Zn与Al质量比对Mg-Zn-Al三元镁合金铸态组织和凝固行为的影响

研究了Zn与Al质量比对Mg-Zn-Al三元镁合金铸态组织和凝固行为的影响。结果表明:Zn与Al质量比小于2的实验合金主要由α-Mg+Mg32(Al,Zn)49相组成,且随着Zn与Al质量比的增加,实验合金中第二相的数量逐渐减少,同时其分布由连续网状逐渐向断续状转变;Zn与Al质量比大于2的实验合金则主要由α-Mg+Mg32(Al,Zn)49+MgZn相组成,且随着Zn与Al质量比的增加,实验合金中第二相的数量逐渐增加,同时其分布由断续网状逐渐向颗粒弥散状转变;此外,Zn与Al质量比小于2的实验合金的第二相转变开始温度和峰值温度基本上高于Zn与Al质量比大于2的实验合金,从而导致第二相转变过程中不同相变的发生和第二相类型的不同。

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。

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-Al系耐热镁合金中的合金元素及其作用

合金化或微合金化作为改善合金性能或设计新型合金的重要手段之一,目前已普遍应用于 Mg-Al 系耐热镁合金的研究开发中。综述了 Mg-Al 系耐热镁合金中合金元素 Al、Zn、Mn、Sb、Bi、Sn、Si、RE、Ca 和 Sr 的作用行为,重点分析了 Al 和 Zn 2种主体元素对 Mg-Al 系耐热镁合金组织和性能的影响,讨论了合金元素使用中存在的问题和今后的发展方向。

合金元素对Mg-Al-Si系镁合金中Mg_2Si相形貌影响的研究进展

合金化和微合金化作为变质Mg-A1-Si系镁合金中汉字状Mg2Si相的一种工艺手段,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。本文综述了合金元素变质Mg-Al-Si系耐热镁合金中汉字状Mg2Si相的研究进展,尤其是Al、Si、Sb、Ca、P、RE和Sr等合金元素对汉字状Mg2Si相形貌的影响及其变质机理,指出了目前还存在的问题,并对今后的发展进行了展望。

挤压态Mg-Gd-Y镁合金动态压缩力学性能与失效行为

为了研究镁合金在高应变速率下的动态变形行为及失效机制,采用分离式霍布金森压杆(SHPB)装置在室温下对挤压态Mg-Gd-Y镁合金进行动态压缩实验,并利用金相和扫描电子显微镜对冲击后的试样进行显微分析,探讨了Mg-Gd-Y镁合金沿挤压方向(ED)、横向(TD)及法向(ND)的动态压缩力学性能和失效行为与塑性变形方式。结果表明:在动态压缩载荷下,挤压态Mg-Gd-Y镁合金沿ED、TD、ND 3个方向表现出连续屈服的变形特征,随应变速率的提高,具有正应变速率强化效应,动态压缩力学性能无明显的各向异性,ED方向的动态压缩性能略优于其他两个方向的;挤压态Mg-Gd-Y镁合金在动态压缩载荷下的断口形貌呈韧脆混合的准解理断裂特征,对载荷方向不敏感;挤压态Mg-Gd-Y镁合金在动态压缩载荷下的变形方式为孪生和滑移共同作用机制,并伴随动态再结晶现象。

固溶温度对AZ80镁合金析出相β-Mg_(17)Al_(12)及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及拉伸试验等研究了铸态AZ80镁合金经不同固溶温度保温处理后析出相β-Mg17Al12及性能变化。研究表明,随固溶温度的升高,AZ80镁合金晶界及枝晶间的粗大网状β-Mg17Al12相由于溶解而逐步减少,有呈不连续、细小颗粒状均匀分布在α-Mg基体内的一次析出相β-Mg17Al12出现;由于析出相β-Mg17Al12的数量减少、细小颗粒化,降低了析出相强化的作用,使材料的整体硬度HB明显下降,抗拉强度和伸长率显著提高,屈服强度只有少量下降。

不同状态Mg-9Sr中间合金对AZ31镁合金铸态组织的影响

研究Mg-9Sr中间合金及其处理工艺对AZ31镁合金铸态组织的影响。结果表明:在AZ31镁合金中加入不同状态的Mg-9Sr中间合金(常规铸态、快速凝固态、固溶态和轧制态)对AZ31镁合金均有很好的晶粒细化效果,其中轧制态Mg-9Sr中间合金的细化效果最好,其次依次为固溶态、常规铸态和快速凝态Mg-9Sr中间合金。在Sr加入量0.1%和熔体保温时间80 min条件下,轧制态Mg-9Sr中间合金可使AZ31镁合金获得62μm的最小平均晶粒尺寸。

