超轻Mg-Li-Al系变形镁合金冷轧及热处理后的组织和性能

研究了超轻变形镁合金Mg (5% ~ 22%)Li 2%Al冷轧性能,热处理特性以及机械性能。合金的密度为1.206~1.642g/cm3。在室温条件下β相合金(16%和22%(质量分数)Li)具有非常良好的延展性,压下极限可达到90%以上。研究了Mg Li Al 系变形镁合金铸锭经不同温度、时间均匀化退火后的组织性能。对均匀化后的合金锭进行了冷轧,轧后板材在不同温度下进行了退火,研究其再结晶行为及组织性能。结果表明, Mg 9Li 2Al 2Ca合金在573K温度均匀化退火12h后合金铸锭组织均匀,有利于冷轧开坯变形;而对于Mg 9Li 2Al 合金, 523K 温度均匀化退火24h后组织较好。冷轧合金板材在573K温度退火1h 可发生完全再结晶,生成细小均匀的等轴晶组织。

Ca对变形Mg-9Li-2Zn合金显微组织和机械性能的影响

实验熔制了Mg9％Li-2％Zn（质量分数）合金并研究了添加质量分数为0.1％～0．5％的巳对合金的影响．合金板材具有良好的冷加工性能，室温下可以轧成2mm厚的薄板．研究了微量元素巳对板材显微组织和机械性能的影响．室温下对板材进行拉伸测试，结果表明添加元素已能够提高合金的机械性能，当添加质量分数为0．1％的Ca时，板材的抗拉强度和延伸率分别提高了19％和6％，随着Ca含量的增加，强度略有提高而延伸率下降．通过显微观察可知，Ca对显微组织有细化作用，其中含Ca0．1％时效果最明显．通过分析结果可知Ca在晶界处的吸附致使显微组织细化，进而影响了板材的机械性能．

挤压和等通道角挤压制备高强度Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金

采用常规挤压和等通道角挤压工艺加工得到高强度Mg97Y2Zn1镁合金。结果表明:常规挤压后,镁合金晶粒尺寸为0.5～2.0μm,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到352MPa、413MPa和10%。常规挤压后再经过等通道角挤压,晶粒尺寸被进一步细化到300～400nm,屈服强度和抗拉强度进一步提高到400MPa和450MPa。在铸态、常规挤压态和等通道角挤压态的Mg97Y2Zn1合金中,都发现有长周期有序的精细层状结构存在,其产生与基体中溶有少量Y和Zn元素有关。晶粒细化和精细层状结构的存在是材料高强度的原因。

Al/Zn比对Mg-Al系镁合金组织及力学性能的影响

用金相显微镜、电子万能试验机、显微硬度仪等研究不同Al、Zn含量及Al/Zn比对MB1变形镁合金组织及力学性能的影响。试验结果表明,当含Al量相同时,随Zn含量增加,(即随Al/Zn比减小)晶粒尺寸呈先减小后增大再减小趋势。含Al量为2%和8%时,随Al/Zn比减小,抗拉强度先增大后减少,而Al量为5%时,随Al/Zn比减小抗拉强度先减小后增大。当Al/Zn=2/5时,抗拉强度达最大值240MPa。含Al量为2%和5%时,随Al/Zn比减小,伸长率逐渐降低。当含Al量为8%时,随Al/Zn比减小,伸长率先下降后上升。当Al/Zn=1(2Al2Zn)时,伸长率达最大值7.175%。

合金元素对Mg-Zn-Al(ZA)系耐热镁合金组织及性能的影响

合金化和微合金化作为改善Mg-Zn-Al系镁合金组织和性能的重要工艺手段之一,目前已引起国内外的广泛关注和高度重视,并对此开展了大量的研究。综述了Mg-Zn-Al系镁合金合金化和/或微合金化的研究进展,尤其是Zn、Al、Ca、Sr、Si和RE等合金元素对合金组织和性能的影响,指出了目前还存在的问题,并对今后的发展进行了展望。

快速凝固Mg_(94.6)Zn_(4.8)Y_(0.6)镁合金薄带的组织与性能

采用单辊快速凝固技术制备了Mg94．6Zn4．8Y0.6合金薄带，研究了薄带的组织及性能特征。结果表明：Mg94．6Zn4．8Y0.6镁合金快速凝固薄带组织由过饱和的单相α-Mg固溶体组成，沿厚度方向分为两个晶区：近辊面粗大等轴晶区和自由面细小等轴晶区。Mg94．6Zn4．8Y0.6合金快速凝固薄带的显微硬度为85．95HV，在250℃左右保温2h的显微硬度最高，超过该温度（250～300℃）显微硬度显著下降。

