稀土铈变质处理Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金的组织与力学性能

采用稀土Ce对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金进行了变质处理,采用OM、SEM、硬度测试、拉伸试验研究了Ce添加量对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Ce对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金有较好的变质效果。Ce添加量为0.8%时,合金晶界清晰,组织均匀性最佳,细化效果最好。Ce添加量增加到1.2%时,合金组织细化效果减弱。随着Ce添加量的增加,合金的硬度、抗拉强度和伸长率均先升高后降低,Ce添加量0.8%的合金的硬度、抗拉强度和伸长率均达到最大值,综合力学性能最好。

正挤压挤压比对Mg-4Sn-2Zn-0.5Mn合金组织和性能的影响

对Mg-4Sn-2Zn-0.5Mn合金进行了不同挤压比的正挤压试验,并对挤压态合金进行180℃的时效处理。采用OM、TEM、拉伸试验、硬度测试和断口形貌观察,研究了不同挤压比正挤压以及时效对Mg-4Sn-2Zn-0.5Mn合金组织与力学性能的影响。结果表明:随着挤压比的增加,Mg-4Sn-2Zn-0.5Mn合金动态再结晶越来越充分,晶粒不断细化,组织均匀性逐渐提高。挤压比25时,合金动态再结晶完全。随着挤压比的增加,合金的抗拉强度、屈服强度逐渐升高,伸长率逐渐下降。时效处理进一步提高了挤压态合金的硬度与强度。随着时效时间的增加,挤压比25挤压的合金硬度先升高后降低,时效42 h时合金的硬度达到最大值83.7 HV,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为382.5 MPa、335.4 MPa和8.2%。

555℃均匀化时间对Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金显微组织和性能的影响

本文以Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金为研究对象,研究了555℃均匀化工艺中不同保温时间下合金显微组织和性能的变化规律。研究表明,对合金在555℃条件下进行均匀化热处理,随着均匀化保温时间的延长,合金中的Q-AlCuMgSi相及Mg 2Si相逐渐回溶至基体中,AlFeMnSi相逐渐断续化,电导率减小、硬度增加;当保温时间超过16 h后,电导率和硬度数值变化较小,说明Al-0.9Mg-0.9Si-0.8Cu-0.5Mn合金适宜的均匀化工艺为555℃×16 h,此时合金的电导率为25.1 MS/m,实验合金的硬度为69 HV0.1,该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。

Sc、Zr复合添加量对Al-6Mg-0.6Mn合金铸态组织的影响

采用冶金法制备了四种不同Sc、Zr添加量的Al-6Mg-0.6Mn合金铸锭,利用金相显微镜、SEM及EBSD等手段研究了Sc、Zr添加量对合金铸态组织的影响。结果表明:在Al-6Mg-0.6Mn合金中添加w(Sc)=0.15%和w(Zr)=0.10%的Sc、Zr即可消除铸态枝晶网,获得明显细化的铸态组织;熔铸中粗大的Al3(ScZr)粒子不能起到细化晶粒的作用,反而恶化合金组织,进而对力学性能产生不利影响,应该严格加以控制。

锡添加量对铸态Mg-3Al-0.5SiO_(2)合金显微组织和力学性能的影响

以纯镁锭、纯铝锭、纯锡锭、纳米SiO_(2)粉末为原料熔炼铸造Mg-3Al-0.5SiO_(2)-xSn(x=0,1,3,5,7,10,质量分数/%)合金,研究了锡添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着锡添加量的增加,粗大的Mg_(2)Si初生相逐渐转变为块状或针状相,Mg_(2)Sn相含量增加,当锡质量分数为5%时,Mg_(2)Sn相分布最均匀,尺寸最小;合金的强度和断后伸长率均随着锡添加量的增加呈先升高后降低的趋势,断裂方式先由脆性断裂向韧性断裂转变,再向脆性断裂转变;当锡质量分数为5%时,合金具有最佳的室温拉伸性能,其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为145.6 MPa,98.7 MPa,7.12%,断裂方式为韧性断裂。