稀土Gd对Mg-Nd-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响

以Mg-Nd-Zn-Zr合金为基础,通过调整Nd和Zn的含量进行合金成分优化设计,并在新选择的较优成分点通过加入合金化稀土元素Gd,研究了Gd对Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸造组织和力学性能,尤其对高温力学性能的影响。研究发现,Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸态组织由α-Mg基体和Mg12Nd化合物组成。加入合金化稀土元素Gd后,NG31试验镁合金中没有形成三元相,但铸态组织中枝晶间分布的Mg12Nd化合物变得更加细小均匀。经过固溶处理后,Mg-Nd-Zn-Zr试验镁合金铸态组织中枝晶间以及晶界上的化合物完全溶入基体,而NG31试验镁合金在晶界上还有一些颗粒状的化合物。在时效处理时该化合物会以细小弥散的化合物从α-Mg基体中析出。无论Mg-Nd-Zn-Zr镁合金还是NG31试验镁合金,T6态热处理后都具有优良的室温力学性能,抗拉强度分别达到275MPa和280MPa,屈服强度也分别保持在158MPa和165MPa。随着Nd含量的增加和Zn含量的降低,Mg-Nd-Zn-Zr镁合金的抗拉强度和屈服强度升高,延伸率也随之增加。随着Gd的加入,抗拉强度和屈服强度升高,而延伸率却有所下降。同时,在所有的测试温区内NG31的高温瞬时抗拉强度和屈服强度都高于Mg-Nd-Zn-Zr试验镁合金。NG31试验合金在250℃的抗拉强度仍然保持在215MPa,屈服强度仍能够达到155MPa,甚至还高于200℃时的屈服强度(141MPa)。

相图计算在Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型变形镁合金热处理工艺设计中的应用

本文以相图热力学计算为基础,计算了Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型合金的垂直截面图,并结合扎克哈罗夫经验公式和合金的DSC曲线分析设计了该合金的热处理工艺,并用CMT5105A型电子万能试验机和显微硬度仪测试了该合金的力学性能。结果表明:在计算所得的Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr相图指导下制定的热处理工艺是正确的;挤压态Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为:200℃时效63 h,抗拉强度σb为=430 MPa,比挤压态提高了30.9%。

Mg-9Sr中间合金的组织及其对AZ31镁合金组织细化的影响

对Mg-9Sr中间合金的组织及其对AZ31镁合金组织细化的影响进行了研究。研究结果表明:常规铸态、热处理态和快速凝固态Mg-9Sr中间合金的组织均由α-Mg和Mg17Sr2相组成,但合金组织中枝晶的尺寸和Mg17Sr2相的数量和形态存在一定的差异。不同状态Mg-9Sr中间合金对AZ31镁合金均有很好的细化效果,其中热处理态Mg-9Sr中间合金的细化效果最好,其次依次是常规铸态和快速凝固态Mg-9Sr中间合金。在Sr加入量为0.1%和熔体保温时间为60min条件下,添加热处理态Mg-9Sr中间合金可使AZ31镁合金获得46μm的最小平均晶粒尺寸。

Mg-Al_4C_3中间合金在AZ91D镁合金中的细化效果及机理

采用SEM、EDS和XRD等测试手段研究粉末原位合成法制备的Mg-50%Al4C3中间合金对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明:中间合金的加入可显著细化AZ91D镁合金的α-Mg晶粒。当Al4C3的含量为1.0%时,α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的142.9μm降至63.2μm,降低幅度约为56%,且共晶组织形貌发生明显改变,由完全离异的骨骼状β共晶组织和共生生长层片状α+β共晶组织转变为蜂窝状的α+β部分离异共晶组织,同时β相的尺寸变小、分布更趋弥散。通过能谱分析、面错配度计算及差热分析,证实Al4C3可成为初生α-Mg晶粒的良好异质核心。此外,显微组织的细化导致合金力学性能的提高。

固溶处理对Mg-Zn-Y-Zr-Ca生物镁合金组织及腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学工作站等设备,研究了固溶理对Mg-3.0Zn-0.6Y-0.5Zr-0.3Ca(质量分数,%)合金显微组织及生物腐蚀性能的影响。结果表明:铸态合金的显微组织由α-Mg枝晶、条状Mg_3YZn_6相和球状Ca_2Mg_6Zn_3组成。随着固溶温度(360~450℃)的升高,合金中的析出相逐渐溶解,同时,组织中有富Zr新相析出。电化学测试结果表明,合金经420℃×24 h固溶处理后,其腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为-1.468 V和8.943μA/cm^2,显示出优异的耐蚀性能,这主要归因于低的第二相体积分数和细小的晶粒尺寸。

