均匀化处理对Al-5.6Mg2Si合金耐静态腐蚀性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜等测试手段研究了均匀化处理对Al-5.6Mg_(2)Si合金耐静态腐蚀性能的影响。结果表明:均匀化处理提高了Al-5.6Mg_(2)Si合金凝固组织的均匀化程度,降低了易于发生原电池现象的点敏感度,使该合金在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能提高。对比未经均匀化处理的Al-5.6Mg_(2)Si合金,其平均晶粒尺寸由42.5μm变成16.4μm,约为未均匀化处理的38.6%;Mg_(2)Si相体积份数由61.72%降低到57.20%,为未均匀化处理的92.7%,其平均腐蚀速率由0.38180g/m^(2)·h减小到0.00807g/m^(2)·h,约为未均匀化处理时的2.11%。

Al-5Ti-1B与Y复合添加对铸造Mg-5Al-5Si合金的影响

【目的】为细化Mg-Al-Si合金中的粗大Mg_(2)Si相,添加Al-5Ti-1B和稀土Y对Mg-5Al-5Si合金进行变质处理。【方法】熔炼制得不同成分的Mg-Al-Si合金,使用多种测试方法对变质前后合金成分、微观组织及力学性能进行分析,并讨论其变质机理。【结果】结果表明:在Mg-5Al-5Si合金中添加Al-5Ti-1B,初生相形貌由粗大块状转变为细枝晶状或多边形状,共晶相数量随着Al-5Ti-1B添加量的增加而减少,合金硬度显著提高,这是因为TiB_(2)为Mg_(2)Si提供了形核基底。当合金中添加1.0%Al-5Ti-1B时,再添加Y会使初生相尺寸进一步减小,形貌规整。当复合添加1.0%Al-5Ti-1B和1.0%Y时,初生Mg_(2)Si相平均尺寸降低到10.2μm,形貌为细小多边形状,合金拉伸力学性能最优,稀土Y的变质机理主要为吸附毒化。

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。

Si、Mg添加量对Al-Mg-Si合金的显微组织和Mg_(2)Si相形貌的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究分析了Al-8.8Mg-9.2Si、Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si三种不同Mg_(2)Si含量的合金在金属型下的铸态凝固组织演化。结果表明,合金的凝固路径为L→L_(1)+Mg_(2)Si→L_(2)+Mg_(2)Si+(Al+Mg_(2)Si)_(二元共晶)→Mg_(2)Si+(Al+Mg_(2)Si)_(二元共晶)+(Al+Mg_(2)Si+Si)_(三元共晶),室温下的凝固组织为一定量的初生Mg_(2)Si相、二元共晶和三元共晶集群构成。随着Si含量和Mg含量的增加,初生Mg_(2)Si相的数量增加,其生长形态由八面体多边形向二次枝晶壁较为发达的树枝晶状转变,共晶Mg_(2)Si相的形态并没有明显的转变。通过对比Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si合金的凝固组织形貌,发现共晶晶胞的纵横比率累积值随着计算Mg_(2)Si含量的增加而下降。

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.

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。

Nd变质对Al-Mg_(2)Si合金组织和力学性能的影响

研究了Nd变质处理对Al-20Mg_(2)Si合金组织和力学性能的影响。结果表明,当Nd的加入量为0.3wt%时,初生Mg_(2)Si形貌由未变质的粗大汉字状转变为多边形,变质效果最好,初生Mg_(2)Si相尺寸细小,分布均匀,合金抗拉强度为119 MPa,伸长率为1.95%,和未变质合金相比,抗拉强度和伸长率分别提升了52.6%和56%。当Nd的加入量达到0.5wt%时,初生Mg_(2)Si再次粗化,出现过变质现象,致使力学性能降低。Nd变质处理对共晶Mg_(2)Si形貌影响不大。

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。

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。

往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的组织细化与力学性能

研究往复挤压变形对Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响性能,探讨基体组织和Mg2Si颗粒相的细化效果与细化机制,分析Mg2Si颗粒对再结晶的影响规律。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,通过晶界迁移、亚晶合并与转动机制形成细小的α(Mg)再结晶等轴晶;随着往复挤压道次的增加,动态再结晶速度加快,晶粒尺寸迅速减小;α(Mg)与Mg2Si的晶粒尺寸在铸态下分别为45和60μm,往复挤压6道次后,晶粒尺寸减小到3和1μm,形成了细小、均匀的α(Mg)等轴晶组织,Mg2Si颗粒呈细小、弥散分布;合金的力学性能随往复挤压道次的增加而显著提高。

Cu对Er变质Al-10Mg_(2)Si铸造合金组织和力学性能的影响

本文采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜(附加能谱仪)和电子万能试验机等研究了不同Cu含量Er变质亚共晶Al-10Mg_(2)Si铸造合金的凝固组织和力学性能。结果表明,Cu和Er能显著降低共晶Mg_(2)Si相的晶粒尺寸,从基础合金的15.4μm减小到含1.5 wt.%Cu和0.45 wt.%Er合金的5.8μm,并使其结构从粗板状和汉字状转变为细珊瑚状和纤维状。同时,通过添加Cu和Er,将针状β-Al5Fe Si相改变为细小的不规则形状的富Cu、Er和Fe颗粒。Cu和Er的加入同时提高了Al-10Mg_(2)Si铸态合金的强度和塑性,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别从223 MPa、136 MPa和2.1%提高到337 MPa、169 MPa和4.7%。由于Cu和Er的加入,共晶Mg_(2)Si在Al P上形成富Cu、Er和P相,避免了其在Al P上的异相成核。此外,在共晶Mg_(2)Si表面和相邻两个Mg;Si晶粒之间的Cu、Er原子团簇及其金属间化合物抑制了共晶Mg_(2)Si的生长,这是Mg;Si变质效果良好的原因。