Mg-3Al-1Zn-(0～0.5)Sr镁合金铸态组织中的第二相研究

为系统研究微量Sr对铸态AZ31镁合金组织中第二相的影响，且为含sr的Mg—Al-Zn系合金设计提供理论基础，通过X射线衍射分析（XRD）、差热分析（DSC）、扫描电镜观察（SEM）和能谱分析（EDS）等手段，对Sr含量为0～0．5（质量分数，9／6，下同）AZ31镁合金铸态组织中的第二相的类型及形成原因进行了分析。结果表明：铸态AZ31合金中除了Mg17Al12相以外，还存在少量的小块状Mg21（Zn，Al）12相。添加Sr含量为0．1的AZ31合金中存在Mg17Al12、Mg21（Zn，Al）17相以及少量Al4Sr相，添加Sr含量为0．3的合金组织中能观察到Al4Sr、Mg21（Zn，Al）17相以及少量Mg17Al12相，而在添加Sr含量为0．5的合金中仅能观察到Al4Sr和Mg21（Zn，Al）12相，Mg17Al12相的形成受到抑制。此外，层片状共晶Al4sr相的数量在质量分数为0．3～0．5的区间随着Sr含量的增加显著增多，

热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zn稀土镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zn镁合金性能的影响。结果表明,采用适当的热处理工艺可细化镁合金的显微组织,并改善镁合金的机械性能。在200℃/2h热处理,会提高合金硬度;在热处理工艺为530℃×2 h空冷或淬火后再热处理200℃×2 h的情况下,合金的显微硬度与抗拉强度显著提高。

变形处理对Mg12Li1Zn5Sn合金塑性加工性能的影响

采用热挤压-轧制技术获得Mg12Li1Zn5Sn变形合金,对铸态和变形态合金的显微组织和力学性能进行分析,发现经过变形处理后的Mg12Li1Zn5Sn合金表现出良好的塑性变形能力。

Mg-Zn系耐热铸造镁合金的最新研究进展

综述Mg-Zn系耐热铸造镁合金的最新研究进展,并分析了高温蠕变机理及其设计思路,重点介绍了Cu、Zr、Al及稀土元素RE和碱土元素(Ca、Sr)在Mg-Zn系耐热镁合金中的作用行为,讨论了合金元素使用中存在的问题和今后的发展方向.

高性能VW73B镁合金微观组织与力学性能研究

随着全球节能减排政策的推进,高性能镁合金因其低密度、高比强度、可持续发展等优势在交通运输领域得到了广泛的应用。本文通过OM,SEM和TEM等手段研究了VW73B镁合金铸态、均匀化态、挤压态以及时效态的微观组织与性能。结果表明:铸态合金由α‑Mg、(Mg,Zn)3RE相、Mg5(RE,Zn)相和LPSO相构成,均匀化处理后,合金中仅存在α‑Mg和LPSO结构相。挤压变形后,晶粒显著细化,分布于晶界处的块状LPSO结构相促进了动态再结晶行为的发生。挤压态合金由未发生动态再结晶的粗晶和细小的动态再结晶晶粒组成,LPSO结构相沿挤压方向呈流线分布。峰时效态合金中存在大量纳米级β'沉淀相和细长针状基面层错,其抗拉强度为416 MPa,屈服强度为344 MPa,断后伸长率为10.0%。VW73B合金优异的力学性能是细晶强化、时效强化、块状LPSO结构相以及层片状LPSO结构相共同作用的结果。

挤压变形对Mg_(95)Zn_(4.3)Y_(0.7)合金组织和性能的影响

研究了在250℃、不同挤压比下挤压变形对Mg95Zn4.3Y0.7合金组织及性能的影响。结果表明,Mg95Zn4.3Y0.7经过挤压变形后,合金中晶界处的共晶相破碎,弥散分布至晶粒内部,并且晶粒显著细化。同时,随着挤压比的增大,晶粒细化程度增加,合金的力学性能单调增加。当挤压比为16时,合金晶粒尺寸为5～8μm,抗拉强度为288.9MPa,显微硬度HV值为117.8。

含稀土汽车用耐热镁合金的热变形行为

目的为了开发出汽车用低成本、高性能Mg−Sm系耐热镁合金,需要考察镁合金热变形过程中变形温度、应变速率等对镁合金流变行为的影响,并建立流变应力本构方程,从而为实际工业生产中的加工工艺提供理论依据。方法采用Gleeble−3800型热力模拟试验机在变形温度350~450℃、应变速率0.001~1 s^(-1)的条件下对Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金进行等温压缩变形,建立Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金的流变应力本构方程,并对本构方程模型进行应变补偿。结果均匀化态Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金中可见20~40µm的等轴晶晶粒和未回溶的第二相,主要物相为α−Mg和(Mg,Zn)3Sm相。Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金的热变形激活能Q=238.95 kJ/mol,应力水平参数α=0.0140,结构因子A=3.6628×10^(16)。建立了Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金的双曲正弦Arrhenius流变应力本构方程,并用温度补偿变形速率因子参数Z表达了Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金流变应力本构方程。等温压缩热变形过程中,基于应变补偿的流变应力本构方程模型的相关系数为0.9939,绝对平均误差为6.898%,均方根误差为5.813,计算结果和试验值吻合较好。结论基于应变补偿的流变应力本构方程模型可以较为准确地对Mg−3.8Sm−1.2Zn−0.5Zr镁合金的流变应力进行预测。

