热处理对压铸Mg-Zn-Al-Mn合金组织及性能的影响

采用压铸成形工艺制备Mg-Zn-Al-Mn合金,研究不同热处理工艺对压铸Mg-Zn-Al-Mn合金力学性能和显微组织的影响。结果表明,压铸态合金采用直接时效处理时,在190℃下直接时效5 h,合金强度达到峰值,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为236 MPa,149 MPa和7.3%。经过固溶处理后,过饱和固溶度提升,大部分第二相颗粒在固溶过程中溶解进镁基体中,即有更大的第二相脱溶析出驱动力。335℃×4 h+190℃×5 h时合金力学性能达到最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为243 MPa,167 MPa和5.1%。浸泡试验表明,经过T6处理后的合金具有最好的耐浸泡腐蚀性能,电化学试验结果显示,T6处理合金具有最小的腐蚀电流密度和最大的高频阻抗弧半径,表明其具有最优的耐腐蚀性能。

Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金阳极氧化工艺

在传统铝合金阳极氧化电解工艺基础上,添加草酸、酒石酸和柠檬酸等形成硫酸-有机酸混合体系氧化处理液,对Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金进行阳极氧化处理,探索阳极氧化工艺参数和有机酸种类对氧化膜微观形貌、耐腐蚀和耐磨性能的影响.研究结果表明:在硫酸质量分数为10%、氧化电压为18V、氧化时间为60 min、氧化温度为20℃的条件下,与纯硫酸体系相比,混合酸体系能显著增加Al-Zn-Mn-Si-Mg系压铸铝合金阳极氧化膜厚度,提高氧化膜的耐腐蚀性能和耐磨性能;其中10%硫酸-15%柠檬酸混合体系(百分数均为质量分数,下同)下的氧化膜耐腐蚀性能较强,10%硫酸-10%酒石酸体系下的氧化膜耐磨性能较优.

不同预时效挤压态Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金的再结晶行为和强化机制

通过控制预时效时间制备3种不同状态的试样,研究不同预时效状态对挤压态Mg−9.5Gd−4Y−2.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金的动态再结晶行为(DRX)和性能的影响。结果表明,欠时效挤压(UAE)样品的细晶体积分数为17.4%,而峰时效挤压(PAE)和过时效挤压(OAE)样品的细晶体积分数分别达到89.7%和50.4%。在晶粒内部和晶界处分布的致密、细小的β颗粒相通过粒子激发形核机制显著提高了形核位点和位错密度。然而,致密针状γ'相抑制位错滑移,延迟DRX形核。PEA和OAE样品中细小晶粒的差异归因于原始颗粒相的数量和尺寸的不同,而其拉伸性能的差异归因于不同的显微组织。由于晶界强化和析出强化机制的贡献更大,PAE样品具有更优异的拉伸性能。

Zn对医用Mg-Mn合金显微组织的影响

Mg合金具有可降解性、生物学特性和力学相容性等一系列特性,是一种极具发展潜力的新型可降解生物医用材料。本文采用真空气氛保护金属型Mg-Zn-Mn合金,通过金相组织观察和硬度试验,研究了合金的性能。结果表明:纯Mg中添加合金元素Zn和Mn可显著地细化晶粒,Zn含量的变化对Mg合金晶粒尺寸影响较小;Mg合金硬度随着Zn含量的增加而提高,并且Zn具有较好的固溶强化效果;Mg合金固溶处理后,晶粒发生一定程度上的长大,Mg合金硬度随Zn含量的增加而提高,这说明固溶强化的效果强于晶粒粗化而造成的力学性能降低。

