稀土Y对Mg-15Al合金组织及摩擦磨损行为的影响

通过合金制备、微观分析和摩擦磨损测试等手段,研究了不同含量的稀土元素Y对Mg-15Al合金相微观组织和摩擦磨损性能的影响。实验结果表明,加入钇后,Mg-15Al合金的α-Mg晶粒明显细化,α+β共晶组织由粗大的网状变得分散、细小,钇与铝形成稳定的Al2Y化合物,钇的加入量为0.8%时,组织细化效果最好,此时晶粒尺寸最小为23.05μm。当钇加入量超过0.8%时,α-Mg晶粒又变大,力学性能下降。稀土镁合金的摩擦磨损特性明显优于基体合金,稀土元素的加入增强了磨损表面氧化膜的稳定性,提高了稀土镁合金的承载能力,有效延迟了由轻微磨损向严重磨损的转变过程。

熔体处理在制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料中的作用

采用自孕育法制备新型Mg-9Zn-2Al高锌镁合金半固态浆料,研究孕育剂加入量为5%（质量分数）、导流器角度为45°时熔体处理温度对Mg-9Zn-2Al镁合金组织的影响。对孕育剂加入熔体后的熔化状况进行分析,并从原子团簇角度探讨熔体处理温度对一次孕育的作用机理。结果表明：熔体处理温度过高或过低时,组织平均晶粒尺寸较大;在695-710℃范围内,晶粒平均尺寸较小,约为47.5-48.8μm。根据所推导出的孕育剂在导流器入口处的温度表达式,可以确定自孕育法铸造的最佳熔体处理温度,提出用固相率fS描述自孕育剂的熔化状况。

Mg15Al镁合金ECAP变形过程中β相的碎化机理及动态析出行为

为了改善Mg-Al系合金中β-Mg17Al12相的形态、大小和分布,充分发挥其沉淀强化作用,利用能产生强塑性变形的等通道转角挤压法挤压Mg15Al高铝镁合金;采用XRD、SEM、EDS和TEM研究不同道次ECAP挤压后Mg15Al高铝镁合金中β-Mg17Al12相的演变。结果表明:ECAP强塑性变形能够有效地碎化Mg15Al高铝镁合金中粗大的网状共晶β-Mg17Al12相;随挤压道次的增加,β-Mg17Al12相尺寸逐渐减小,挤压4道次后,网状共晶β-Mg17Al12相被破碎成尺寸在5μm以下的小块,分布得到一定改善;由于高应力与高温的共同作用,挤压2道次后,部分β-Mg17Al12相发生回溶,挤压4道次后,在α-Mg基体中动态析出许多尺寸在200 nm以下的粒状β-Mg17Al12相。

Zr含量对Mg-5Zn-2Al镁合金组织与性能的影响

采用光学显微镜及拉伸试验机等手段,研究了Zr含量对Mg-5Zn-2Al合金铸态和热处理后显微组织及力学性能的影响。结果表明,Zr的加入使Mg-5Zn-2Al镁合金的铸态和热处理后的晶粒得到明显的细化。在铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度与伸长率均呈现先上升后下降的变化趋势。对于铸态合金而言,Zr含量为0.6%时,Mg-5Zn-2Al合金的晶粒最为细小,并且其抗拉强度与伸长率均达到最大值,为215MPa和12.563%。经热处理后,合金的抗拉强度较铸态得到了显著地提高。当Zr含量为0.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为249MPa。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响

研究了变质剂Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金阻尼性能的影响。结果表明:Al5TiB的加入显著细化了Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金晶粒,增大了界面面积,提高了合金的界面阻尼。但是,Al5TiB的加入又促进了Al、Zn原子向基体中的扩散,降低了合金的位错阻尼。加入变质剂Al5TiB后Mg-8Zn-4Al-0.3Mn镁合金的阻尼机制主要是界面阻尼和位错阻尼。二者迭加的结果决定了ZA84镁合金的宏观阻尼行为。

