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。

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%.

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。

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，

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。

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。

Al-Mg-Zn合金成分的正交优化分析

为提高Al-Mg-Zn合金的力学性能,采用正交回归设计方法对Al-Mg-Zn合金的化学成分进行了调整和优化分析,研究了Al-Mg-Zn合金中Mg、Zn等元素含量及其交互作用对合金力学性能和组织的影响.经实验验证确定了最佳合金成分比:在铸造状态下,当Mg含量(质量分数)为3 5%～4 5%,Zn含量(质量分数)为3 0%～4 5%时,合金综合力学性能最好;而在热处理(T4)状态下,当Mg含量为5 0%～6 0%,Zn含量为3 5%～4 5%时,合金具有最佳的综合力学性能.

Zn/Y比对Mg_(94)Zn_xY_((6-x))合金铸态组织和耐磨性能的影响

利用普通铸造法制备了Mg94ZnxY(6-x)(x=5.2、4、3、2、0.8)合金,考察了Zn/Y原子比对铸态组织与物相组成及摩擦磨损性能的影响。结果表明:Zn/Y比对其组织结构和物相组成有明显影响,Mg94Zn5.2Y0.8合金其合金相主要呈断续网状和颗粒状,且其物相组成较为简单,但随着Zn/Y比减小,化合物主要呈晶间连续网状析出,合金相组成变得复杂。当Zn/Y比为1∶1、1∶2时,在合金中析出Mg12ZnY三元相,几种材料的磨损机制均主要表现为犁沟磨损,粘着磨损和氧化磨损,Mg94Zn0.8Y5.2的硬度较大,耐磨性最佳。

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。

铸造ZC62镁合金的时效行为

利用光学金相、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜研究了ZC62镁合金铸态和固溶时效后的显微组织,初步确定了时效 ZC62镁合金中主要合金相的种类和形态．ZC62镁合金铸态组织主要由初晶Mg基体和(Mg+CuMgZn)共晶构成;固溶处理后,晶界大部分非平衡共晶组织溶解．固溶时效后析出相主要有三类:颗粒相CuMgZn(四方晶系),尺寸大小约300 nm;与颗粒相相连的曲线状“析出相”,长度约1μm;与颗粒相无关的平行、细针状相Mg(Zn,Cu)2(六方晶系),长约200 nm,同时与Mg基面(0001)垂直,并与基体保持某种取向关系．第二类(曲线状)“析出相”实际上是在位错线上形核的Mg(Zn,Cu)2; 而第三类(细针状)析出相则是在Mg基体中均匀形核的Mg(Zn,Cu)2．

TiC对ZA84镁合金铸态组织和力学性能及凝固行为的影响

研究了TiC对ZA84(Mg-8Zn-4A1-0.25Mn)合金铸态组织、力学性能及凝固行为的影响。结果表明,添加0.5%的TiC对ZA84镁合金组织中相的组成没有影响,但可使合金组织细化,并使合金组织中的三元相从粗大半连续状变为细小断续状,且分布更加弥散均匀。此外,添加0.5%的TiC可使ZA84镁合金的力学性能、抗蠕变性能和铸造流动性提高,其中铸造流动性提高的原因可能与TiC添加影响了合金的凝固温度范围有关。

温度对镁基非晶合金连接AZ91D镁合金接头的影响

通过铜模浇注法制备Mg65Cu22Ni3Y5Nd5镁基块状非晶合金。在井式电阻炉中,采用氩气保护的方式研究镁基非晶合金分别在500,520,540,560℃下与AZ91D镁合金连接后接头的组织及性能。试验结果表明:随着焊接温度的升高,焊缝宽度逐渐减小,焊缝形状始终呈弯曲状;焊缝组织由块状逐渐转变为短棒状、针状到最后的网状组织;在焊接温度为560℃时,接头的强度最高。

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。

固溶工艺对挤压铸造稀土镁合金组织和性能的影响

采用挤压铸造制备Mg-Nd-Gd-Zr镁合金试样。对该合金分组T6热处理后发现,固溶温度由510℃增至540℃过程中,抗拉强度呈先升后降趋势,伸长率持续下降。530℃固溶温度下固溶时间由8 h延长至20 h,合金晶粒长大明显,但伸长率增加100%。SEM分析表明,不同温度固溶处理后合金拉伸断口有区别,510℃固溶处理后断口由残留相开裂和穿晶解理开裂面构成,530℃固溶处理后断口以准解理穿晶断裂为主。

钕对Mg7Zn2Al镁合金显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、XRD、SEM和万能实验机等手段研究了稀土Nd(0.3%,0.6%,0.9%)对Mg7Zn2Al镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Mg7Zn2Al镁合金中添加Nd后,显微组织中有针状或棒状的Al2Nd和AlNd等稀土相生成,合金中的共晶组织(α-Mg+Mg32(Al,Zn)49+Mg7Zn3)得到了明显细化;但是α-Mg有粗化趋势,呈现发达的树枝状或胞状,共晶相由粗大连续的网状变为细小的块状或颗粒状分布在树枝晶的一次枝晶臂或二次枝晶臂的间隙。随着Nd含量的增加,合金的抗拉强度和延伸率呈逐渐下降趋势,显微组织的粗化是造成合金拉伸性能降低的主要原因,而硬度没有明显的变化。

脉冲磁场/等温热处理制备Mg_97Ni_1Gd_1Nd_1合金半固态坯料

采用脉冲磁场细化组织工艺,结合后续低温等温热处理组织球化工艺,制备了Mg97Ni1Gd1Nd1合金半固态坯料。结果表明,当脉冲电压为300V,脉冲频率为10Hz时,合金组织细化效果最为明显,发达的初生α-Mg树枝晶转变为蔷薇状的等轴晶,晶粒平均尺寸由650μm细化到约80μm;选择低于初生α-Mg熔化温度而高于共晶温度为半固态等温热处理温度区间,对脉冲磁场细化后的组织进行等温热处理,可制备含近球状初生α-Mg颗粒的半固态坯料;在560℃下保温20min,球化组织最为理想,其初生相颗粒的圆整度为0.82。