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。

Mg-9 Al-6Si镁合金组织及性能研究

利用普通重力铸造方法,制备了Mg-9Al-6Si镁合金。用光镜(OM),扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)研究了铸态Mg-9Al-6Si镁合金的显微组织,用XRD分析了合金的相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,用SEM观察了合金拉伸断口形貌。结果表明:Mg-9Al-6Si镁合金铸态组织主要由-αMg基体和分布在其上的粗大棱状枝晶或多边形块状初晶Mg2Si相及连成网状的-βMg17Al12相组成,无汉字状Mg2Si相。该合金室温拉伸断口是以准解理断裂为主的脆性断裂,断裂沿-αMg基体和Mg2Si相的界面处产生并扩展,抗拉强度为137.45 MPa,硬度为123 Hv1。

热处理对ATX525镁合金中CaMgSn相形貌演化的影响

采用XRD、SEM和EDS研究了热处理温度对ATX525镁合金相组成、显微组织和析出相成分的影响,考察了保温时间为24 h条件下,Ca Mg Sn相随温度变化的演化规律。结果表明,合金组织中析出相由热稳定性较高的Mg2(Al,Ca)、Al2Ca和Ca Mg Sn等相组成。其中,Ca Mg Sn相中Sn和Ca含量随处理温度变化而变化,从而使其热稳定性和形貌发生变化。当温度低于500℃时,主要发生Ca Mg Sn溶断和破碎过程,体积分数没有显著变化;当温度为550℃时,Ca Mg Sn相发生溶入基体过程,体积分数减少;然而当处理温度为570~600℃,Ca Mg Sn相出现长大现象。获得细化Ca Mg Sn相貌的热处理温度为500~550℃。合金经过550℃/24 h处理后,经200℃/96 h时效,Ca Mg Sn相以条状和细小的颗粒状析出,与颗粒形貌相比,条状Ca Mg Sn相具有铸态时的形貌特征。

250℃时效处理对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr稀土镁合金腐蚀行为的影响

采用盐水浸泡实验研究了铸态(F)、固溶(T4)和250℃下不同时效时间的Mg-10Gd-3Y-0.4Zr镁合金在5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,时效时间为193小时之前,合金的腐蚀速率随时效时间增加而增加,之后有所降低;T4态合金的耐蚀性最好,F态最差.合金腐蚀速率随热处理状态的变化与其微观组织有关,F态合金中的富RE化合物能与基底α相构成电偶腐蚀而加剧合金腐蚀;峰值时效状态下合金中的β′和β1相不能作为腐蚀阻挡层,而过时效状态下连续分布的β相能在一定程度上起腐蚀阻挡层作用,降低合金腐蚀速率.

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。

ECAP变形对Mg_2Si增强耐热镁合金组织及性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-Zn合金中加入Si,形成Mg-Zn-Si镁合金.采用ECAP工艺在变形温度为573 K和挤压路径为Bc条件下对Mg-Zn-Si镁合金进行不同道次的变形.运用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对变形后的Mg-Zn-Si镁合金进行了组织表征,对变形后的合金进行了室温拉伸和高温蠕变等力学性能测试.结果表明:随着挤压道次增加,α-Mg基体、Mg Zn相及Mg2Si相均得到细化且分布趋于均匀.1道次挤压后部分基体α-Mg细化,4道次挤压后α-Mg的尺寸减小为5~10μm,且晶粒大小趋于均匀;2道次挤压后Mg2Si相枝晶在原位置破碎为颗粒状,6、8道次挤压后Mg_2Si相呈弥散分布.4道次挤压后合金的屈服强度和抗拉强度均提高120%,伸长率提高353%;8道次挤压后合金的抗拉强度和伸长率与4道次相比变化不大,但屈服强度进一步提高了19%.随着挤压道次增加,高温抗蠕变性能提高,8道次后高温稳态蠕变速率降低5倍.Mg2Si相细化机理为受剪切而机械碎断.

镁的氢化反应对氢化燃烧合成储氢合金Mg_2NiH_4纯度的影响

本文主要通过改变在镁氢化反应温度的保温时间 ,研究不同合成压力、合成温度下 ,中间反应—镁的氢化反应对氢化燃烧合成Mg2 NiH4 的影响。初步探讨了镁的氢化反应与燃烧合成Mg2 Ni反应及其氢化反应的内在联系。研究结果表明 :镁的充分氢化在促进Mg Ni燃烧合成反应的同时有效地提高了Mg2 Ni的氢化活性 ,这一结果为工业化低压合成纯Mg2 NiH4 提供了可行途径 ,但在低温下仅延长镁的氢化时间 ,产物中少量的Ni很难消除。