轧制温度对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Zr合金显微组织及性能影响

目的优化加工工艺,改善合金的组织,提高合金的力学性能。方法采用金相(OM)观察、拉伸试验和X射线衍射,分析在大应变轧制下冷轧结合T6态处理后板材的成形性能,引入Williamson-Hall模型和Taylor函数,分析合金内部位错密度的变化规律及其对力学性能的影响。结果随着前期轧制温度从350℃升高到400℃,合金晶粒得到明显细化,再结晶充分,晶粒尺寸细小,晶界处第二相粗大;冷轧后晶粒破碎严重,晶粒的碎化方向与轧制方向垂直;在350℃时,合金内部的位错密度为1.62×10^(15)m^(-2),位错密度对强度的贡献值为219.5MPa,其抗拉强度最大为602MPa、屈服强度为512MPa、伸长率为12.6%。结论Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Zr合金的晶粒组织明显细化,其力学性能得到提升。

基于加工图的Al-9.0Mg-0.5Mn-0.1Ti合金的热变形行为（英文）

采用等温热压缩试验研究不同变形条件下(变形温度300~450°C、应变速率0.01~10 s^(-1))喷射成形Al-9.0Mg-0.5Mn-0.1Ti合金挤压坯的流变应力行为,并基于动态材料模型建立2D加工图和3D功率耗散图来分析合金的流变失稳区和优化合金的热变形工艺参数。结果表明,当应变为0.4时,合金在300°C、1 s^(-1)条件下压缩变形,能量耗散效率因子η值最小,主要软化机制为动态回复,晶粒呈扁平状,大角度晶界(>15°)约占34%;合金在400°C、0.1 s^(-1)条件下压缩变形,能量耗散效率因子η值最大,合金的主要软化机制为动态再结晶,组织为完全再结晶组织,大角度晶界(>15°)约占86.5%。2D加工图和3D功率耗散图表明喷射成形Al-9.0Mg-0.5Mn-0.1Ti合金挤压坯的最佳变形条件是:变形温度340~450°C、应变速率0.01~0.1 s^(-1),合金的能量耗散系数38%~43%。

热处理对Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金组织与性能的影响

研究了热处理对Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金组织和显微硬度的影响。结果表明,经过固溶处理,β-Mg17Al12逐渐溶解到基体中,Mg2Si保持良好的热稳定性,合金的显微硬度明显提高,在固溶48 h时显微硬度较铸态时提高了约20%;固溶处理后再进行时效处理,沿晶界逐渐析出第二相,起到了晶界强化和弥散强化的作用。

硅钙合金在Mg-6Al-0.5Mn合金中的应用

Mg2Si强化相可以提高镁合金的室温和高温性能,但汉字形Mg2Si,割裂基体,反而使合金的力学性能降低。本文首次将硅钙合金应用到镁合金,研究其对Mg-6Al-0.5Mn合金显微组织和性能的影响。结果表明,硅钙合金加入后改善了合金的显微组织,第2相趋于弥散分布,合金的平均晶粒尺寸从180μm减小到100μm;合金中形成了弥散分布、稳定性较高的规则多边形Mg2Si相,起到弥散强化作用;加入硅钙合金后,显著改善了合金的力学性能,Mg-6Al-0.5Mn合金的铸态显微硬度、抗拉强度、伸长率和冲击韧度都有明显的提高,合金的抗腐蚀性能也有了一定程度的改善。

Al-4.5Cu-1.5Mg-0.5Mn合金固溶时效工艺试验研究

对Al-4.5Cu-l.5Mg-O.5Mn合金铸锭进行均匀化退火、热轧、退火、冷轧,制备成2 mm厚的板材,研究不同的固溶和时效工艺对该合金板材组织和性能的影响。用电子万能试验机测试力学性能,金相显微镜分析显微组织,扫描电镜分析断口形貌,维氏硬度计测试硬度值并分析时效硬化现象。研究结果表明:固溶工艺为500℃1h时,合金板材的固溶效果最好;人工时效最佳工艺为185℃2 h。

