貌和合金力学性能的影响。研究结果表明：在420℃保温24h再经200~300℃保温1~6h后,β-Mg17Al12相均以层片状形态均匀析出。β-Mg17Al12相析出量随时间延长而增加,平均层片间距随等温温度升高而增大。合金在420℃保温24h再经250℃保温2h后,布氏硬度达到最高值80.1HB。

固溶处理对AZ91D镁合金时效态微观组织和性能的影响

以AZ91D镁合金为研究对象,研究了固溶处理对后期时效处理效果的影响.结果表明:415℃固溶处理5h后,铸态AZ91D镁合金中分布在晶界处的网状脆性相β-Mg_(17)A_(12)基本全部溶入基体相α-Mg中.后续时效期间沉淀相β-Mg_(17)A_(12)主要在晶界处不连续析出细小条状晶;而在晶内则连续析出颗粒状或短棒状晶.固溶时效处理后析出的β-Mg_(17)A_(12)相尺寸较铸态时大幅减小.晶内析出的β-Mg_(17)A_(12)相尺寸和间距小于400nm时,对提高合金力学性能的贡献很大.拉伸断口上撕裂片越大、解理台阶越多,则晶内析出β-Mg_(17)A_(12)相的尺寸越小、数量越多、分布越弥散,极有利于大幅提高合金的力学性能.415℃固溶处理10、24h后再经200℃时效处理16h,合金的抗拉强度出现2个峰值,较铸态时分别提高22.2%、34%,硬度提高了35.8%、34.7%.

铝含量对高铝镁合金凝固组织β相及力学性能的影响

浇注了不同含铝量的镁合金试样,并采用OM、SEM、EDS等分析手段研究了铝含量变化对凝固组织中β相含量及形貌的影响。结果表明:在亚共晶成分范围内,随含铝量的增加,共晶β-Mg17Al12相含量迅速增多,由网状逐渐转变为片状结构并形成共晶集群结构;镁合金的布氏硬度呈现出先增大再减小的趋势。

铸态及退火态Mg66Al34阳极镁空气电池的性能

制备了铸态及退火态Mg66Al34共晶合金,通过研究该合金的腐蚀及放电行为,考察了该合金作为镁空气电池阳极的放电性能。结果表明:在3.5 mass%NaCl溶液中,铸态合金具有较低的腐蚀速率及放电活性,退火态合金具有高的腐蚀速率及放电活性。在NaCl溶液中加入水溶性石墨烯后,铸态合金具有低的腐蚀速率及较高放电活性。铸态合金低的腐蚀速率是由于在β-Mg17Al12层间形成了黑色富铝氧化物腐蚀产物。

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。

均匀化退火等温冷却对AZ91D镁合金组织性能的影响

研究了AZ91D镁合金均匀化退火处理后等温冷却过程中β-Mg17Al12析出相的尺寸和分布均匀性,探讨等温温度和时间对β-Mg17Al12相析出行为和形态乃至合金力学性能的影响。结果表明:在420℃保温20 h后在150~300℃等温冷却2~6 h,β-Mg17Al12相以层片状形态在晶内均匀析出,随着等温冷却保温时间的延长,β-Mg17Al12相析出量增加,且其平均层片间距随等温温度升高而增大。力学性能测试结果表明:经420℃均匀化退火20 h后在250℃等温冷却保温6 h,硬度从铸态的57.7 HB增加到83.9 HB,屈服强度和抗拉强度分别提高了28%和37%,抗压强度提高了49.6%,伸长率由铸态的2%增加到6.52%。

AZ31B-AZ91D异种镁合金自动弧焊工艺研究

本文利用焊接机器人夹持氩弧焊炬对AZ31B-AZ91D异种镁合金自动弧焊工艺进行了研究,并在焊后利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱仪和拉伸试验机等先进手段对焊接接头的微观组织、析出相类型、拉伸性能及断口形貌进行了表征分析。研究结果表明,在焊接电流130A、焊接速度0. 65m/min、填丝速度0. 7m/min、正面保护气体流量16L/min、背面保护气体流量19L/min的焊接工艺条件下,可得到外观形貌良好的AZ31B-AZ91D异种镁合金焊接接头。邻近焊接接头AZ31B一侧的微观组织可以清晰地分为AZ31B母材区,热影响区和焊接熔化区,邻近AZ91D一侧析出相数量明显增多,EDS分析结果表明,该析出相为β-Mg17Al12相。拉伸结果显示,AZ31B-AZ91D异种镁合金焊接接头的屈服强度、抗拉强度和断后延伸率分别达到了AZ31B母材的76. 38%、88. 45%和42. 77%。表明该焊接接头力学性能优异。焊接接头拉伸断口形貌呈现出韧性-脆性复合断裂特征。

稀土元素对AZ91D镁合金组织与性能的影响研究

采用稀土元素La对AZ91D镁合金进行材料改性,以提高该合金的力学性能与耐磨性。结果表明:AZ91D+La合金的晶粒及硬质β-Mg_(17)Al_(12)相较AZ91D镁合金要明显细化,并且AZ91D+La合金铸态组织中存在针状的稀土Al4La相。加入稀土元素La的AZ91D合金的硬度、屈服强度、伸长率和拉伸强度分别增长了14.77%、16.67%、12.12%、19.02%,且添加La的AZ91D合金较未添加稀土La的AZ91D镁合金具有更好的耐磨性。