Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在碱性NaCl溶液中的腐蚀特性

用静态失重法、动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱等方法研究了Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:在碱性NaCl溶液中,随着Cl^-浓度的升高,合金的平均腐蚀速率增大,腐蚀电流增大,体系中R_(sol)、R_t、R_f减小,腐蚀严重;当溶液的碱性增强时,合金的点蚀电位正移,表面膜钝化作用增强,R_f提高,同时R_t和R_(sol)增大,减缓了腐蚀的进行;在合金表面生成的腐蚀产物主要成分为Mg(OH)_2、Al_2O_3和Li_2O_2;Mg-11Li-3Al-0.5RE合金的腐蚀以点蚀为主,逐渐向基体内部和四周扩大,形成较深的蚀坑.

Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在酸性NaCl溶液中腐蚀特性研究

为研究Mg-11Li-3Al-0.5RE合金在酸性NaCl溶液中的腐蚀特点,采用静态失重法和电化学方法对合金的腐蚀行为进行测试,并用SEM、XRD分别分析了腐蚀形貌和腐蚀产物。结果表明:在酸性NaCl溶液中,随着Cl-含量的升高,合金的平均腐蚀速率增大,腐蚀电位负移,体系中Rsol、Rt、Rf减小,腐蚀越严重;pH值减小时,合金的腐蚀电流增大,线性极化电阻减小,加快了腐蚀的进行。在酸性环境中,Mg-11Li-3Al-0.5RE合金腐蚀后形成较大、较深的蚀坑,腐蚀产物主要为Mg(OH)2和Al2O3。

单β相镁锂合金Mg-11Li-3Al-0.4Y中温拉伸行为

采用熔铸、大变形轧制及退火等工艺制备厚度为1 mm的Mg-11Li-3Al-0.4Y合金板材,结合扫描电子显微镜、高温拉伸试验机等实验方法,研究合金在温度范围为50~200℃和应变速率范围为0.001~0.1 s-1的中温变形行为、再结晶行为和组织性能。在Arrhenius双曲正弦型方程的基础上构建适用于单β相含稀土镁锂合金的塑性变形本构方程。研究结果表明:对于单β相Mg-11Li-3Al-0.4Y合金,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,且真应力-真应变曲线中的锯齿波符合动态应变时效中的Portevin-Le Chatelier效应,这是首次在单β相Mg-Li-Al合金中观察到Portevin-Le Chatelier效应。结合断口分析,发现热轧合金板材在中温拉伸过程中,随着温度的升高,合金拉伸断裂方式由较低温度时的准解理断裂转变为较高温度下的韧窝断裂。

冷轧及退火工艺对Mg-11Li-3Al-0.4Ca合金力学性能和腐蚀行为的影响

以Mg-11Li-3Al-0.4Ca合金为研究对象,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉伸机、电化学工作站等检验手段,研究了冷轧变形及后续退火热处理对该合金组织、性能和腐蚀行为的影响。结果表明:Mg-11Li-3Al-0.4Ca合金主要由β-Li、MgLi_(2)Al、AlLi、(MgAl)_(2)Ca相组成;当以40%、60%、80%的变形量冷轧时,合金的抗拉强度逐渐升高,但伸长率稍有下降;经后续200℃、350℃退火处理后发生了再结晶,使塑性得到改善;合金的耐腐蚀性能随冷轧变形量的增加和退火温度的提高而得到改善;经350℃退火后合金的腐蚀电位最正,腐蚀电流密度最小,阻抗值最大,耐腐蚀性能最佳。

微量元素Cr对Al-13Si-3Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe合金微观组织和力学性能的影响

采用惰性气体保护的电阻熔炼技术制备了不同Cr含量的Al-13Si-3Cu-2Ni-1Mg-0.5Fe合金。采用OM、SEM、EDS、XRD、布氏硬度仪和电子万能试验机分析了铸态和热处理态下不同Cr含量合金的微观组织、相组成、硬度分布、室温和高温力学性能。结果表明,添加Cr元素之后,合金中的长针状或片状的β-Al FeSi相逐渐转变成短棒状或汉字状的α-Al FeSi相。随着Cr含量增加,短棒状α-Al FeSi相数量明显增多。添加不同Cr的铸态合金布氏硬度和抗拉强度均较未加Cr的合金轻微减小。经热处理之后,合金硬度和抗拉强度较铸态明显提升;添加Cr元素之后,合金的高温抗拉强度显著提升,Cr含量为0.45%时,合金高温抗拉强度高达129 MPa,较未加Cr的合金(95 MPa)提升了35.8%。

Ca对Mg-5Li-3Al-2Zn合金组织和力学性能的影响

实验研究了添加1%、2%、3%、6%Ca对Mg-5Li-3Al-2Zn合金组织和性能的影响。通过观察显微组织,利用XRD和EDS分析组织成分可知,添加适量的Ca可细化晶粒,Ca主要富集在晶界处,当Ca加入量超过2%时,与Al形成Al_2Ca金属间化合物,Al_2Ca较多时,对基体的割裂作用较强。室温拉伸试验结果表明,添加2%Ca,强度和塑性同时提高,继续增加Ca含量,合金的力学性能下降。