微量Mn对Mg-Li-Zn合金板材显微组织和力学性能的影响

向Mg-9%Li-2%Zn合金中添加适量的Mn,室温下将其轧制成板材。研究了微量元素Mn对合金板材显微组织和力学性能的影响。添加一定量的Mn(0.2%)可以使α相球化和细化,随着Mn含量的增加,α相变化不明显。室温下拉伸测试结果表明,添加一定量的Mn可以大大提高合金的强度和延伸率,随着Mn含量的增加,板材强度和延伸率有所下降,其中含0.5%Mn的合金强度最高,其抗拉强度和屈服强度分别提高了33.5%和25.8%。这是由于Mn在α相周围的富集使其细化和球化,进而提高合金强度;通过SEM和XRD分析可知,随着Mn含量的增加,大量颗粒状的化合物MgMn2O4和Li0.5MnO2生成,降低了合金的强度和延伸率。

新型Mg-Zn-Mn变形镁合金的挤压特性与组织性能研究

研究发现,所开发的Mg-Zn-Mn新型变形镁合金可实现在310℃下的挤压成型,并在该温度下发生了完全的动态再结晶。固溶及时效处理,特别是双级时效处理,能够显著提高该合金的强度,其最高强度达到高强变形镁合金ZK60的强度水平。

Mg-8Zn-4Al-1Si-0．3Mn-xAlP合金的显微组织及性能

研究了AlP对Mg2Si相及其基体组织的细化效果和机理.结果表明:AlP能够作为Mg2Si初生相的异质核心,促使其由汉字形变为颗粒状,并且促进τ(Mg32(Al,Zn)49)相的析出,而抑制ψ(Al2Mg5Zn2)相的析出,同时基体组织也得到显著细化,不仅改善了合金的室温性能,而且也改善了高温(150℃)性能.

挤压温度对Mg-Zn-Mn生物镁合金组织与腐蚀性能的影响

采用真空铸造技术制备了Mg-Zn-Mn三元镁合金,分别在230、280、330℃对该合金进行挤压,并对合金成分、形貌、物相和体外生物腐蚀性能进行研究。结果表明:Mg-Zn-Mn镁合金经330℃挤压后,综合性能最好,组织为均匀细小的等轴晶,晶粒尺寸约为15μm,抗拉强度达250 MPa,耐腐蚀性好。

挤压温度对喷射成形Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金组织与力学性能的影响

本试验利用喷射成形工艺制备Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金,研究了挤压温度对喷射成形合金材料的微观组织及力学性能的影响。结果表明,挤压温度为280℃时,喷射成形Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金晶粒细小,挤压温度升高,合金组织逐渐粗化,并析出富锰化合物ZnAlMn6。在研究条件下,喷射成形Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金经280℃挤压,抗拉强度和伸长率均最高,分别为496.9 MPa和5.31%;而经320℃挤压后,合金的抗拉强度和伸长率均最低,分别为441.2 MPa和3.40%,合金硬度并不随着挤压温度提高发生明显变化。喷射成形Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金适宜的热挤压温度为280℃左右,合金具有良好的力学性能。

轧制工艺对Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金中LPSO相及其组织性能的影响

研究"轧制+固溶+轧制"工艺和"固溶+轧制"工艺对Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金中LPSO相及其组织性能的影响。结果表明:经"轧制+固溶+轧制"工艺处理后,合金中块状LPSO相较小,且分布弥散,合金的组织由细小的再结晶晶粒组成,最终合金获得较好的综合力学性能,抗拉强度(UTS)达到347 MPa,伸长率(EL)为11.6%;经"固溶+轧制"工艺处理后,合金中块状LPSO相较粗大,分布不均匀,由于固溶退火后析出的层状LPSO相阻碍合金的再结晶,轧制后合金中仍存在变形组织,最终合金具有相对较高的抗拉强度(UTS为358 MPa),但是伸长率较低(EL为6.6%);对比而言,"轧制+固溶+轧制"工艺易进行更大压下量轧制,进而获得更高综合力学性能。

