Ca和Zn对铸态镁高温抗氧化性及室温力学性能的影响

对提高铸态镁高温抗氧化性和室温力学性能的方法进行了试验研究。试验结果表明，Ｍｇ加入Ｃａ后能使其高温抗氧化性明显提高，但室温力学性能有所降低；Ｍｇ中加入Ｚｎ后能使高温抗氧化性有一定的提高，同时较好地改善了室温力学性能；Ｍｇ中同时加入Ｃａ和Ｚｎ后能使其高温抗氧化性显著提高，而室温力学性能也有较好的改善。

AZ91铸态镁合金中Mn含量对其微观组织及耐蚀性能的影响

目前,关于Mn对AZ91铸态镁合金耐蚀性能影响的研究并不充分,尤其是腐蚀机制方面仍不清楚。采用静态失重、电化学及盐雾腐蚀法研究了Mn含量对AZ91铸态镁合金微观组织及耐腐蚀性能的影响。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察AZ91铸态镁合金的微观组织和腐蚀形貌,采用能谱(EDS)仪、X射线衍射仪(XRD)分析了其物相组成。结果表明:AZ91铸态镁合金中的Mn主要以颗粒状的低电化学活性物质Al2Mn形式存在,阻碍了其腐蚀过程的进行;Mn能使AZ91铸态镁合金中的有效腐蚀相β-Mg17Al12减少,分布更弥散,从而使合金的腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,腐蚀速率降低,耐腐蚀性能增强;含0.8%Mn的铸态镁合金的耐腐蚀性能最好。

铸态镁合金ZK60的均匀化处理

铸态镁合金ZK60之所以受到人们的青睐,是因为它在现在所有商用镁合金中强度最高。通过光学显微镜(OM)对组织进行分析,研究不同退火温度和时间条件下铸态镁合金ZK60的显微组织。分析了退火温度和时间对铸坯组织的影响,从而得出最佳工艺时间360℃,退火时间为8小时。

铸造静置温度对Mg-6Al-2Sn铸态镁合金组织及性能的影响

采用不同的静置温度对Mg-6Al-2Sn铸态镁合金进行了试验,并进行了显微组织和力学性能的测试与分析。结果表明:随静置温度从650℃升高至770℃,试样的平均晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度和屈服强度先增大后减小,断后伸长率变化不大;与650℃静置温度处理时相比,710℃静置处理时的Mg-6Al-2Sn铸态镁合金的平均晶粒尺寸减小了55μm(167→112μm),抗拉强度和屈服强度分别增大了35 MPa(173→208MPa)和18 MPa(124→142MPa)。Mg-6Al-2Sn铸态镁合金的静置温度优选为710℃。

塑性变形对铸态AZ31镁合金组织和性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了等温压缩实验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能。结果表明:铸态AZ31合金通过塑性变形可以显著细化晶粒;随变形温度的升高,变形所得试样抗拉强度下降;在同一温度下变形所得试样抗拉强度随变形程度的增加而升高,变形程度达到一定值后,抗拉强度不再升高并有下降的趋势;铸态AZ31合金低温变形(210～240℃)后,可大幅度提高其抗拉强度。

铸态AZ80A镁合金的准超塑性

通过铸态AZ80A镁合金的高温拉伸实验,得到了该合金在一定条件下具有较大的延伸率,最高达260%。在较大延伸率下,试样断口无明显颈缩、应变速率敏感性指数m值在0.3左右,从而判定其具有准超塑性。通过组织分析,断定铸态AZ80A镁合金的主要超塑性变形机理为动态再结晶。研究结果可对铸态镁合金的超塑性及其生产应用提供参考。

铸态Mg-2Y-0.8Mn-0.6Ca-0.5Zn镁合金热变形行为研究

用Gleeble3500热模拟试验机对铸态Mg-2Y-0.8Mn-0.6Ca-0.5Zn镁合金进行热压缩变形试验,热变形温度和应变速率分别为375~450℃和0.001~5 s^(-1),利用试验数据绘制了真应力-应变曲线,并构建了双曲线正弦函数的本构方程和热加工图,同时分析了不同热变形温度和应变速率下材料的微观组织变化。铸态Mg-2Y-0.8Mn-0.6Ca-0.5Zn镁合金的热压缩变形激活能Q=230.32 kJ/mol,应力指数n=4.348,预测理想热变形温度和应变速率区域分别为410~450℃、0.03~0.25 s^(-1),该变区域功率耗散系数为30%~38%。热加工图中热变形稳定区域再结晶晶粒分布均匀,流变失稳区热变形再结晶晶粒分布不均匀。

