金属Mg/SiO_2玻璃的高温反应及其所形成的层状结构

Mg与SiO2 反应组织由MgO ,Mg及Mg2 Si相构成 ,反应前沿组成相构成层状特征 ,心部层状相存在颗粒化趋势 ,整个反应层组织具有层状复合特征。研究表明 :随反应温度的提高 ,表层层片增厚 ,层片数目减少。根据实验结果并结合热力学分析认为 ,Mg与SiO2

金属Mg对高碳轴承钢S8Cr4Mo4V碳化物及热塑性的影响

对添加不同Mg含量的S8Cr4Mo4V钢锭淬火组织和高温性能进行分析。结果表明,添加适量的金属Mg可改善钢的结晶组织,破坏碳化物的网状结构,并能提高钢的高温热塑性。另外,Mg的加入对高碳轴承钢S8Cr4Mo4V的内部质量无不良影响。

冷速对液态金属Mg凝固过程中微观结构演变的影响

采用分子动力学方法对不同冷速下液态金属镁(Mg)快速凝固过程中的微观结构演变进行了模拟研究.并采用能量-温度(E-T)曲线、双体分布函数、Honeycutt-Andersen键型指数法、原子团簇类型指数法(CTIM-3)以及三维可视化等方法系统地考察了凝固过程中微观结构演变与相转变过程.结果发现:在以冷速为1×10^(11)K/s的凝固过程中,亚稳态bcc相优先形成,随后大量解体,其变化规律符合Ostwald规则,系统最终形成以hcp结构为主体与fcc结构共存,中间还夹杂部分bcc结构的致密晶体结构.在1×10^(12)K/s冷速下,结晶过程呈现迟缓现象,形成bcc结构的初始温度降低,系统形成以hcp居多、与bcc和fcc三相共存的结构,且因相互竞争、相互制约而导致不易形成粗大的晶粒结构.而在1×10^(13)K/s冷速下,系统则形成以1551,1541,1431键型为主的多种非晶态基本原子团组成的非晶态结构.此外,在冷速1×10^(12)与1×10^(13)K/s之间的确存在一个形成非晶态结构的临界冷速.

添加金属Mg对MgO-C砖耐蚀性的影响

为提高转炉内衬用MgO-C砖的耐用性,研究了在含有Al的MgO-C砖中添加Mg的同时,再添加BN、B_4C和硼酸粉作为第3成分的结果。研究结果发现,添加金属Mg后再添加含硼的第3成分,不仅可以抑制还原热处理后Mg的逸出,还可以提高MgO-C砖的耐蚀性,减少对耐热震性的不利影响。

Mg/Al双金属固相复合界面特征与性能

Mg/Al双金属层状复合材料因兼具镁合金低密度和铝合金耐腐蚀的特性,在轻量化与高性能成形制造方面应用需求巨大.而金属材料接触面在固态下直接结合的双金属固相复合工艺,因避免了液–液复合或液–固复合中氧化、夹杂等缺陷对复合材料性能的影响,在双金属复合技术中具有显著的优势.为阐明Mg/Al双金属固相复合过程中热变形条件对复合界面特征和性能的影响规律,开展了变形温度300~430℃、应变率5×10^(-3)~1 s^(-1)和变形量20%~40%条件下的热压缩复合实验,采用扫描电镜、能谱仪和维氏硬度仪获得了复合界面的微观形貌、元素和硬度的分布规律.结果表明:随着应变率降低、变形量增加和变形温度升高,元素扩散时间增长、扩散能力增强,过渡区总厚度增加,形成了Mg_(17)Al_(12)相和Al_(3)Mg_(2)相组成的高硬度金属间化合物层.在此基础上,通过建立金属间化合物层的厚度演化模型,结合双金属冶金结合的临界变形量计算公式,构建了Mg/Al双金属复合界面特征随热变形条件演化图.计算结果说明:较高温度(>400℃)和较高应变率(~1 s^(-1))的变形条件在保证Mg/Al双金属冶金结合同时,可以抑制金属间化合物层的出现和长大,从而有助于良好复合界面的实现.

