稀土对镁-铝合金抗热裂性能的影响及其机制

研究了稀土（0.1%～1.2%,质量分数）对Mg-Al合金抗热裂性能的影响及其机制.结果表明： 往Mg-Al合金中添加稀土后,合金的抗热裂性能显著下降,其原因可归为： 稀土引起了Mg-Al合金晶粒粗化,使得热裂纹萌生所需的断裂应变降低;稀土减少了Mg-Al合金中的共晶组织,缩短了枝晶通道保持开通的时间,不利于合金进行补缩;而且稀土还提高了共晶反应的温度,使得凝固后期枝晶间液膜的强度有所下降;当α-Mg枝晶连成骨架时,分布在枝晶间的Al11RE3相容易堵塞枝晶通道,增加了合金补缩的难度;Al11RE3相与α-Mg基体的凝固收缩率不同,容易产生凝固收缩应力,促进热裂纹的萌生.

低铝含量镁-铝合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜、扫描电镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪和拉伸试验机等研究了铝质量分数小于3%的低铝含量镁-铝合金的显微组织和力学性能。结果表明:低铝含量镁-铝合金铸态组织由α-Mg和β-Mg17Al12两相组成,其中α-Mg固溶体为等轴树枝晶;随着铝含量的增加,呈六重对称的蔷薇状α-Mg树枝晶尺寸减小、分支发达;其力学性能基本随铝含量的增加而提高;铝含量为2.6%合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为178.8 MPa,62.3 MPa和11.3%。

镁-铝异种合金搅拌摩擦焊的研究现状及展望

镁合金具有高的比强度和比刚度,被广泛应用于各种工程领域。然而镁合金存在易腐蚀和成形性能差等缺点,极大地制约了镁合金的广泛应用。铝合金密度低,强度高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,在工业上得到了广泛使用,使用量仅次于钢。在航空航天、轨道交通及汽车等精密工业中,异种合金间的焊接被认为是最复杂的工程之一。通过镁-铝异种合金的焊接,有效结合两种合金的优点,从而满足一些特殊工作环境对零件的使用要求。与此同时,镁-铝异种合金的焊接可显著节省材料从而降低成本,极大拓展了镁合金和铝合金的应用。搅拌摩擦焊可以显著改善传统熔焊工艺中存在的许多冶金问题,从而获得高质量的焊接接头。因此,不同牌号的镁-铝搅拌摩擦焊既有重大的科学研究价值又有巨大的工业应用价值。本文总结了镁-铝合金搅拌摩擦焊的研究进展,特别关注了搅拌摩擦焊工艺参数对微观组织演变、力学性能及相关缺陷的影响,并对后续的研究热点进行了展望。

NaCl污染条件下β相对镁-铝合金大气腐蚀行为的影响

对含有不同体积分数β相的镁-铝合金进行实验室模拟的NaCl污染微粒诱发的大气腐蚀实验.采用扫描电镜(SEM)对腐蚀产物的截面形貌以及去除腐蚀产物后基体的腐蚀形貌进行观察.结果发现,镁铝合金的大气腐蚀源自NaCl污染微粒沉积的位置.腐蚀增重结果表明随着β相体积分数的增加,镁铝合金的腐蚀程度加剧.这是因为β相的增加,增大了微电偶电池的阴极面积.可见,在双相镁铝合金中,随着β相的增加,β相与α相之间的腐蚀微电偶作用增强.

Cl^-浓度对镁-铝合金β相模型合金腐蚀电化学行为的影响

对镁-铝合金β相模型合金在不同浓度的Cl^-溶液环境中的腐蚀电化学行为进行研究.结果表明,随着Cl^-浓度的增加,β相的自腐蚀电位依次降低.但β相与α相之间的电位差没有随Cl^-浓度的增加递增.β相在不同浓度的Cl^-溶液中均能发生钝化,随Cl^-浓度的增加点蚀击破电位降低,相应表面膜中含Mg的腐蚀产物种类也增多.在不同浓度Cl^-溶液环境中,β相模型合金的腐蚀电化学结果可以揭示β相的微电偶作用.

