含镁合金的制备及在炼钢中的应用

利用镁处理生产超纯净钢及改善钢的显微组织和机械性能等越来越受到重视.但是目前镁加入钢液中,反应十分剧烈,收得率很低且不稳定,无法满足实验的要求.本文拟利用金属粉末针对超高强度钢300M,制备Ni-Mg-Fe系和Ni-Mg-Mo-Fe系中间合金,镁的质量分数在5%左右,并采用电阻炉小坩埚实验.结果表明,无论是Ni-Mg-Fe系还是Ni-Mg-Mo-Fe系的含镁合金压块,镁的收得率都远远超过了预设的5%,镁的溶解量已基本达到稳定.镁处理后,钢中硫含量和全氧含量都明显降低,镁的加入起到显著的脱硫和脱氧效果.同时,钢中的夹杂物成分也变化明显,单相的Al2O3和Mn S夹杂物基本消失,转变为Mg S或者Mg O为核心的夹杂物,有些外面包裹着Mn S;或者是以Mg O·Al2O3尖晶石为核心,外面包裹着低熔点Mn S的复合夹杂物.

含锆镁合金系中的合金相

根据镁合金中主要合金元素的种类、作用以及合金组织、性能主特征 ,分析归纳了含锆镁合金的主要合金体系 ,重点综述了Mg -Zr、Mg -Zn -Zr、Mg -RE -Zr和Mg -Th -Zr等合金系中合金相的种类和形成规律 ,分析讨论了合金相的研究现状和对若干性能的影响。

含锶镁合金组织和性能的最新研究进展

锶作为一种应用潜力较大的镁合金合金化元素,已在镁合金中的应用研究领域引起国内外的广泛关注和高度重视。国内外近几年来的研究工作主要集中在锶对镁合金晶粒细化、第二相改性和含锶耐热镁合金的发展等方面。对国内外含锶镁合金研究工作的最新进展进行综述,介绍重庆大学近几年在含锶镁合金方面的最新研究成果,讨论若干新型含锶镁合金的组织和性能,分析含锶镁合金发展和生产应用中存在的问题和今后的研究方向。

含钪铝锌镁合金铸锭和均匀化显微组织研究

采用金相显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜及其能谱仪研究了Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.25Cu-0.1Zr和Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.35Cu-0.1Zr-0.25Sc两种合金的铸态及均匀化态显微组织演变与成分分布。结果表明:铸态组织以典型的枝晶结构存在,由过饱和的α-Al固溶体和α-Al+η-MgZn2的非平衡共晶相组成;铸态合金在470℃保温24 h,非平衡共晶相消失,合金枝晶偏析消除。确定合金铸锭的理想均匀化工艺参数为470℃×24 h。

含钪铝锌镁锆合金的热变形加工图及其应用

利用Gleeble-1500型热模拟试验机对含钪铝锌镁锆高强可焊铝合金进行热压缩试验,研究了该合金在热变形过程中的流变应力;在此基础上,基于动态材料模型以及PRASAD失稳判据,建立了合金的热变形加工图,并得出了合金的最佳热加工工艺参数。结果表明:试验合金的高温流变应力-应变曲线主要以动态回复和动态再结晶软化机制为特征,其流变行为可以用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为150.25kJ·mol-1;该合金适宜采用变形温度为360～400℃、应变速率为0.001～0.003s-1的热加工工艺。

自制覆盖剂在熔炼含铈AZ91D镁合金中的使用效果

开发了镁合金用变质处理和防氧化功效合二为一的新型覆盖剂,采用热分析仪、光学显微镜、力学性能试验机、X射线衍射仪等研究了自制NRJ覆盖剂对熔炼含铈AZ91D镁合金铸态显微组织和力学性能的影响,并与传统RJ2覆盖剂进行了对比。结果表明:含铈AZ91D镁合金采用NRJ覆盖剂熔炼后,合金组织中Mg_(17)Al_(12)相得到了细化,晶内出现了Al_4C_3形核质点,促进了基体晶粒细化;合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别提高了36%,32%和146%,且拉伸断口中韧窝更多、更深;防氧化性能比用传统RJ2覆盖剂的更好。

不同覆盖剂对含铈AZ91D镁合金组织及性能的影响

采用DTA/TG热分析、金相显微镜、力学性能测试、X射线衍射物相分析和EDAX分析技术,研究了传统覆盖熔剂RJ2和自制覆盖熔剂NRJ对含铈AZ91D镁合金的显微组织和力学性能的影响作用。结果表明,含铈AZ91D镁合金采用覆盖熔剂NRJ熔炼后,Mg17Al12相得到改善,晶内出现Al4C3形核质点,促进了晶粒细化,提高了合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率,且拉伸断口形貌呈现河流花样,韧窝也更深,综合性能比传统覆盖熔剂RJ2更好。