FeCoNiCrCu高熵合金涂层对复合铸造Al/Mg双金属组织和性能的影响

目的研究不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层对Al/Mg双金属组织和力学性能的影响。方法通过超音速火焰喷涂工艺在A356嵌体表面喷涂不同厚度的FeCoNiCrCu高熵合金涂层,采用消失模复合铸造工艺制备Al/Mg双金属,利用扫描电镜、EDS能谱及XRD衍射仪、维氏硬度测试仪和万能试验机对Al/Mg双金属界面微观组织和力学性能进行测试和分析。结果未喷涂高熵合金涂层的Al/Mg双金属界面由共晶层和金属间化合物层组成,断裂位置主要位于金属间化合物层,裂纹从Al_(3)Mg_(2)扩展至共晶层结束,具有典型的脆性断裂特征,剪切强度仅为30.37MPa。当高熵合金涂层厚度为5μm时,Al/Mg双金属形成了Al_(3)Mg_(2)+Mg_(2)Si/AlxFeCoNiCrCu+FeCoNiCrCu+Al-Mg-Co-Ni混合相/δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的复杂界面,断裂发生在高熵合金层与δ-Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶组织的交界处,断裂面产生了一定程度的塑性变形,剪切强度为48.46MPa,相对于无涂层的Al/Mg双金属提高了59.56%。当高熵合金涂层厚度为20μm时,铝侧生成了AlxFeCoNiCrCu高熵合金,镁侧则只生成了少量Mg-Ni-Cu混合相,断裂发生在高熵合金涂层与镁基体交界处,剪切强度为39.69 MPa。结论高熵合金涂层可以有效阻碍Al、Mg元素之间的扩散,从而显著抑制或完全阻止Al-Mg脆性金属间化合物的产生,大幅度降低界面层厚度。金属间化合物的减少和混合相对裂纹扩展的阻碍作用显著提高了Al/Mg双金属界面的剪切强度。

制备Mg基大块金属玻璃的特种铸造方法

叙述了制备方法对Mg基大块金属玻璃 (BMG)中的非晶相形成所起的至关重要的作用。介绍了国外近年来发展起来的几种制备Mg基BMG的特种铸造方法 ,包括金属型铸造法、低压铸造法、压铸法和挤压铸造法等 ,阐明了这些制备方法的工艺、工装设计、急冷原理以及最终的制备效果。指出金属型铸造时 ,在凝固的前 3 0s内 ,水冷铜型与无水冷铜型中的熔体冷却行为没有太大的区别 ;压铸时 ,熔体的淬火效率更加显著 ;挤压铸造能够制备出直径达 10mm的更大Mg65Cu15Y10Ag10 基BMG。Mg基BMG的制备方法的发展趋势是快速、简单、近终成形。

稀土镨对金属间化合物Mg_2Si组织的影响

为了改善金属间化合物Mg2Si在常温下的组织形态与分布,采用在Al-30Mg2Si合金中添加不同量稀土元素镨(Pr)的办法,研究Pr对该合金中Mg2Si变质的影响.结果表明:适量的稀土元素Pr能够明显细化Mg2Si晶粒,改善其形态及其分布.当Pr加入0.2%时能够抑制Mg2Si树枝晶生长,且能使Mg2Si相均匀分布.当Pr加入0.6%～0.8%时,Mg2Si相呈规则多边体形态,且分布更加均匀,组织更加细小,可认为该含量时Mg2Si组织最完善,稀土Pr变质效果最好.当Pr增加到1.7%时,Mg2Si相再次呈不规则状,且分布不均匀.