等温热处理过程中铸态AZ91镁合金的微观组织演化

铸态AZ91镁合金加热至液固相温度区间内等温热处理后演变成半固态金属,对淬火组织形态分析的试验表明:在高固相体积分数条件下,网状分布的共晶组织首先熔化,二次枝晶臂消失或熔断脱落并重新沉淀在枝晶主干上,在Gibbs-Thomson效应下,发生Ostwald熟化,固相颗粒由枝晶逐渐演变成球形颗粒,并随着热处理时间的延长发生合并现象,而且热处理温度越高晶粒间合并现象越严重。同时在界面能降低的驱使下,晶粒内部包裹的液滴以两种方式形成:晶粒内富Al、Zn的质点经过熔化、扩散、合并、或者脱落的二次枝晶臂沉淀后搭桥生长形成。

搅拌摩擦加工铸态AZ31镁合金组织与性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对铸态AZ31镁合金进行单道次加工,研究加工区域的微观组织和力学性能。结果表明:搅拌摩擦加工过程中,材料发生了剧烈的塑性变形,粗大的β-Mg17Al12相显著破碎,形成细小、均匀的再结晶组织。XRD分析表明,搅拌摩擦加工导致大量的β相固溶到镁合金基体中,产生固溶强化作用。搅拌摩擦加工后的试样平均HV硬度值为810MPa,高于铸态AZ31镁合金的硬度值,抗拉强度比铸态AZ31镁合金提高43MPa,延伸率提高4.3%,拉伸断口表现为微孔聚合剪切断裂特征。

铸态AZ80镁合金高温热变形行为研究

在Gleeble-1500热模拟机上对铸态AZ80镁合金在应变速率为0．005s^-1～5s^-1、变形温度为200℃～400℃条件下的高温热压缩变形行为进行了研究。结果表明，材料真应力-真应变曲线呈现动态再结晶特征。在温度T≥250℃，试样流变应力行为对应变速率敏感；在低温下T=200℃，应变速率对流变应力影响不大。高温下试样流变应力符合幂指数函数关系，应力指数n为6，热变形激活能Q为220kJ／mol。在高应变速率条件下，试样在变形中的温升是应变量的函数。实验中，Zener—Hollomon参数值大的试样温升明显，而Zener-Hollomon值小的试样变形温度基本保持不变。

正挤压对铸态AZ31镁合金组织与性能的影响

为了研究塑性变形对铸态镁合金组织和性能的改善作用,用铸态AZ31镁合金进行了正挤压试验,并测试了原始试样和变形后试样的组织和性能。结果表明,正挤压可使铸态AZ31合金晶粒显著细化;挤压后抗拉强度和伸长率比挤压前分别提高22%和100%;随挤压温度升高,挤压所得试样的抗拉强度明显下降,但伸长率变化幅度较小;随挤压比的升高,挤压所得试样的伸长率和抗拉强度均明显升高。

铸态AZ80+0.4%Ce镁合金热加工图及微观组织研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机,对铸态AZ80+0.4%Ce镁合金在变形温度为300~420℃、应变速率为0.0005~0.5 s-1条件下进行热压缩试验,获得其真应力-应变曲线。用ZEISS金相显微镜观察不同变形条件下的显微组织,并根据实验结果建立热加工图。结果表明:随变形温度升高流变应力值减小,动态再结晶明显,晶粒细化,β-Mg17Al12相充分溶于基体中,另外呈针状分布的Al4Ce相破碎;随应变速率增大流变应力值增大,变形时间变短,动态再结晶不明显,晶粒粗大,β-Mg17Al12相溶解不充分。AZ80+0.4%Ce镁合金的变形安全区为变形温度340~390℃,应变速率0.5×10-3~0.5×10-2s-1,该区域动态再结晶明显,晶粒呈等轴形貌,细小且均匀;变形失稳区包括两个区域:在低温高应变速率区域,局部流变带的产生引起开裂;在高温高应变速率区域,β-Mg17Al12相集中的地方产生孔洞状裂纹。

试议塑性变形对铸态AZ80镁合金材料性能的影响

随着科学技术的进步,镁合金以其优越的性能,在各种新型材料中异军突起,成为材料研究的一大热门。而塑性变形技术,对于加强镁合金的强度和延展性,使其具有更多样的力学性能。本文就塑性变形对铸态AZ80镁合金材料性能的影响进行了相关研究。