Cl^-对镁-铝合金β相模型合金表面膜稳定性的影响

采用电化学阻抗测试技术(EIS)、Mott-Schottky方法对β相模型合金在Cl-溶液环境中形成的表面膜的稳定性和半导体特性进行研究.结果表明,Cl-浓度的增加,使β相表面膜形成和活化溶解的趋势均加剧,即表面膜的稳定性变差.原因在于Cl-浓度较低时,β相表面膜的半导体类型为P型,P型半导体膜是一种阳离子导体膜,Cl-很难通过迁移扩散的方式穿过表面膜.随着Cl-浓度的增大,β相表面膜的半导体类型转变为N型,N型半导体膜便于Cl-穿越膜层到达膜层底部,继续腐蚀金属并使表面膜发生破裂.

原位阻抗谱研究β相对镁-铝合金初期大气腐蚀行为的作用

采用原位电化学阻抗(EIS)技术研究了薄液膜条件下β相对镁铝合金初期腐蚀行为的影响。结果表明由NaCl诱发的镁合金初期大气腐蚀,β相起到了关键作用。在早期的10 h内,β相体积分数较多的镁合金对应阻抗谱的电荷转移电阻比较大,表明其腐蚀速率较慢,这是由于镁合金中β相相对耐蚀。但在高浓度Cl^-作用下,随暴露时间的延长,一旦突破合金表面β相的阻碍后电荷转移电阻明显下降,腐蚀速率加快。β相体积分数较少的镁合金随着暴露时间的延长,腐蚀产物膜的保护性明显优于β相体积分数较多的镁合金,这有助于减缓β相体积分数较少的镁合金基体在暴露后期的腐蚀速率。

低固溶镁-铝和铝-镁合金高压熔点的第一性原理模拟

以往虽然针对镁(Mg)、铝(Al)单质的高压熔化曲线开展了较多研究,但是对于Mg-Al和Al-Mg合金的高压熔化却鲜有报道。本工作结合固溶无序结构建模的相似原子环境(SAE)方法,以及熔点模拟的固液共存法,实现了低固溶合金高压熔点的第一性原理分子动力学模拟。在此基础上初步研究了2种低固溶Mg-Al和Al-Mg合金的高压熔点,这2种合金分别是AZ31B和LF6Al。计算发现,高压下LF6Al的熔化温度略低于Al的熔化温度,而AZ31B的熔化温度非常接近Mg的熔化温度。为后续深入研究组分变化对Mg-Al和Al-Mg合金高压熔点的影响规律奠定了基础。

碳酸钠浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为了改善镁合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能,向环保型NaOH-Na_(2)SiO_(3)-Na_(2)B_(4)O_(7)基础电解液中添加Na_(2)CO_(3),在AZ31B镁合金表面制备阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和动电位极化曲线法,研究了Na_(2)CO_(3)质量浓度(≤30 g/L)对AZ31B镁合金表面阳极氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构和耐蚀性的影响。结果表明:AZ31B镁合金阳极氧化组织由Mg O相和Mg2Si O4相组成,基本不受Na_(2)CO_(3)浓度的影响。随着Na_(2)CO_(3)浓度的增大,AZ31B镁合金阳极氧化膜表面微孔尺寸先减小后增大,氧化膜厚度呈现“先增大,后减小,再增大”的变化趋势。Na_(2)CO_(3)可显著提高阳极氧化膜的耐蚀性,而表面微孔尺寸减小是耐蚀性提高的主要原因。当Na_(2)CO_(3)质量浓度为15 g/L时,AZ31B镁合金阳极氧化膜较厚(约11μm),微孔较小,耐蚀性最好。

镁-锂-铝合金稀土-植酸转化膜的研究

对镁-锂-铝合金表面进行了双层膜研究,即:先按照最佳稀土转化膜工艺形成一层稀土转化膜,再将稀土转化膜浸入植酸溶液中形成稀土-植酸转化膜。研究了植酸的体积分数、浸泡时间及浸泡温度对镁-锂-铝合金稀土-植酸转化膜性能的影响。

熔盐电解法制备镁-铝-锶-钙合金新工艺

为解决对渗法制备镁-锶系合金时存在的问题,以SrCl2+CaCl2为熔盐电解质,以熔融镁-铝合金为阴极,采用熔盐电解法制备了Mg-6Al-0.2Sr-0.2Ca合金,研究了熔盐配比、电解温度及电解电压等电解工艺参数对电解过程的影响,确定了最佳制备工艺,并对制备合金的成分、显微组织、物相组成及金属的析出及传输过程进行了分析。结果表明:在镁-铝合金熔体中电解SrCl2+CaCl2可直接制备出镁-铝-锶-钙合金;当SrCl2与CaCl2物质的量比为1∶1时,熔盐具有良好的可电解性能,其适宜的电解温度为750℃,电解电压为4 V;制备的Mg-6Al-0.2Sr-0.2Ca合金中,锶和钙以Al4Sr、Al2Ca等形式存在于基体晶界处。