热处理对往复挤压态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了往复挤压态Mg-4A l-2Si合金经固溶处理及固溶+时效处理后的组织与性能。结果表明,固溶处理后合金的硬度、抗拉强度与屈服强度均降低,伸长率出现最大值;经固溶+时效处理后合金的晶粒明显长大,硬度、抗拉强度及塑性降低,屈服强度降低显著。合金挤压态与往复挤压后固溶处理态的断裂形式为韧性断裂;挤压态合金经过固溶+时效处理后的断裂形式为脆性准解理断裂。

用单摆划痕法研究Al_2O_(3f)/Al-9Si合金在不同冲击速度下的磨损行为

为揭示MMCs材料的冲击磨损机理 ,采用单摆划痕法对Al2 O3f/Al 9Si合金耐冲击磨损行为进行了研究 ,结果表明 :(1)在 3m/s冲击速度下 ,随着增强相的体积分数增多 ,Al2 O3f/Al 9Si合金抗冲击磨损性降低。在 4m/s冲击速度下 ,2 0 %Al2 O3f/Al 9Si合金具有最高的抗冲击磨损性 ,而 2 5 %Al2 O3f/Al 9Si合金的抗冲击磨损性最弱。对同一种Al2 O3f/Al 9Si合金材料 ,冲击速度为 4m/s时的耐冲击磨损性优于速度为 3m/s时的的耐冲击磨损性。(2 )在冲击磨损过程中 ,Al2 O3f/Al 9Si合金表面出现严重的犁沟和伴随发生的Al2 O3

变质Al-xMg_(2)Si合金中超细初生Mg_(2)Si的制备

在未变质Al-xMg_(2)Si合金中,随着Mg\Si含量从18wt.%降低到14wt.%,初生Mg_(2)Si晶粒尺寸发生明显细化,由~30μm减小到~10μm;当合金中Mg\Si的含量降低到12wt.%,初生Mg_(2)Si相完全消失,其金相组织为单一共晶相组成.对Al-xMg_(2)Si合金进行0.5wt.%Ca-Sb复合变质处理,当合金中Mg\Si的含量降低到10wt.%,合金中金相组织为初生α-Al+共晶Mg_(2)Si组成.在0.5wt.%Ca-Sb复合变质的Al-xMg_(2)Si合金中,由于变质剂的作用,在Al-xMg_(2)Si合金中,树枝晶状初生Mg_(2)Si消失,转变为细小的多边形,随着合金中Mg\Si含量从18wt.%降低到12wt.%,初生Mg_(2)Si晶粒尺寸从~15μm降低到~5μm,形成超细初生Mg_(2)Si晶体.对合金进行力学性能测试发现,超细初生Mg_(2)Si的形成对提高合金强度、硬度作用较大.

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。

往复挤压Mg-4Al-2Si镁合金的晶粒细化

研究往复挤压Mg-4Al-2Si(AS42)合金的显微组织和晶粒细化机制。结果表明:挤压过程中发生受位错攀移控制的动态再结晶,随挤压道次的增加,合金的晶粒尺寸迅速减小;对合金挤压8道次后,得到晶粒细小、均匀分布的等轴晶组织,晶粒尺寸由铸态的45μm减小至1.5μm,此时,合金组织的细化趋于稳定,达到细化极限;晶粒细化机制是在往复挤压过程中通过累积动态再结晶,使再结晶得以彻底完成;增加位错密度和加剧晶界畸变使再结晶形核数目增多;大量挤压破碎、均匀分布的Mg2Si第二相颗粒成为再结晶形核核心,从而使晶粒得以细化;往复挤压11道次时,由于挤压温度过高,导致晶粒发生异常长大,最大尺寸约为10μm。本试验条件下晶粒发生异常长大的温度阀值约为400℃。

固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si合金组织和性能的影响

研究了固溶处理对铸态Mg-4Al-2Si(AS42)合金组织和性能的影响。结果表明,铸态与热处理态合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相3部分组成。固溶处理使合金中的β-Mg17Al12相发生部分溶解,汉字状Mg2Si相颗粒出现球状化,合金的力学性能有较大幅度的提高。铸态与热处理态合金的断裂形式均为准解理脆性断裂。

铸态Mg-4Al-2Si合金的显微组织与高温力学性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD衍射和拉伸试验等方法,研究了Mg-4Al-2Si(S42)镁合金的铸态组织和高温力学性能。结果表明,铸态合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成。其中,离异共晶β-Mg17Al12相呈网状分布于晶界上,初生Mg2Si相呈多边形块状随机分布于基体组织中,共晶Mg2Si相呈粗大的汉字状沿晶界或穿晶分布;150℃高温短时拉伸,合金的抗拉强度为97 MPa,屈服强度为58 MPa,伸长率为18%;拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。

Sb对Mg-8Al-12Zn-2Si合金组织与性能的影响

采用X-ray衍射仪、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及拉伸试验机等,研究了Sb含量对Mg-8Al-12Zn-2Si铸态合金显微组织及性能的影响。结果表明,合金主要由α-Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、Mg_2Zn_(11)和Mg_2Si相组成。合金添加0.2%~0.8%Sb时,Mg_2Si颗粒由原来粗大的十字状、花瓣状和骨骼状逐渐转变为细小的颗粒及短棒状,最大颗粒尺寸由铸态的50μm减小至10μm;当Sb含量增加到1.0%时,Mg_2Si出现粗化,最大颗粒尺寸约30μm。相应地,合金的拉伸强度、屈服强度和伸长率出现先提高后降低,断裂形式为准解理脆性断裂。