Mn元素在Mg-Zn-Mn合金中演变形式和作用的研究

利用透射电子显微镜(TEM)研究了Mg-6%(质量分数,下同)Zn-1%Mn(ZM61)镁合金中Mn在不同状态下的存在形式和作用。结果表明,铸态组织中大多数Mn固溶于基体中;均匀化处理以后,组织中析出少量细小的α-Mn颗粒;挤压和固溶时大部分Mn以形状规则的α-Mn颗粒的形式析出,主要有3种形态,即规则多边形(以六边形为主)、球状和棒状。通过高分辨透射电子显微分析发现,α-Mn颗粒与α-Mg基体之间存在共格界面关系((1010)α-Mg//(301)α-Mn,[1216]α-Mg//[12 3]α-Mn)。研究还发现α-Mn颗粒可以作为时效过程中MgZn2相的异质形核核心,但依附α-Mn颗粒形核的MgZn2相都较粗大。根据二维晶格错配度"Bramifit模型"计算得出,当α-Mn颗粒与MgZn2之间存在位向关系((200)α-Mn//(1010)MgZn2,[012]α-Mn//[1213]MgZn2)时,二者之间的晶格错配度仅为2.14%,且高分辨显微分析也发现α-Mn颗粒(200)面与MgZn2的(1010)呈共格关系。

微量Mn对Al-Zn-Mg-Zr合金板材组织与断裂韧性的影响

通过Kahn撕裂试验,研究微量Mn元素的添加对Al-Zn-Mg-Zr合金板材断裂韧性的影响,并结合扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电镜(TEM)和扫描透射电镜(STEM)等显微组织表征结果对影响机理进行分析和讨论。研究结果表明:在Al-Zn-Mg-Zr板材中添加微量Mn元素可以提高其断裂韧性,撕裂强度从550.9MPa增至581.5MPa,单位面积裂纹形核功从168.6N/mm增至235.4N/mm,断裂方式从沿晶断裂为主转变为穿晶韧窝型断裂。Mn元素增加了板材的再结晶分数和残留第二相的面积分数,引入了亚微米级含Mn弥散相,增加了Al3Zr弥散相的尺寸和间距,减少了晶内η'强化相的数量,降低了晶界η相的面积分数,增大了其间距。

含不同初始织构的Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金热轧板材的显微组织和力学性能

通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和拉伸试验研究含不同初始织构的Mg−4.7Gd−3.4Y−1.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金热轧板材的显微组织和力学性能。结果表明,初始织构为0001//RD(板材轧向)的板材获得相对较粗的晶粒和双峰基面织构;而初始织构为0001//TD(板材横向)的板材动态再结晶程度更高,因此,获得更细的晶粒尺寸和较强的0001//ND基面织构。此外,在两种板材中均发现沿RD拉长的不规则形状LPSO相,这种LPSO相导致各向异性的承载强化行为,并进一步引起板材的屈服各向异性。对强化机理的分析表明,晶界强化对轧制板材的强化效果最好。由于具有较小的晶粒尺寸和LPSO相带来的承载强化效果,初始织构为0001//TD的板材在RD方向上获得最高的屈服强度。

锌镁比对Al-Zn-Mg-Cu-Er-Sc-Zr合金显微组织与耐腐蚀性能影响的研究

通过调整Al-Zn-Mg-Cu-Er-Sc-Zr合金中的Mg元素含量,研究了Zn/Mg比的变化对合金相演变以及腐蚀性能的影响规律。结果表明:Al_(8)Cu_(4)Er相、Al_(3)(Er,Sc)相与含Fe相存在明显的伴生关系,二者依附于含Fe相生长。Zn/Mg比的变化可显著改变三者间的交互形式,高的Zn/Mg比例有利于稀土相独立生长,且在比值为4.18的条件下,Al_(8)Cu_(4)Er相与含Fe相均得到了显著细化。细化的晶界第二相使腐蚀坑深度仅为82μm,而连续的伴生混合相、粗大稀土相等均会不同程度降低合金的耐蚀性能。