稀土元素钕对高铝含量镁铝合金凝固组织的影响

在高铝含量镁铝合金系中添加0.4%稀土Nd进行变质处理,研究凝固组织中析出相的类型转变及形貌特征。结果发现,稀土元素Nd的变质作用使高铝含量镁-铝合金凝固组织中出现大量树枝晶;在亚共晶成分范围内,首先析出α相树枝晶,随着Al含量不断增加并接近共晶成分,α树枝晶周围出现β相晕圈并不断增厚,α枝晶数量减少,进而发生β相晕圈向β相树枝晶的转变,β枝晶数量增加,分枝变得发达。Nd的变质作用使共晶成分附近的镁铝合金凝固组织形貌发生明显改变,由未变质的典型共生共晶转变为变质后的α、β枝晶及共生共晶共存。

Mg-Al合金晶粒细化综述及未来展望

文章综述了Mg-Al合金中的各种细化方法,如过热法、FeCl_(3)、快速冷却法、合金化法以及C细化法等,阐述了Mg-Al合金各种晶粒细化方法的进展以及细化机理,为进一步开发Mg-Al合金晶粒细化技术提供参考。

Effect of Sn on the Microstructure and Mechanical Properties of Mg-5AI-2Si Alloys

微观结构和 Mg-5AI-2Si 合金的机械性质上的 Sn 增加的效果与 Sn 内容(3 和 6 wt 宠物) 的变化被调查。合金的微观结构被 Mg2Sn 粒子的存在在矩阵以内并且在谷物边界描绘。当 Sn 内容增加了，产量和最终的张力的力量在房间温度被增加， 150 个° C .Creep 性质在 creep 期间在谷物以内由于 Mg2Sn 阶段的好降水与 Sn 的增加的数量被改进。

等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的组织与力学性能（英文）

采用等通道转角挤压(ECAP)Bc路径对固溶态Mg-3.52Sn-3.32Al合金分别挤压1、4和8道次。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析合金的组织和相组成,并测试了其室温拉伸性能。结果表明,经ECAP挤压后,固溶态合金组织中析出大量细小的Mg2Sn相和极少量的Mg17Al12相。随挤压道次增加,合金的综合力学性能先提高后降低。经4道次挤压后,合金的综合拉伸性能相对较佳,抗拉强度、伸长率和硬度HV9.8分别达到250 MPa、20.5%和613 MPa,较未ECAP时分别提高43.7%、105%和26.9%。经ECAP挤压的合金室温拉伸断口均呈韧性断裂。等通道转角挤压Mg-3.52Sn-3.32Al合金的力学性能受晶粒尺寸、析出相以及组织织构的共同影响。

Al/Mg异种金属板材电磁脉冲焊接工艺及力学性能研究

目的研究不同工艺参数下铝合金-镁合金磁脉冲焊接接头的微观组织和力学性能。方法利用磁脉冲焊接技术对厚度为1.5 mm的7075铝合金板材和AZ31镁合金板材进行焊接,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和万能试验机对焊接接头的微观形貌和力学性能进行测试和分析。结果随着焊接时放电能量的增加,焊接接头的最大拉伸-剪切力呈先增大后减小的趋势,当放电能量为35 kJ时,焊接接头的力学性能最好。通过金相观察结果可知,焊接界面由波形界面和平直界面组成。通过扫描电镜分析可知,无论是波形界面还是平直界面处均发生了不同程度的元素扩散,波形界面处的元素扩散宽度为2μm。结论Al/Mg磁脉冲焊接界面由平直界面和波形界面组成,并且界面处发生了一定程度的元素扩散,波形界面区的元素扩散程度高于平直界面区,这说明磁脉冲焊接的界面是机械结合和冶金结合共同作用的结果。不同工艺参数下的磁脉冲焊接接头具有不同的力学性能,放电能量越大,碰撞速度越大,波形区的长度更长,因而焊接接头力学性能更好,但放电能量超过一定值时,过高的碰撞速度会造成微小裂纹、金属间化合物等缺陷,导致焊接接头的力学性能下降。