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定含硅镁合金中营养元素锶和钙

采用氢氟酸溶解硅,高氯酸冒烟除氢氟酸处理,利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICPAES)法测定生物医用可吸收含硅镁合金中营养元素锶和钙。对仪器参数以及被测元素的谱线选择进行了讨论。在选定最佳条件下,探讨了检测方法中检出限、精密度及加标回收率等指标,方法相对标准偏差小于1%(n=5),加标回收率为100.6%~117.2%。方法实用性强,已成功应用于含硅镁合金中锶和钙的测定。

新型含镁储氢电极合金的研究进展

重点介绍了能改善含镁储氢电极合金电化学性能的方法:元素取代、与其它材料组成复合材料等;特别介绍了一种制备镁基储氢电极合金的新工艺,即采用氢化燃烧合成与机械球磨复合制备工艺。结合这些方法综述了新型含镁储氢电极合金的研究进展。

挤锻复合成形Mg-4Al-2Sn镁合金的组织及性能研究

采用不同的挤压温度和锻压温度对新型含锡镁合金Mg-4Al-2Sn试样进行了挤锻复合成形试验,并进行了显微组织和力学性能的测试、对比和分析。结果表明:随挤压温度和锻压温度的升高,试样的晶粒先细化后粗化,抗拉强度、屈服强度先增大后减小,组织改善。在350℃挤压然后380℃锻压的试样抗拉强度、屈服强度最大,分别为325、230 MPa。

稀土镁合金覆盖熔剂作用机理研究

采用力学性能测试、金相显微镜、DTA/TG热分析、X射线衍射物相分析和EDAX分析技术研究了传统覆盖熔剂RJ2和自制覆盖熔剂FGJ对含铈AZ91镁合金的显微组织和力学性能的影响作用。结果表明:含铈AZ91镁合金采用覆盖熔剂FGJ熔炼后,Mg17Al12相得到改善,晶内出现Al4C3形核质点,促进了晶粒细化,提高了合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率,且拉伸断口形貌呈现河流花样,韧窝也更深,综合性能也比传统覆盖熔剂RJ2更好。

Sn影响镁合金显微组织和力学性能的研究现状及进展

综述了Sn单独添加以及Sn与其他元素复合添加对Mg-Al、Mg-Zn、Mg-Li或Mg-RE系等商用镁合金显微组织及力学性能影响的研究现状,并对Mg-Al-Sn、Mg-Sn-Zn、Mg-Sn-Mn、Mg-Sn-Ca/Sr、Mg-Sn-Bi和Mg-Sn-RE基等新型含Sn镁合金的研究开发进行了介绍。

不同焊丝对T6态Al-12.7Si-0.7Mg合金焊接接头组织性能的影响

采用ER4047,ER5183和ER5356 3种焊丝对厚度为6 mm的T6态Al-12.7Si-0.7Mg合金进行平板对接试验,使用双脉冲MIG单面双道焊缝成形工艺,确定了3种焊丝对应的焊接工艺参数并且获得了良好的焊缝成形。在此基础之上,对焊接接头进行金相组织观察和力学性能测试。结果表明,使用ER4047焊丝的焊缝接头组织与ER5183和ER5356接头组织有明显差别;3种接头的拉伸试验具有不同的断裂模式,采用ER5183焊丝的接头强度最高,约为母材的70%;显微硬度结果表明,T6态的母材受焊接热输入的影响后,热影响区内存在软化现象。

Er含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐腐蚀性能的影响

为了研究Er元素的添加对Zn-Al-Mg合金微观组织和腐蚀性能的影响,分别熔炼了4种不同成分的合金,即Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.1%Er、Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.5%Er、Zn-7%Al-2%Mg-0.1%Er和Zn-7%Al-2%Mg-0.5%Er。通过SEM观察合金的组织和析出相,采用EDS分析不同组织和相的成分,并利用XRD检测确定析出相的比例。通过EPMA分析,研究Er_(2)Zn_(17)在不同成分四元合金中的面积分数以及分布规律。测试了Tafel曲线和Nyquist曲线,以研究不同成分合金的耐腐蚀性能。结果显示,Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.5%Er合金比Zn-1.7%Al-1.1%Mg-0.1%Er合金的腐蚀电流密度低,Zn-7%Al-2%Mg-0.5%Er合金比Zn-7%Al-2%Mg-0.1%Er合金的腐蚀电流密度低,说明随着Er含量的增加,合金的耐腐蚀性能进一步提高。最终结果表明,Er元素的添加可以细化合金的组织,提高合金的耐腐蚀性能。