Li含量对轧制态Mg-3Al-1Zn合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、万能实验机研究了Mg-3Al-1Zn-xLi(x=0、2、4、6)合金轧制板材的微观组织及力学性能。结果表明,添加Li元素后,可促进动态再结晶的进行,细化晶粒,同时合金的力学性能得到显著提高。当Li元素含量为4%时,合金的晶粒多数为细小的动态再结晶晶粒,合金的各项力学性能达到最佳,抗拉强度达到302MPa,伸长率达到12.6%。当Li元素含量达到6%后,晶粒变得粗大,合金板材的强度指标明显下降。

均质化制度对Mg-Li合金显微组织和机械性能的影响

研究了超轻镁锂变形合金热处理后的合金显微组织和机械性能。镁锂合金在室温条件下具有非常良好的延展性，Mg—Li—Zn系变形镁合金铸锭经不同温度、时间均匀化退火后的组织、硬度以及冷轧性能进行了研究。结果表明。Mg．9％Li-2％Zn-2％Ca合金在573K温度均匀化退火12h后合金铸锭组织均匀；而对于Mg-9％Li-2％Zn合金，523K温度均匀化退火24h后组织较好。

Mg-4.9Zn-0.9Y-0.7Zr合金板材组织及力学性能的研究

利用铸锭冶金的方法制备了Mg-4.9Zn-0.9Y-0.7Zr合金及对比合金Mg-4.9Zn-0.7Zr,研究了Y元素的添加对合金组织性能的影响。通过XRD对合金进行了物相分析,运用SEM观察了元素Y对合金铸态组织的影响,通过EDAX,TEM技术对第二相化学成分及形貌进行了分析。研究结果表明:Y是Mg-Zn-Zr镁合金强韧化的有效元素,Y的加入使得合金中生成大量Mg3Zn6Y相。在热轧过程中,Mg3Zn6Y相被破碎成大量弥散细小的质点,这些小质点严重阻碍了位错,从而提高了合金在室温下的抗拉强度及屈服强度,同时合金仍然保持着良好的塑性。

Mg_(74)Zn_(25)Y_1三元合金中的准晶相

旨在研究高镁、低锌和低钇合金中准晶的形成和分布,降低材料的密度,研究制备准晶增强自生复合材料的可行性。用金相显微镜和SEM分析低Zn和低Y含量下,Mg_(74)Zn_(25)Y_1合金普通凝固组织:EDS分析合金和凝固组织中各相的成分;XRD分析凝固组织的相组成;TEM确定准晶的结构。研究结果表明,Mg_(74)Zn_(25)Y_1合金的凝固组织为α-Mg+MgZn+Zn_(60)Mg_(30)Y_(10)。其中,Zn_(60)Mg_(30)Y_(10)准晶为五次对称的20面体结构,微观形貌呈现出完整五瓣花瓣和没有完全长大的五边形。准晶晶粒尺寸小于50μm。

高应变速率下Mg-Gd-Y镁合金动态拉伸性能与失效行为

为了研究Mg—Gd—Y镁合金在高应变速率下的动态拉伸性能及失效机制，采用分离式Hopkinson拉杆（SHTB）装置在室温下且应变速率为1400～3000S。范围内对其进行了动态拉伸实验，并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对动态拉伸后的镁合金试样进行了分析．结果表明，在动态拉伸载荷作用下，Mg—Gd—Y镁合金沿ED方向呈现连续屈服现象．应变速率增大后，Mg—Gd—Y镁合金具有正应变速率效应．在动态拉伸载荷作用下，Mg-Gd-Y镁合金的断口形貌呈解理断裂特征，镁合金的变形方式为孪生和滑移，且滑移为主要变形方式．

轧制对Mg-5Zn-3Nd合金组织及力学性能的影响

为研究铸态Mg-5Zn-3Nd镁合金在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化,利用小型轧机对铸态Mg-5Zn-3Nd合金进行多道次轧制,并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明:该镁合金在常温下可进行多道次轧制,但每道次之间要进行330℃×15 min的退火处理,总变形量可达到66%;随总变形量的增加,轧制流线逐渐形成,晶粒的平均尺寸逐渐变小,在许多晶粒内部存在孪晶,在退火过程中发生再结晶.镁合金中Nd主要分布在晶界处的第二相中,并且第二相含Zn较高,材料的强度和塑性均随变形量的增大而增加,当总变形量达到50%以上时,材料的强度和塑性达到极值,抗拉强度为285 MPa,屈服强度为279 MPa,伸长率为7%.

Mg_(97)Y_2Zn_1合金高温热压缩流动行为

通过Gleeble-3500型热模拟机研究了Mg97Y2Zn1镁合金在热变形过程中流变应力与变形温度和应变速率等之间的关系,并建立了相应的流变应力模型.结果表明:在所采用的试验条件下,Mg97Y2Zn1合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而提高;Mg97Y2Zn1合金的流动应力应变行为可用Zener-Hollomon参数表示;Mg97Y2Zn1合金在高温塑性变形过程中的平均变形激活能为137.277 kJ/mol.