热处理工艺对Mg-6Zn-3Al镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金属型铸造制备新型Mg-6Zn-3Al(ZA63,质量分数,%)镁合金,并利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试研究ZA63合金在铸态、固溶和时效处理后显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金铸态组织主要由基体α-Mg、晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+Mg_2Zn_3+Mg_7Zn_3+Mg_(32)(Al,Zn)_(49))共晶和晶内孤立的颗粒相组成。合金在350℃固溶12～36 h时,随着时间延长,固溶效果逐渐增强,且在28 h时获得了较好的组织和241 MPa的抗拉强度及11.12%的伸长率。随后在180℃时效6～72 h后,合金的抗拉强度进一步提高,力学性能随保温时间延长呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时同时出现抗拉强度、伸长率和硬度的峰值298 MPa、9.78%和96.3 HV,比铸态的214 MPa、8.54%、62.2 HV分别提高39.25%、14.52%和54.82%。180℃时效24 h后,析出相的主要形态有板条状和短棒状。

均匀化退火等温冷却对Mg-10Al-1Zn镁合金组织性能的影响

对Mg-10Al-1Zn镁合金进行均匀化退火等温冷却处理,探讨等温温度和时间对β-Mg17Al12相析出形貌和合金力学性能的影响。研究结果表明：在420℃保温24h再经200~300℃保温1~6h后,β-Mg17Al12相均以层片状形态均匀析出。β-Mg17Al12相析出量随时间延长而增加,平均层片间距随等温温度升高而增大。合金在420℃保温24h再经250℃保温2h后,布氏硬度达到最高值80.1HB。

添加稀土Gd对Mg-6Al镁合金组织和耐蚀性的影响

Mg-6Al镁合金具有较好的铸造性能和力学性能,目前鲜见单一稀土元素对其腐蚀性能影响的报道。通过合金制备、微观组织分析和耐蚀性测试等方法研究了稀土Gd添加量对Mg-6Al镁合金微观组织和耐蚀性能的影响。OM、SEM、EDS、XRD分析结果表明,稀土Gd的添加改善并细化了Mg-6Al合金的铸态组织,形成杆状或块状的Al2Gd新相;动电位极化、浸泡试验等测试结果表明Gd的添加显著提高了Mg-6Al合金在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,Mg-6Al-2%Gd镁合金的腐蚀速度最小,为0.83 mm/a,且腐蚀后组织较为致密,腐蚀产物和腐蚀坑均变小,Mg-6Al-x Gd合金的腐蚀产物主要为Mg(OH)2。

均匀化退火等温冷却对Mg-12Al-1Zn镁合金组织性能的影响

研究了均匀化退火等温冷却对石墨型铸造Mg-12Al-1Zn镁合金组织及性能的影响，探讨不同等温温度和保温时间对p- Mg17Al12相析出形貌和合金力学性能的影响.结果表明：合金在420℃固溶均匀化24h 后再分别经200℃、250℃、300℃等温冷却1~6h.β-Mg17Al12相相相析出量随着时间的延长而增加，形态也随着时间的延长发生变化，主要以层片状组织析出.合金在420℃保温24h 再经250益保温6h 后，布氏硬度达到最高值90.7H B.

热处理对Mg-5Zn2Al镁合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、电子万能试验机、扫描电镜等研究了热处理对Mg-5Zn2Al镁合金组织及性能的影响。结果表明:试验合金在经过320℃固溶36h,175℃时效16h后的合金的晶粒尺寸明显增大,晶界却变得细小,晶界上析出物明显增多,而且合金经过热处理之后,该成分合金的抗拉强度达到最大243MPa,伸长率达11.3%,使铸态下的Mg-5Zn2Al镁合金相比综合力学性能得到了显著的提高。

等温时间对自孕育法制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料的影响

采用自孕育法在线制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料，研究了等温温度为585℃时，等温时间对Mg-9Zn-2Al镁合金半固态组织演变的影响。结果表明，随着保温时间的延长，晶粒先球化而后恶化，并且不断长大，保温4～8min时，其晶粒较好，尺寸为65～72μm，圆整度在1．2～1．3之间。在此过程中，组织的演变主要经历高熔质点相的析出及较小过冷度下的瞬态形核、镁原子堆积促使初生相的长大和a相的合并长大三个阶段。