热处理工艺对Al-12.7Si-0.6Mg合金焊接接头组织性能的影响

采用ER5356焊丝对厚度为6 mm的T6态Al-12.7Si-0.6Mg合金进行平板对接试验,使用交流脉冲TIG单面双道焊缝成形工艺,获得了良好的焊缝成形并且对焊接后材料分别进行了T5和T6态热处理。研究表明:热处理前,焊接接头热影响区内存在软化现象,接头抗拉强度为157.58 MPa,经T5态和T6态热处理后,焊接接头强度分别增至265.34 MPa和308.09 MPa;焊后热处理使熔合区析出的Si颗粒重新固溶到基体中,形成Al-Si固溶体及细小的α-Al枝晶组织,与焊缝区的等轴晶过渡良好,热影响区的显著硬度提高,使断裂位置由热影响区转移至熔合区,接头的抗拉强度和屈服强度大幅度提高。

挤压-室温轧制对尺寸不对称喷射沉积含Gd镁合金组织及织构影响

摘要：采用喷射沉积技术制备Mg-8Zn-2Ca-2Gd-1Zr-1Nd合金沉积坯，对其进行挤压预变形后再进行室温轧制变形（ε=5％，10％，15％）。利用蔡司金相显微镜（OM），扫描电子显微镜（SEM）和x射线衍射仪（XRD）分析挤压-轧制变形对镁合金显微组织及微观织构演变的影响。结果表明：尺寸不对称喷射沉积镁合金挤压坯在室温轧制变形时，随压下率（8.5％，10％，15％）增加，硬度值升高且存在硬度值分布不均匀现象，团聚第二相粒子逐渐呈弥散分布，其中尺寸小于1μm的第二相粒子弥散分布于基体上，而部分富稀土元素第二相碎化后偏聚在基体晶粒晶界处，大量弥散分布于基体和晶界处的第二相粒子阻止位错滑移是镁合金轧制后硬度提高的重要原因。尺寸不对称喷射沉积镁合金在挤压-轧制变形过程中，当F=10％时，（0002）基面织构强度降低、非基面织构形成且极密度增强，实现了形变织构随机化。晶粒细化、挤压坯初始织构遗传性、尺寸不对称变形三者综合作用是实现形变织构随机化的主要原因。

含钛镁合金材料的挤压工艺优化

为了优化Mg-5Al-1Zn-0.8Ti含钛镁合金的挤压工艺,在不同的挤压温度和挤压速度参数下对试样展开了组织和力学性能的测试与分析。结果表明:挤压温度从325℃增加到425℃,挤压速度由1 m/min提高到5 m/min,试样的平均晶粒尺寸先减小后增大,力学性能先提升后下降。与325℃挤压温度相比,400℃挤压温度下的含钛镁合金试样的平均晶粒尺寸减小了34%,抗拉强度和屈服强度分别增大了24%和29%,断后伸长率减小28%;与1 m/min挤压速度相比,3 m/min挤压速度下试样的平均晶粒尺寸减小了26%,抗拉强度和屈服强度分别增大12%和14%,断后伸长率减小21%。因此,Mg-5Al-1Zn-0.8Ti含钛镁合金的挤压工艺参数优选为:挤压温度400℃、挤压速度3 m/min。

新型含钛镁合金汽车散热器的挤压工艺优化

采用不同的挤压温度、挤压速度和挤压比,进行了新型含钛镁合金汽车散热器的挤压成型,测试与分析其力学性能。结果表明:随挤压温度从320℃提高至420℃、挤压速度从1.5 m/min增大至3.5 m/min、挤压比从12增大至24,散热器的抗拉强度先增大后减小,断后伸长率变化幅度较小。新型含钛镁合金汽车散热器的挤压温度、挤压速度和挤压比分别优选为:380℃、2.5 m/min、20。

含锌镁合金的研究现状与应用及其LPSO相对合金性能的影响

Zn元素添加到镁合金中能提高合金的流动性、力学性能和抗蠕变性能,使得含Zn镁合金成为该领域的研究热点之一。本文系统综述了含Zn镁合金的研究现状,包括Zn元素对镁合金微观组织、拉伸力学性能和耐蚀性影响等研究成果,介绍了含Zn镁合金在变形镁合金和铸造镁合金上的应用情况。在此基础上,进一步概述了含Zn镁合金中的LPSO相提高镁合金性能的作用和机制。最后针对目前含Zn镁合金研究中存在的不足,指出了含Zn镁合金未来的重点研究方向,以期为含Zn镁合金的进一步研究提供一定的参考。

数控机床用含钛镁合金板材的挤压工艺优化

为了优化用于数控机床的Mg-8Al-0.5Zn-0.5Ti含钛镁合金板材的挤压工艺参数,为工业化生产提供试验数据和参考。采用不同的挤压温度、挤压速度和挤压比,在工业化挤压生产线上进行板材的挤压试验和显微组织、力学性能的测试与分析。结果表明:随挤压温度从300℃提高至360℃、挤压速度从1 m/min增大至5 m/min、挤压比从8增大至16,板材的晶粒先细化后粗化,力学性能先提高后下降。与300℃挤压相比,350℃挤压时板材的抗拉强度、屈服强度分别增大22.7%、34.0%。挤压温度、挤压速度和挤压比分别优选为350℃、3 m/min、14。