锡添加量对铸态Mg-3Al-0.5SiO_(2)合金显微组织和力学性能的影响

以纯镁锭、纯铝锭、纯锡锭、纳米SiO_(2)粉末为原料熔炼铸造Mg-3Al-0.5SiO_(2)-xSn(x=0,1,3,5,7,10,质量分数/%)合金,研究了锡添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着锡添加量的增加,粗大的Mg_(2)Si初生相逐渐转变为块状或针状相,Mg_(2)Sn相含量增加,当锡质量分数为5%时,Mg_(2)Sn相分布最均匀,尺寸最小;合金的强度和断后伸长率均随着锡添加量的增加呈先升高后降低的趋势,断裂方式先由脆性断裂向韧性断裂转变,再向脆性断裂转变;当锡质量分数为5%时,合金具有最佳的室温拉伸性能,其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为145.6 MPa,98.7 MPa,7.12%,断裂方式为韧性断裂。

时效对挤压态Mg-11Al-3Zn-2Ca镁合金组织和性能的影响

采用箱式电阻炉进行时效处理,试样埋入石墨中防止氧化,利用OM、SEM和TEM等手段对含Ca高铝Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金时效状态下的组织和力学性能进行了分析。结果表明,Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金在9～25 h内时效,析出相为短棒状的β-Mg17Al12,析出过程遵循先晶界后晶内的规律;经过200℃时效后,抗拉强度有所提高,最大提高10 MPa;伸长率随时效时间延长呈下降趋势,15 h以内降低比较明显,超过15 h下降趋势变得较为缓慢。

退火工艺对Mg-8Li-3Al-1Y镁锂合金组织和力学性能的影响

本文对冷轧态Mg-8Li-3Al-1Y镁锂合金进行了不同的退火工艺试验,并对不同退火工艺试验后的试样进行了显微组织观察和室温拉伸试验。结果表明,在退火处理过程中发生静态再结晶和α相球化行为,在360℃退火100 min时,合金发生了脱锂现象。同时得到了最佳的退火工艺制度为360℃×70 min,此时屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为216.29 MPa、182.66 MPa和21.05%。

基于数学模型的Mg-9Li-3Al-2.5Sr合金热变形行为研究

建立了Mg-9Li-3Al-2.5Sr合金在不同热变形条件下的本构方程,并研究了热变形条件对材料显微组织的影响。结果表明,热变形过程中合金的流变应力与变形速率和变形温度之间的关系可以用本构方程Z=9.23×1011×[sinh(0.002 472 52σ)]3.75描述。材料变形过程中的稳态流变应力可以用双曲正弦函数描述。在高温低应变速率下,当三角晶界处应力集中的速率大于晶界扩散和滑移速率时,将产生裂纹。裂纹不断萌生扩展,最终导致材料失稳。

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、XHB-3000型布氏硬度计和万能电子拉伸实验机等研究了Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金的最佳热处理工艺和热处理对合金显微组织及性能的影响。结果表明:合金的最佳固溶工艺为485℃×16 h+505℃×16 h,时效工艺为225℃×12 h。铸态合金主要由初生相α-Mg基体和大量处于晶界处网络状的Mg5Gd、Mg24Y5、Mg2Ca相组成。经固溶时效后,相种类没有变化,但晶界变得清晰,第二相的形貌显著改变,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上,组织得到明显改善,合金的力学性能显著提高,时效态合金的抗拉强度、屈服强度及硬度均显著优于铸态合金,分别由原来的217 MPa、185 MPa和92 HB增加到265 MPa、228 MPa和121 HB,这主要归功于时效沉淀强化的作用。

Al-4.6Mg-0.5Mn-0.12Zr-0.23Er合金均匀化退火工艺研究

通过光学显微镜、扫描电镜与能谱分析透射电镜等手段,研究了不同均匀化退火工艺对Al-4.6Mg-0.5Mn-0.12Zr-0.23Er合金组织的影响。研究结果表明:添加Er后,合金在280℃较低温度下退火能析出大量球状的Al_(3)Er析出相,且析出相长大速度很慢;在470℃长时间加热条件下,弥散粒子不会粗化,具有较高的热稳定性;合金在双级均匀化退火过程中析出纳米级Al_(3)Er粒子,还有少量Al_(6)Mn相粒子,均匀化退火后第二相减少。从第二相的溶解、元素分布以及粒子析出特性综合考虑,试验合金的最佳双级均匀化退火工艺为280℃8 h+470℃16 h。