挤压温度对Mg-3Al-3Ca-0.5Mn镁合金组织及拉伸性能的影响

本文以Mg-3Al-3Ca-0.5Mn合金为研究对象,研究了在相同挤压比(挤压比为61),不同挤压温度(300℃、350℃、400℃)下制备的热挤压成型棒材的组织及力学性能。结果表明:较低的挤压温度(300℃)下,合金晶粒由等轴晶转变为混晶组织,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,但是延伸率显著提高。挤压温度为300℃时,动态再结晶不完全,合金中的第二相存在团簇现象,合金具有最佳的抗拉强度和屈服强度,分别为424MPa和393MPa;随着挤压温度升高到400℃时,动态再结晶更加完全,第二相呈弥散均匀分布,合金延伸率为12.7%。

Al-1.2Mn-0.5Cu-0.25Mg-0.2Ti合金均匀化处理过程中的组织演变

利用金相组织观察、扫描组织分析、XRD及能谱分析等手段,研究了热交换器用芯材Al-1.2Mn-0.5Cu-0.25Mg-0.2Ti合金铸锭在均匀化处理过程中的组织演变规律。试验结果表明,铸态组织中存在枝晶偏析,且结晶相主要是Al_6(Mn Fe)、Al_(23)Cu(Mn Fe)_4、Ti Al_3及Al_8(Mn Fe)_2Si结晶相。经630℃/7h均匀化处理后,细长的条状结晶相发生球化并呈颗粒状,较粗大的块状结晶相形态变化较小,形状规则而粗大的含Ti结晶相形态无变化。

Er含量对均匀化退火前后Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr合金组织及力学性能的影响

本工作在5083铝合金Al-5Mg-0.5Mn中复合添加0.24%(质量分数)Zr和不同含量的Er制备了Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金,并对其进行320℃×20 h+450℃×20 h双级均匀化退火,研究不同Er含量与0.24%Zr复合添加对其组织及力学性能的影响规律以及Al 3Er的演变过程,借助TEM和元素的面扫分析手段探讨了Er元素的分布特征。研究结果表明,当Er含量为0.42%时,均匀化退火前Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金的最大显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为77.6HV、232.8 MPa和15.3%;经过320℃×20 h+450℃×20 h均匀化退火后,合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为86.1HV、262.4 MPa和13.3%。随着Er含量在0.068%~0.52%区间增大,合金中形成的(Al,Mg,Mn,Er,Zr)复合白色相不断增多,其尺寸也不断增大,从球状、小块状及长条状向粗大鱼骨状转变;经过320℃×20 h+450℃×20 h的均匀化退火后,上述白色相逐渐扩散溶解,粗大鱼骨状基本消失,转变成小球状及小长条状,弥散分布在合金中。均匀化退火前,Er、Mg元素经常“相伴偏聚”,Er主要以Al(Er x Mg 1-x)粗大复合相的形式存在;均匀化退火后,合金中析出了5~25 nm的Al 3Er粒子,其与基体形成了基本完全共格的关系,而10~30 nm的Al 3(Er,Zr)粒子则均匀分布于基体中,进一步提高了合金的强度。

热压缩过程中Al-9Mg-1.1Li-0.5Mn合金的流变应力和动态再结晶行为（英文）

采用Gleeble-3500热模拟试验机对喷射成形Al-9Mg-1.1Li-0.5Mn合金挤压坯进行等温热压缩实验,研究该合金在变形温度为300～450°C和应变速率为0.01～10 s^(-1)条件下的流变应力行为,利用透射电镜(TEM)和电子背散射技术(EBSD)表征合金热压缩过程中的显微组织演变。结果表明,变形参数对Al-9Mg-1.1Li-0.5Mn合金热压缩过程中流变应力和组织演变有非常显著的影响,随着变形温度的降低和应变速率的升高,峰值应力和稳态流变应力增加,合金中的位错和亚结构数量增多;反之,随着变形温度的升高和应变速率的降低,大角度晶界面积变大,晶界呈锯齿状,合金发生动态再结晶;合金的组织呈纤维状,合金在稳态变形阶段的主要软化机制为动态回复;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数关系来描述合金的流变应力行为,其变形激活能为184.2538 kJ/mol;热加图表明,喷射成形Al-9Mg-1.1Li-0.5Mn合金挤压坯最合适的加工温度范围为380～450°C,最佳应变速率范围为0.01～0.1 s^(-1)。