Mg/Al异种金属的焊接研究现状

镁合金是21世纪最有发展潜力的非铁金属材料之一,也是新型的绿色环保工程材料,其研究开发和应用得到了广泛的关注,其中Mg/Al异种金属的焊接是目前非铁金属材料焊接领域的前沿。概述了Mg/Al异种金属焊接技术的研究现状,主要针对其熔焊和固相焊,并指出进一步开展Mg和Al的焊接工艺和基础理论的研究,对推动Mg/Al异种金属接头的实用化具有重要的意义。

Mg/Al液固双金属复合材料的界面及相组成

针对单一镁合金耐蚀性差的问题，利用液固复合法制备了Mg／Al双金属复合材料，采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及X射线衍射（XRD）对材料界面组织和相组成进行了分析。试验结果表明：当以AZ91D为浇注金属，浇注温度为660～680％时，炉冷、双金属AZ91D和Z1105可获得良好的冶金结合界面；合金界面共分为5个明显区域，镁合金基体侧为Mg基固溶体和Mg17Al12,铝合金基体侧为铝基固溶体和Al3Mg2，界面中间区域则为Al3Mg2和弥散析出的中间相Mg2Si。

Mg-Cu-Y基大块金属玻璃的研究进展

综述了近几年来Mg-Cu-Y基大块金属玻璃在玻璃形成能力和性能上的研究进展,阐述了各种合金化元素对提高玻璃形成能力和性能的作用机理,并提出了Mg-Cu-Y基多元非晶合金成分的选择依据。最后分析了Mg基大块金属玻璃目前存在的问题,并就以后Mg基非晶合金的发展动向进行了展望。

(MgCuGd)_(100-x)Ti_x块状金属玻璃复合材料耐磨性能研究

通过加入轻金属元素Ti,采用铜模吸铸法成功地的制备出了以Mg65Cu25Gd10金属玻璃为基体的(Mg0.65Cu0.25Gd0.1)100-xTix(x=0,2.5,5和7.5)块状金属玻璃复合材料,该材料显示出了较高的比强度.借助盘销摩擦实验的方法着重研究了该块状金属玻璃复合材料的耐磨性能.试验结果表明,Mg基块状金属玻璃基体上晶化相Ti颗粒的形成能有效地提高该复合材料的抗磨损能力,并且随着Ti含量的增加,(Mg0.65Cu0.25Gd0.1)100-xTix(x=0,2.5,5和7.5)复合材料的硬度逐渐增大,而其磨损体积损失量呈现出先减小而后增大的趋势,当含Ti量的原子数分数达到5%时,该复合材料表现出最小的磨损体积损失量,该磨损体积损失值与单一的Mg65Cu25Gd10金属玻璃相比下降了20%.最后,从显微硬度及其压缩塑性的角度分析了Mg基块状金属玻璃复合材料的耐磨性能得到显著改善的机理.

Mg/Al异种金属焊接研究现状及发展方向

镁合金和铝合金性能优异,应用前景广阔,焊接技术约束其进一步发展应用。分析了镁、铝合金的焊接特点,综述了近年来镁/铝异种金属焊接方法,包括扩散焊、钎焊、搅拌摩擦焊、电子束焊、TIG焊、激光焊等,展望了镁/铝异种金属的焊接研究方向。

Mg3Sb2金属间化合物的机械化学合成工艺

采用机械合金化方法制备Mg_3Sb_2金属间化合物,研究了摩尔比为3:2的Mg、Sb混合粉末的机械合金化过程,通过改变球磨转速和球料比找到制备Mg_3Sb_2的最佳工艺参数,对球磨后的粉末进行了X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)测试分析。结果表明,机械合金化方法可制备出细小的Mg_3Sb_2粉末,最佳球磨工艺参数是500 r/min的球磨转速、15:1的球料比。由热力学计算可知,Mg-Sb二元合成反应的绝热温度Tad=2149.5 K。DSC分析知,随球磨时间的延长,燃烧反应的临界温度会下降。经Kissinger公式计算原始混合粉末的激活能为94.45 k J/mol,球磨2 h之后的激活能为82.23 k J/mol,说明球磨使粉末内部产生大量晶体缺陷和位错等,体系能量增加,反应激活能降低,从而促进合金化的进程。

Mg2Si金属间化合物研究概述

综述了目前Mg2Si金属间化合物的研究进展情况。总结了Mg2Si金属间化合物研究的发展和应用状况。着重阐述了Mg2Si金属间化合物及其合金材料的制备工艺，以及改善组织、提高性能的方法。最后提出了针对我国Mg2Si金属间化合物研究发展方向的几点建议。