Mg-11Gd-3Y-1.1Zn-0.5Zr的高温热压缩行为及热加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机对均匀化后的Mg-11Gd-3Y-1.1Zn-0.5Zr合金进行了温度为350~500℃、应变速率为0.002~1 s-1的热压缩实验,构建了合金高温塑性变形的本构方程,建立并分析了合金的热加工图。结果表明:Mg-11Gd-3Y-1.1Zn-0.5Zr合金热变形发生了动态回复和动态再结晶,合金的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而升高,合金热变形激活能Q=286.134 kJ/mol;合金在T=380~500℃、ε·=0.002~0.05 s-1区域能量耗散率大于30%且不发生失稳,适合热加工。

Er含量对均匀化退火前后Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr合金组织及力学性能的影响

本工作在5083铝合金Al-5Mg-0.5Mn中复合添加0.24%(质量分数)Zr和不同含量的Er制备了Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金,并对其进行320℃×20 h+450℃×20 h双级均匀化退火,研究不同Er含量与0.24%Zr复合添加对其组织及力学性能的影响规律以及Al 3Er的演变过程,借助TEM和元素的面扫分析手段探讨了Er元素的分布特征。研究结果表明,当Er含量为0.42%时,均匀化退火前Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-x Er合金的最大显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为77.6HV、232.8 MPa和15.3%;经过320℃×20 h+450℃×20 h均匀化退火后,合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为86.1HV、262.4 MPa和13.3%。随着Er含量在0.068%~0.52%区间增大,合金中形成的(Al,Mg,Mn,Er,Zr)复合白色相不断增多,其尺寸也不断增大,从球状、小块状及长条状向粗大鱼骨状转变;经过320℃×20 h+450℃×20 h的均匀化退火后,上述白色相逐渐扩散溶解,粗大鱼骨状基本消失,转变成小球状及小长条状,弥散分布在合金中。均匀化退火前,Er、Mg元素经常“相伴偏聚”,Er主要以Al(Er x Mg 1-x)粗大复合相的形式存在;均匀化退火后,合金中析出了5~25 nm的Al 3Er粒子,其与基体形成了基本完全共格的关系,而10~30 nm的Al 3(Er,Zr)粒子则均匀分布于基体中,进一步提高了合金的强度。

挤压温度对汽车零件用新型镁合金性能的影响

采用不同的挤压温度对汽车零件用Mg-8Al-3Sn-0.5V镁合金试样进行了挤压试验,并进行了力学性能和显微组织的测试与分析。结果表明:随挤压温度的升高,试样的抗拉强度、屈服强度先增大后减小,断后伸长率先减小后增大。在340℃挤压后,试样的抗拉强度、屈服强度最大,断后伸长率最小。汽车零件用Mg-8Al-3Sn-0.5V镁合金试样的挤压温度优选340℃。

汽车轮毂用高强轻合金的差压铸造工艺研究

采用差压铸造工艺方法制备了汽车轮毂用高强轻合金Mg-7Al-3Sn-1Zn-0.5Sc,并进行了显微组织金相OM及SEM观察、XRD分析、力学性能测试。结果表明,与常规铸造相比,差压铸造制备的该合金组织较细小,无明显的缩松、缩孔、孔洞、裂纹等铸造缺陷;合金由α-Mg基体以及少量的Mg17Al12、Mg2Sn相组成;室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达518、436MPa和23.8%,断口为韧性断裂。

Ca对挤压镁合金高温抗氧化性能的影响

采用SEM与XPS,对Mg-11Al-3Zn+xCa高温氧化膜的物相组成和化学成分进行定性和定量分析。结果表明:含Ca镁合金高温氧化时,表面形成了致密的CaO/MgO保护层,改善了Mg-11Al-3Zn疏松的蜂窝状氧化膜结构,消除了氧化膜开裂现象,显著地增强了镁合金高温抗氧化性能。

均匀化热处理工艺对体育器材用新型镁合金性能的影响

采用不同的均匀化温度和时间对Mg-3Al-1Zn-0.5Ti-0.3V体育器材用新型镁合金进行了热处理,并进行了拉伸性能和冲击性能的测试与分析。结果表明,当均匀化温度从350℃增大到450℃（均匀化时间12 h）或均匀化时间从6 h增大到14 h（均匀化温度425℃）时,合金的强度和冲击吸收功均先增大后减小。均匀化热处理温度和时间分别优选为425℃、12 h。

热等静压对3D打印新型镁合金组织与性能的影响

采用热等静压工艺,对3D打印新型Mg-8Al-0.5Zn-0.3Sr-0.1Y镁合金进行热致密化处理,并对热等静压前后合金的组织与性能进行对比分析。结果表明:该合金经热等静压处理后,组织明显细化,合金内部孔隙得以消除,其致密度、力学性能和耐磨损性能得到明显提高;抗拉强度增加26.1%,屈服强度增加35.4%,断后伸长率增加60.7%,冲击吸收功增加52.9%,磨损体积减小44.3%。