T4和T6热处理参数对Mg-12Zn-2Al镁合金组织和性能的影响

通过在Mg-12Zn合金中添加2%Al(质量分数)制备出一种新型Mg-12Zn-2Al(ZA122)镁合金,并利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试研究ZA122合金在铸态、T4和T6处理后显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:铸态组织主要由α-Mg基体和共晶相(α-Mg+Mg2Zn3+Mg7Zn3+Mg32(Al,Zn)49)组成。合金经330℃固溶32 h后获得较均匀的组织和231 MPa抗拉强度及9.23%的伸长率。合金双级时效的强化效果优于单级时效的,且提前24 h获得力学性能峰值。经过(180℃,48 h)单级时效后,抗拉强度和伸长率的峰值分别为283 MPa和8.03%;采用(90℃,24 h)+(180℃,24 h)双级时效后,同时出现了抗拉强度和伸长率的峰值为294 MPa和7.81%。单级时效下,合金中沉淀相的形核机制主要借助于位错、空位、层错、亚晶界和晶界等晶体缺陷实现异质形核。双级时效下,预时效时脱溶析出的G.P.区或团簇原子作为亚稳相和平衡相的现成异质形核核心实现异质形核。

5%Al合金化对Mg-6Zn镁合金非枝晶组织演变的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金(质量分数)的铸态组织和等温热处理后非枝晶组织的演变规律。结果表明:Mg-6Zn合金的铸态组织主要由α-Mg和MgZn2相组成;Mg-6Zn-5Al合金铸态组织主要由α-Mg、Mg2Zn3、Mg17Al12和Mg32(Al,Zn)49相组成,其共晶组织形貌演变成粗大连续,且晶内颗粒状的第二相粒子数量增加。Mg-6Zn-5Al合金经600℃保温30 min后获得了细小圆整、均匀分布的近球状颗粒,其平均尺寸和圆整度分别为75μm和1.09。非枝晶组织演变的主要机制包括共晶组织熔化,溶质原子扩散,枝晶组织的粗化、分离、球化和颗粒的合并与长大。5%Al合金化促进了Mg-6Zn合金的非枝晶组织演变,主要归于合金化使铸态组织中析出了亚晶界,其为溶质原子的扩散提供便捷通道和润湿驱动力,同时降低了体系的总自由能和异质形核功,使合金在成分起伏和能量起伏作用下加快了枝晶组织的熔断、分离和球化。

体育器材用Mg-3Al-1Zn-0.2Mn镁合金铸态组织与性能研究

在Mg-3Al-1Zn-0.2Mn镁合金中添加Al2Ca,并进行了显微组织、物相组成、高温力学性能和耐腐蚀性能分析。结果表明:添加了Al2Ca的Mg-3Al-1Zn-0.2Mn镁合金由α-Mg相、Mg17Al12相和Al2Ca组成;与未添加Al2Ca相比,添加Al2Ca可使该合金的高温力学性能和耐腐蚀性能均得到提高,其中150℃抗拉强度增加53%、450℃抗拉强度增加246%、盐雾腐蚀120h后的质量损失率从5.52%下降至1.11%。

Mg-1Mn-0.5Al镁合金的热变形行为及热加工图

在应变速率为0.01~10 s^(-1)、热变形温度为150~400℃条件下,采用Gleeble-3800热模拟试验机对Mg-1Mn-0.5Al镁合金挤压板材进行平面应变热压缩实验,研究其热变形行为,分析了其真应力-真应变曲线及组织演变规律,并建立了其流变应力本构方程及热加工图。结果表明:在相同的应变速率下,随着变形温度的升高,Mg-1Mn-0.5Al镁合金的流变应力逐渐降低,在同一变形温度下,随着应变速率的增加,流变应力随之增加。在低温(150℃)、高应变速率下(10 s^(-1))进行热压缩时,Mg-1Mn-0.5Al镁合金易出现沿45°方向的剪切断裂失效。此外,随应变速率的增大,Mg-1Mn-0.5Al镁合金再结晶体积分数显著降低,残余应变明显增大。通过真应力-真应变曲线得到Mg-1Mn-0.5Al合金的本构方程,计算其热激活能为122.393 kJ/mol。通过热加工图的绘制,在应变为0.2时,Mg-1Mn-0.5Al镁合金可在温度为300~400℃和应变速率为0.01~0.082 s^(-1)条件下进行热变形。