铸态AZ91镁合金的压缩变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了铸态AZ91镁合金在变形温度为473～673K，应变速率为0．005～5s^-1条件下的压缩变形行为。结果表明，实验舍金的流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增大而增大，并且符合Zener-Hollomon参数的幂指数关系。通过对实验数据进行多元回归分析，所得流变应力方程中的参数口、A和变形激活能Q分别为0．1015，2．3863×10^9和175．667kJ／mol。合金在不同温度阶段呈现不同的组织特征，当变形温度为473K时，合金显微组织以孪晶、滑移带为主；当变形温度为573～673K时，则以动态再结晶晶粒为主。为进一步系统研究该合金的塑性加工提供一定的实验依据。

塑性变形对铸态AZ80镁合金材料组织性能的影响

研究了塑性变形对铸态AZ80镁合金材料组织和性能的影响。结果表明,在同一温度、不同应变量下,随应变量增加,铸态镁合金孪晶数量先增加后减少,并且在大应变量时出现流线组织;在同一应变量、不同温度下,随温度升高,铸态镁合金晶粒细化不明显;低温时铸态镁合金不仅存在加工硬化,而且存在析出强化,故其硬度大于均匀态镁合金;变形温度为T=350℃时,应变量ε=1.4时,铸态AZ80镁合金变形后可获最高的硬度(40 HRB)。

铸态AZ80+0.4Ce镁合金的热压缩变形试验研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机，在变形温度300℃～420℃、应变速率0．0005s～-0．5s^-1的变形条件下，对铸态AZ80＋0．4Ce镁合金进行热压缩试验。试验研究了该合金的高温流动应力变化规律，采用金相显微镜分析了温度、应变速率对微观组织的影响。结果表明：铸态AZ80＋0．4Ce镁合金的高温流动应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征，增加变形温度和降低应变速率都会降低材料的流动应力；热压缩温度越高，动态再结晶进行越充分，应变速率越大，动态再结晶晶粒越细。

挤压和T5处理对铸态ZK60镁合金组织性能的影响

对铸态ZK60镁合金进行了挤压,对挤压后的试样进行了T5处理,分析了该材料三种状态时力学性能和微观组织变化。结果表明:铸态ZK60镁合金挤压后,晶粒明显细化,各项力学性能显著提高;T5处理后试样的抗拉强度和硬度比T5处理前的相应值均有所提高,屈服强度明显提高,伸长率稍有降低;ZK60镁合金在挤压时,其组织中已有细小第二相析出;经T5处理后,其晶粒尺寸变化不大,析出相较挤压态时有明显增多,但部分聚集长大。

稀土元素铈对铸态Al-Mg合金组织和力学性能的影响

通过对比试验,利用拉伸力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、XRD衍射等手段研究稀土元素铈不同添加量对铸态Al-Mg合金组织的影响。结果表明,添加铈使铸态Al-Mg合金晶粒得到细化,枝晶尺寸明显减小。当铈的添加量为0.3%时,铸态Al-Mg合金具有良好的综合性能。

Ce对铸态Mg-6Zn合金组织与导热性能的影响

利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)等分析手段研究铸态Mg-6Zn-x Ce合金的微观组织,利用闪光法求得合金热导率随Ce含量的变化规律。结果表明:Mg-6Zn合金主要由α-Mg和Mg 7Zn 3相组成,添加稀土元素Ce后,合金中出现三元相Ce 5(Mg,Zn)41,主要分布于晶界和枝晶间,三元相的产生对Mg 7Zn 3相有抑制作用;Ce元素的添加使合金共晶组织含量增多,且随Ce含量增加共晶组织分布的连续性增强;合金热导率随Ce含量的增加逐渐降低,原因可能是随着Ce含量升高,合金中共晶组织的体积分数增加,分布更加连续,对电子散射作用增强,延长电子传导路径,增大了热阻,使合金热导率降低。

等径角挤压制备AZ91D镁合金的组织与性能

研究了铸态AZ91D镁合金在等径角挤压(Equal Channel Angular Extrusion,ECAE)后的室温力学性能和微观组织特征。在力学性能方面,铸态AZ91D镁合金经过1道次ECAE变形后,室温力学性能(屈服强度、抗拉强度、延伸率、弹性模量)由86.3 MPa,146.3 MPa,1.84%,42.5 GPa分别提高到144.1MPa,222.8 MPa,3.49%,47.7 GPa;2道次后变为109.1 MPa,268.3 MPa,4.48%,48.9 GPa。在微观组织方面,挤压1道次后,由于枝状晶粒在等径道弯角处滑动和转动时发生破碎,AZ91D镁合金的晶粒和黑色共晶相Mg17Al12沿挤压方向拉长为条带状;挤压2道次后,黑色共晶相开始部分回溶,共晶相有所减少且呈非连续分布。