Al-4.6Mg-0.5Mn-0.12Zr-0.23Er合金均匀化退火工艺研究

通过光学显微镜、扫描电镜与能谱分析透射电镜等手段,研究了不同均匀化退火工艺对Al-4.6Mg-0.5Mn-0.12Zr-0.23Er合金组织的影响。研究结果表明:添加Er后,合金在280℃较低温度下退火能析出大量球状的Al_(3)Er析出相,且析出相长大速度很慢;在470℃长时间加热条件下,弥散粒子不会粗化,具有较高的热稳定性;合金在双级均匀化退火过程中析出纳米级Al_(3)Er粒子,还有少量Al_(6)Mn相粒子,均匀化退火后第二相减少。从第二相的溶解、元素分布以及粒子析出特性综合考虑,试验合金的最佳双级均匀化退火工艺为280℃8 h+470℃16 h。

铸态和T6热处理Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn挤压铸造铝合金的组织和力学性能

采用挤压铸造的成形方式制备出Al-10Si-0.5Mg-0.5Mn合金,利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段研究了铸态和不同热处理工艺对合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,挤压铸造Al-10Si-0.5Mg-0.5Mg合金铸态组织细小致密,晶粒大小分布不均,白色的长条状及块状AlFeMnSi相分布在晶界处。经过T6热处理后大部分共晶硅及AlFeMnSi相的球化效果较好,但存在明显的共晶硅偏聚区域及少量块状AlFeMnSi相。经优化后得到合金的最佳热处理工艺为:固溶535℃×4h+时效160℃×6h,该工艺下合金的共晶硅分布较均匀,长条状及块状AlFeMnSi相转化成近球状甚至点状纳米级粒子,合金硬度为HB115,断后伸长率为9.4%,相对于铸态分别提升53.3%和77.3%。

微量Nd和Sc对Al-6.5Mg-0.5Mn合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6.5Mg-0.5Mn合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明:分别单独添加Nd,Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65 MPa、55 MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成。

拉伸变形对Ti-6Al-6Cu-4Mg-0.5Mn钛合金组织和力学性能的影响

通过TEM、显微硬度、拉伸测试对拉伸变形后时效态Ti-6Al-6Cu-4Mg-0.5Mn钛合金板进行了测试,研究了拉伸变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明:随着拉伸变形量增加,合金产生了明显的位错滑移交割,使位错缠结增加,GP区密度与尺寸显著下降,不同拉伸变形量下形成的GP区都呈现均匀分布状态。随再时效时间的增加,钛合金板样硬度先增加后降低。在15%的拉伸变形量下,抗拉强度与屈服强度达到最大值,分别为508.2、448.6 MPa;板样伸长率则随拉伸变形量的上升而降低。从拉伸强度考虑,15%的室温拉伸变形量是最优的。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

研究了Al5TiB对Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成。加入0.5%的Al5TiB可显著细化合金的铸态组织,晶粒大小由120～130μm减少到30～40μm。随着Al5TiB加入量的增加,合金的共晶α(Mg)相数量和合金的显微硬度均呈增加趋势。

硼对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金组织及性能的影响

研究了B对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入微量的B就能使合金的晶粒得到显著的细化,并且随着B加入量的增加,细化效果越明显,当B的加入量(质量分数,下同)为0.15%时,平均晶粒尺寸由未变质合金的约140μm细化到约40μm。分析认为:具有密排六方结构的高熔点化合物AlB2可作为α-Mg的异质核心,从而细化镁合金晶粒。微量B的加入使铸态合金的力学性能得到不同程度的提高,当B的加入量为0.15%时,合金的显微硬度、抗拉强度和屈服强度分别比未变质合金提高13.1%、19.5%和22.0%,冲击吸收功约为未变质合金的2.3倍。B的加入量为0.10%时,合金的伸长率比未变质合金提高21.6%。