Sc对亚共晶Al-11Mg2Si合金组织与力学性能的影响

通过XRD分析、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察及拉伸力学性能测试等手段,研究了添加稀土元素Sc对亚共晶Al-11Mg2Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Al-11Mg2Si合金中添加适量的Sc对初生α-Al和共晶Mg2Si相同时起到良好的细化和变质作用。α-Al晶体由粗大的树枝晶转变为细小的球状晶,其平均尺寸由67.72μm减小至最小14.28μm;共晶Mg2Si由粗大的片层状转变为细小的纤维状和颗粒状,其平均尺寸由12.37μm减小至最小1.80μm。经0.25%Sc处理后,合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别由未细化、变质的269 MPa、5.2%和35HRB提高到334 MPa、9.4%和53 HRB,分别提高了24.2%、80.8%和51.4%。含0.25%Sc合金断口中大量形成韧窝,其断裂模式从脆性转变为韧性。

Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，加入少量的Sb（0．25％～0．75％）能有效细化汉字状Mg2Si相颗粒和α（Mg）基体组织，并在合金中形成Mg1Sb2相，提高合金的力学性能：当Sb含量为0．25％时，Mg2Si颗粒显著细化；当Sb含量为0．75％时，α（Mg）基体组织的细化效果最佳，形成了细小、均匀的α（Mg）等轴晶组织，此时合金的抗拉强度和屈服强度达到最大值；当Sb含量大于0．75％时，Mg2Si相颗粒向晶界大量偏聚并粗化，导致材料力学性能迅速下降。

Sb对原位Mg_2Si/Al-5Si复合材料显微组织的影响

研究了Sb含量对Mg2Si/Al-5Si复合材料显微组织的影响。结果表明,随着Sb含量的增加,初生Mg2Si颗粒形貌明显发生了细化,Mg2Si形态由变质前的汉字体和枝晶状变为细小的、均匀分布的颗粒状,Mg2Si体积分数也有所增加。当Sb含量为0·4%时,细化效果达到最佳,由变质前的52μm变为25μm。当Sb含量超过0·4%后,Mg2Si颗粒尺寸开始粗化,因此,过量的Sb对Mg2Si颗粒的细化无益。Sb对Mg2Si颗粒的细化主要由于AlSb引起的异质形核作用,Sb使液相线温度和熔体表面张力σLV降低,对Mg2Si颗粒的细化也具有一定的作用。

Mg-4Al-2Si合金固溶处理过程中Mg_2Si相颗粒的球状化

实验研究了Mg-4Al-2Si合金固溶处理过程中汉字状Mg2Si相颗粒的球化现象及其工艺参数对球化的影响。结果发现:Si沿Mg/Mg2Si界面扩散,使粗大的汉字状Mg2Si颗粒发生部分溶断,并依靠自发球化的趋势通过向未溶的粒状Mg2Si扩散聚集完成球化;最佳球化工艺为420℃保温16h。

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-2Si(AS42)镁合金,研究了铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明:铸态AS42合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;β-Mg17Al12相呈网状和棒状分布于晶界上,粗大的汉字状Mg2Si相沿晶界或穿晶分布,多边形块状Mg2Si相随机分布于基体组织中。铸态合金的硬度为64.5 HV,室温抗拉强度为113.5 MPa,屈服强度为86 MPa,伸长率为4.1%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。

Mg对原位合成TiB_2/Al-7Si复合材料的微观组织及力学性能的影响

采用K2TiF6和KBF4混合盐原位反应法制备TiB2/Al-7Si复合材料,利用XRD、SEM、金相显微镜、HV硬度测试和磨损实验等方法研究了Mg对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明:反应生成的TiB2颗粒平均尺寸约为0.5μm,材料的硬度和耐磨性随着TiB2含量的增加而提高;添加1.5%Mg(质量分数)元素可明显细化TiB2颗粒,且使其分布更加均匀,增强TiB2颗粒的弥散强化和细晶强化效果,复合材料的硬度和耐磨性显著改善;过量的Mg元素(3%)会造成TiB2颗粒细化效果的下降,但其硬度和耐磨性能继续得到改善。

电磁搅拌对Al-18Mg_2Si合金组织与性能的影响

为了研究电磁搅拌对Al-18Mg2S i合金组织及性能的影响规律,对Al-18Mg2S i合金进行了不同磁感应强度和搅拌时间的电磁搅拌实验.通过显微组织分析和力学测试表明,提高磁感应强度和延长搅拌时间,合金中的初生Mg2Si相明显圆整、细化;合金的抗拉强度和硬度也有一定程度的提高.但磁感应强度过大,会导致合金组织粗化;搅拌时间过长,会使性能降低.磁感应强度在0.01~0.012 T、时间持续60 s的电磁搅拌能够显著改善Al-18Mg2Si合金的显微组织和力学性能.