不同挤压比下Mg/Al双金属界面的微观组织与力学性能研究

利用正挤压将镁合金MB26和铝合金7075在不同挤压比下挤压成包覆棒材。重点研究了镁铝复合棒材在不同挤压比下的微观组织和力学性能。结果表明,挤压温度450℃时制备的Mg/Al复合棒材在不同挤压比的试样界面厚度不均,在170~2300μm,且在界面上能看到一些微孔;界面处的硬度值明显高于镁铝两基体的硬度值,高达256HV以上;随着挤压比的增加,镁铝结合界面的硬度增大,界面厚度增加,晶粒变得细小;在高温高压下,Mg/Al复合棒材在界面结合区发生了元素的扩散,进而在结合界面发生冶金反应：近铝侧生成Al_3Mg_2相,近镁侧生成Al_（12）M_（17）相。

基于响应面法的Al/Mg异种金属搅拌摩擦焊工艺优化

为优化铝/镁异种金属搅拌摩擦焊焊接工艺,以1060铝/AZ31B镁异种金属为研究对象,转速ω、焊速v、刀具偏移量ρ为变量构建多组试样,并测量其拉剪力,利用响应面法建立数学模型分析不同焊接工艺参数对焊接接头拉剪力的影响。通过分析模型发现,刀具偏移量对接头力学性能影响最大,当转速一定时,随焊速的提高,接头拉剪力最大值取值位置向刀具偏移量减小方向移动。通过该方法计算出在ω=1374.4 r/min,v=56.8 mm/min,ρ=9.5 mm处取得最优值6.492 kN,随着焊接参数偏离最优值,接头拉剪力随焊接参数变化下降速度越来越快。在ω=1200~1500 r/min,v=45~60 mm/min,ρ=9~11 mm时,接头拉剪力大于6 kN,为接头力学性能提供了连续的参考数据。

钎焊温度及保温时间对Sn-30Zn钎料钎焊Mg/Al异种金属组织和性能的影响

采用Sn-30Zn(质量分数,%)钎料对Mg/Al异种金属进行低温钎焊.并利用扫描电子显微镜、电子探针研究了钎焊接头在不同焊接工艺参数下的微观组织演变过程,同时采用维氏硬度仪及万能力学性能试验机对接头的显微硬度和力学性能进行了测试.结果表明,当钎焊温度为330℃,保温时间为5 s时,钎焊接头组织性能较好.接头组织主要分为近镁侧的Mg2Sn化合物层、近铝侧的Al-Sn-Zn固溶体层、焊缝中心三个区.焊缝中心区以Sn-Zn的过共晶组织为基底,上面弥散分布着Mg2Sn相,铝基固溶体相.接头的最佳平均剪切强度为60.47 MPa.

Mg/Al异种金属焊接研究现状

镁合金和铝合金是当前广泛应用并具有良好前景的有色金属材料,而Mg/Al异种金属焊接是当前研究的热点问题。本文介绍了当前镁铝异种金属常用焊接方法的研究现状,分析了焊接中常出现的问题和解决方案。提出进一步开展镁铝焊接工艺和基础理论研究,对于推动镁铝异种金属焊接应用具有重要的意义。

冷喷涂Zn中间层对Mg/Al异种金属超声波焊接性能的影响

Mg/Al异种金属超声波焊接(USW)是当前研究的热点问题,但在焊接过程中形成的金属间化合物(IMC)导致接头强度较低。为提高接头强度,预先利用超音速冷喷涂技术在Mg板表面喷涂Zn粉作为中间层,后进行超声波点焊试验,分析了接头的微观组织和力学性能。研究表明:无中间层接头界面出现了大量的Mg-Al系金属间化合物Al12Mg17,含Zn中间层接头界面中存在延性金属间化合物MgZn2。Zn中间层有效阻止了Mg/Al相互扩散,抑制了Mg-Al系IMC的生成,提升了接头的性能,与无中间层接头相比,最大拉伸剪切载荷提升11.5%,剥离强度提升了29.5%。