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

研究了Al5TiB对Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,Mg 8Zn 4Al 0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成。加入0.5%的Al5TiB可显著细化合金的铸态组织,晶粒大小由120～130μm减少到30～40μm。随着Al5TiB加入量的增加,合金的共晶α(Mg)相数量和合金的显微硬度均呈增加趋势。

Mg-15Gd-3Y挤压合金的时效强化

研究时效处理对挤压态Mg-15Gd-3Y合金显微硬度及力学性能的影响,采用透射电镜对时效析出相的形态进行分析。结果表明:225℃、14h时效时合金获得最高硬度,为135HV,此时,晶内弥散析出许多纳米β′亚稳相,且与基体有着良好的共格匹配性,使合金获得较高强度和硬度,同时塑性降低;在225℃、70h过时效作用下,纳米β′亚稳相原位长大成β稳定相,且与基体失去共格匹配性,降低合金的强度和硬度,同时塑性有所回升;合金的最高强度出现在200℃、100h时效处,此时,抗拉强度达到446.67MPa,合金中的β′亚稳相呈蠕虫状,沿亚晶界分布,有效地阻碍亚晶界和位错的运动,从而强化合金。

Mg-5Al-xY合金的铸态组织及力学性能

研究了稀土钇(Y)对Mg-5Al镁合金铸态组织、高温力学性能及硬度的影响。结果表明:一定含量稀土Y的加入抑制了合金中Mg17Al12相的析出,形成了细小颗粒状和粗大块状的Al2Y耐热新相,显著提高了合金在175℃高温下的拉伸性能以及合金的显微硬度,合金的断裂特性由准解理断裂向准韧性断裂转变。

Sb变质Mg-10Al合金的组织与力学性能

研究了不同Sb含量的Mg-10Al合金的微观组织及在室温和150℃高温下的力学性能。结果表明,加入适量的Sb,Mg-10Al合金中生成了弥散分布的针状Mg3Sb2相,α-Mg初晶显著细化,抑制了网状共晶组织的形成。当Sb含量为0.5%(质量分数)时,组织细化效果最佳。随着Sb含量的增加,室温及高温下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后降低,均在Sb含量为0.5%(质量分数)时获得最佳综合性能。Mg-10Al-0.5Sb合金在150℃的抗拉强度为180MPa、伸长率为19%,比Mg-10Al合金分别提高了30%和90%。此外,在150℃条件下,含Sb合金仍保持了与其在室温下相当的强度,而未添加Sb的Mg-10Al合金的强度则明显下降。

铸态Mg-6Al-xGd合金凝固组织及力学性能研究

采用x射线衍射分析、扫描电镜分析、显微组织分析及拉伸性能测试,研究Gd含量对Mg-6A1-xGd(x=0,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%,1.8%)镁合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明:Gd含量逐渐增加,α-Mg晶粒尺寸先减小后增大,β-Mg_(17)Al_(12)相从连续网状变为断续网状、颗粒状,且体积数量减少。加入Gd后合金组织中出现了弥散分布的Al_2Gd相。Gd的添加使得合金晶粒得到细化,在Gd含量为0.9%时细化效果最为明显。Mg-6Al-xGd铸态合金的室温抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,在Gd的添加量为0.9%时,抗拉强度为210.93 MPa,比未添加Gd元素提高了21.4%。由铸态合金拉伸断口可见大量韧窝和撕裂棱,合金表现为韧-脆混合型断裂特征。