Mg-16Al-12Zn-4Si-xCa-ySb合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备了Mg-16Al-12Zn-4Si-x Ca-y Sb合金,研究了Ca和Sb添加对合金组织及力学性能的影响。结果表明,未添加Ca、Sb时,合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12、Mg2Si及Mg Zn2四相组成;添加微量Ca、Sb后,出现了Mg3Sb2和CaSi2新相,初生Mg2Si相由粗大的骨骼状转变为多边形块状;随Ca含量的增加,合金的抗拉强度先提高后降低。合金断裂形式为准解理脆性断裂。

Mg对原位合成TiB_2/Al-7Si复合材料的微观组织及力学性能的影响

通过向铝液中加入一定比例的KBF4和K2TiF6制备出了TiB2/Al-7Si复合材料,利用XRD,SEM,金相显微镜,硬度(HV)测试和磨损试验等材料分析方法研究了Mg对复合材料的微观组织和力学性能的影响。研究表明,K2TiF6和KBF4混合盐原位反应的生成物为平均尺寸为0.5μm左右的TiB2颗粒。复合材料的硬度和耐磨性随着TiB2含量的增加提高。添加1.5%的Mg改善了TiB2颗粒与铝液界面的润湿性,增加了合金熔体的粘度,阻碍了TiB2颗粒的团聚,明显细化了TiB2颗粒且分布更加均匀,增强了TiB2颗粒的弥散强化和细晶强化效果,复合材料的硬度和耐磨性显著改善。过量的Mg元素(3.0%)会造成TiB2颗粒细化效果的下降,但硬度和耐磨性能继续得到改善,这可能与合金凝固中析出的初晶Mg2Si颗粒和时效过程中析出β′或β″相有关。

往复挤压Mg-4Al-2Si合金时Mg_2Si颗粒的破碎规律

采用往复挤压工艺细化Mg-4Al-2Si(AS42)镁合金组织,研究了挤压过程中Mg_2Si颗粒的细化效果、破碎特征、分布规律及破碎机制。结果表明:从铸态到挤压8道次态,随挤压道次的增加,颗粒不断细化,均匀度和弥散度逐渐提高;挤压11道次时,颗粒发生粗化;合金在400℃、应变速率0.01s^(-1)条件下的压缩峰值应力约为75MPa,大于Mg_2Si颗粒的断裂应力(48MPa),挤压使颗粒发生开裂;随挤压道次的增加,位错密度逐渐增大,位错在Mg_2Si颗粒处的数量增多,应力集中急剧增大,从而导致颗粒发生破碎。

P和La对Al-20Mg2Si合金凝固组织及力学性能的影响

研究了0~0.75%的P、La以及0.5%P和0.5%La复合处理对Al-20Mg2Si合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明:P、La及其复合变质均可改善合金的凝固组织和力学性能。随着P或La加入量的增加,合金中初生Mg2Si相的尺寸都先减小后增大,转折点均为0.5%,同时组织中出现了Mg3(PO4)2P和Al11La3相;在复合处理条件下,初生Mg2Si相的尺寸最小,比未变质时减小了63.7%。合金的力学性能均与初生Mg2Si相的尺寸对应,随P或La加入量的增加,力学性能先增加后减小。复合处理时,合金力学性能最优,其抗拉强度和伸长率分别比未变质试样提高了40.5%和159%。

Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X-ray衍射仪、带能谱分析的扫描电子显微镜等手段研究了Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:加入Ca元素后合金中生成了弥散分布的Ca Si2相,可作为Mg2Si相异质形核的核心,将块状和条棒状的Mg2Si颗粒变为细小的多边形块状。当Ca含量为0.5%(质量分数)时,合金中Mg2Si颗粒较细小且弥散分布,此时,合金的室温及高温力学性能达到最大。

过量Mg、Si元素对铸造Al-10Mg2Si合金的组织与性能的影响

在Al-10Mg2Si合金铸造中,加入不同含量Mg、Si元素能够对其合金组织和性能起到一定的影响作用。文章在添加过量的Mg、Si元素的在Al-10Mg2Si铸态合金铸造中,通过金相观察、XRD检测、扫描断口分析和力学性能测试来考察其影响作用。