ICP-AES测定铝合金中Mg、Be、Mn、Mo、Fe、Ti、Si和Zn

采用ICP-AES同时测定铝合金中合金元素和杂质元素,优化ICP光谱仪的工作条件,测定回收率96%—106%,RSD0.28%—6.26%,结果令人满意。

Mn元素对Mg-Zn系镁合金组织性能影响的研究现状与展望

阐述了杂质对Mg-Zn系镁合金组织性能的影响,综述了Mn元素在Mg-Zn系镁合金中的除杂作用,以及Mn元素对Mg-Zn系镁合金组织、力学性能、腐蚀性能影响的研究现状,并对目前Mn元素在Mg-Zn系镁合金中的作用进行展望。

铸造压强对Mg-6Zn-1Al-0.5Mn-0.5Ca合金的组织和性能影响

利用XRD衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉伸测试研究挤压铸造压强对Mg-6Zn-1Al-0.5Mn-0.5Ca合金组织和性能的影响。结果表明:挤压铸造合金的相由α-Mg,τ(Mg32(Al,Zn)49)和少量的Al8Mn5相组成,压强变化并不改变第二相的组成;提高挤压铸造压强,合金铸态组织中第二相数量增加,尺寸减小且弥散分布;合金元素分布更均匀,尤其是添加的微量Mn,Ca,有效减轻了合金的枝晶偏析程度;随着挤压铸造压强的增加,合金的强度和塑性也随之提高;压强由0 MPa增加到100 MPa,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别提高了27%,14%,31%和9%;合金的力学性能提高主要是因为随着挤压铸造压强的增加,原子扩散激活能和晶体长大速率下降,冷却速率提高,使得第二相细化且数量增加。

医用Mg-Zn-Ca-Mn合金在PBS模拟体液中的腐蚀行为

利用真空感应熔炼,采用金属模浇铸制备了Mg(100-x-y-z)-Znx-Cay-Mnz四元合金。使用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪对合金进行分析和表征。探讨了合金在PBS模拟体液中的腐蚀行为。结果表明,Ca、Zn及Mn原子的复合加入可显著细化合金的铸态显微组织;镁合金的腐蚀发生于晶粒内部,至晶界处终止;当加入2.0%的Zn和0.5%的Ca时,铸态合金的抗腐蚀性能最佳(平均腐蚀速率为0.77mm/a);当Zn、Ca含量均大于1%时,固溶时效态合金的腐蚀速率下降为铸态的1/2～1/4,表现出优异的耐蚀性;固溶时效处理可有效减少Mg2Ca相的体积分数,改善其分布,提高合金的耐蚀性能。

喷射成形Zn-Al-Mn-Cu-Mg合金的固溶处理

利用喷射成形技术制备高强度Zn-35Al-3.5Mn-2.2Cu-0.1Mg合金,对合金在不同温度和保温时间下进行固溶处理。用X射线衍射和扫描电镜等手段研究了合金的显微组织,并测定了合金的力学性能。结果表明,双级固溶和单级固溶处理制度相比,前者得到的组织较为理想,再结晶晶粒尺寸较小,同时回溶颗粒较多。采用双级固溶处理(360℃×3h+390℃×1h和120℃×15h时效处理)后,合金的抗拉强度和屈服强度分别达到526MPa和471MPa,伸长率达到9.2%。

含钪Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金焊接接头的组织与性能

首先熔炼了含钪(质量分数为0.26%)的Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金,铸态合金依次经热轧、冷轧、固溶、时效热处理后,采用成分相近的焊丝对其进行氩弧焊,研究了焊接接头的组织、拉伸性能和硬度,并讨论了钪在焊接接头中的存在形式及作用机理。结果表明:焊缝区为典型的铸态树枝晶组织,热影响区又可分为半熔合区和软化区,半熔合区靠近焊缝,区内出现了一层较薄的细小等轴晶组织;软化区靠近母材,发生了明显的再结晶现象,其组织特征为加工纤维组织和粗化的再结晶组织;焊接接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别约为481 MPa,320 MPa,9.97%,焊接系数为0.8260.828;微量钪、锆元素在接头中形成的初生Al3(Sc,Zr)粒子可作为非均匀形核的核心,显著细化熔池区域的铸态晶粒;接头硬度从焊缝中心向两侧母材呈先增大后减小然后再增大的趋势。