高Mg含量对Al-Si-Cu-Mg合金凝固过程和组织演变的影响

为开发新型耐磨合金,利用热力学计算、热分析以及组织分析等手段研究了高Mg(8wt.%~20wt.%)含量对Al-17Si-4.5Cu-xMg合金凝固行为及组织演变的影响。结果表明:Mg含量的增加显著改变了初生Mg_(2)Si的形貌以及凝固行为。ThermoCalc模拟预测合金凝固过程中有6个反应,即形成初生Mg_(2)Si;两个二元共晶反应,形成(Mg_(2)Si+Si)或(Mg_(2)Si+α-Al)相;三元共晶反应形成(Mg_(2)Si+Si+α-Al);以及凝固后期共晶反应形成Q-Al_(5)Mg_(8)Cu_(2)Si_(6)和θ-Al_(2)Cu相。所研究的四种合金中除了有上述相外,还有富Fe相。Mg含量达到17.2wt.%时初生Mg_(2)Si的形貌由多面体状转变为树枝晶状。继续增加Mg的含量,初生Mg_(2)Si形貌不变,但枝干变粗。

Sb对Mg-4Al-4Si合金组织和力学性能的影响

研究了Sb对Mg-4Al-4Si（AS44）镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，未加Sb时，铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成，Mg2Si相呈粗大的骨骼状、块状和汉字状3种形态；加入少量的Sb（0．25％-1．25％）能有效细化Mg2Si相，并在合金中形成高熔点和较为弥散分布的Mg3Sb2相。随Sb含量的增加，Mg2Si相形貌发生显著变化，从粗大的骨骼状逐渐转变为块状和汉字状，当Sb含量达到1．25wt％时，几乎全部转变为较细小的汉字状Mg2Si相颗粒。随着组织的改善，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均得到不同程度的提高。

铸态Mg-4Al-4Si合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-4Si(AS44)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相及Mg2Si相组成;Mg2Si粗大的呈树枝状、块状和汉字状3种形态;铸态合金的硬度为66.5 HV3,室温抗拉强度为108.8 MPa,屈服强度为72.3 MPa,伸长率为2.6%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。

铸态Mg-4Al-4Si-0.75Sb合金的显微组织与力学性能

采用重力铸造法制备Mg-4Al-4Si-0.75Sb(AS44-0.75Sb)(质量分数/%,下同)镁合金,研究铸态合金的显微组织和室温力学性能。结果表明:铸态AS44-0.75Sb合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相、Mg2Si相和Mg3Sb2相组成;加入0.75Sb后形成高熔点的Mg3Sb2相,显著改善了Mg2Si相的形貌,使粗大的骨骼状Mg2Si转变为相对细小的汉字状Mg2Si。铸态合金的硬度HV为65.9,屈服强度为136.4MPa,抗拉强度为172.3MPa,伸长率为3.3%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。

Ce对Al-18%Si-10%Mg合金显微组织与力学性能的影响

研究了稀土元素Ce对Al-18%Si-10%Mg合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在合金中添加适量的Ce对初生Mg2Si和初生硅都有良好的变质作用。当Ce添加到0.8%时,初生的Mg2Si颗粒由粗大十字状或者不规则的多面体转变成为细小规则的块状,初生硅和共晶硅颗粒的尺寸也减小。随着稀土元素Ce的添加,合金的抗拉强度和硬度均得到了提高,增幅分别为29.7%和15.8%。同时摩擦系数以及磨损量则逐渐降低,降幅分别为10.5%和74.5%。

Sb含量对铸态Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-4Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响。结果表明:加入0.25wt%Sb时,合金中形成了Mg3Sb2相,原来大量聚集于晶界的粗大汉字状Mg2Si相颗粒转变为相对细小的汉字状Mg2Si相颗粒,呈弥散分布于晶界及晶内,同时出现了少量多边形块状Mg2Si相颗粒,此时合金的力学性能有所提高;当Sb为0.5%时,Mg2Si相颗粒尺寸迅速减小,转变为球状或短棒状,此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到最大值;当Sb含量为0.75%时,Mg2Si相颗粒尺寸未见明显变化,但又发生聚集现象;当Sb含量为1.0%时,Mg2Si相颗粒又转变为尺寸较大的汉字状颗粒,此时合金的力学性能发生下降。