热处理对Mg-3Sn-2Al-1Zn-5Li合金耐蚀性能的影响

对Mg-3Sn-2Al-1Zn-5Li合金进行了不同方式的热处理。利用电化学测试研究了不同热处理状态合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,并通过扫描电镜、能谱以及X射线衍射分析了合金腐蚀形貌及腐蚀产物的成分。结果表明:经固溶处理和时效处理后,合金的耐蚀性能有所提高,并且固溶态的Mg-3Sn-2Al-1Zn-5Li合金有着最佳的耐蚀性能;合金的腐蚀特征为丝状腐蚀,腐蚀产物主要为Mg(OH)_(2)。

铒/钪-锆微量添加对Al-5Mg-3Zn合金热轧态组织和性能的影响

向Al-5Mg-3Zn合金中分别复合添加了锆(0.1%,质量分数,下同)和铒(0.2%)、锆(0.1%)和钪(0.2%),并进行热轧,研究了铒-锆、钪-锆微量添加对合金显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:复合添加锆-铒或锆-钪元素能使合金热轧后保留更多变形组织,抑制合金的动态再结晶,且锆-钪元素的抑制作用强于锆-铒;热轧态Al-5Mg-3Zn合金晶内出现少量尺寸较大的T相,热轧态Al-5Mg-3Zn-0.2Er-0.1Zr、Al-5Mg-3Zn-0.2Sc-0.1Zr合金晶内除了T相,还分别存在Al3(Er,Zr)相和Al3(Sc,Zr)相,3种试验合金晶界处均无析出相和沉淀析出带;相比热轧态Al-5Mg-3Zn合金,热轧态Al-5Mg-3Zn-0.2Er-0.1Zr合金抗拉强度、屈服强度分别提升了9.3%,34.3%,热轧态Al-5Mg-3Zn-0.2Sc-0.1Zr合金分别提升了24.8%,35.6%;3种热轧态试验合金均保持良好的耐腐蚀性,热轧态Al-5Mg-3Zn合金的耐腐蚀性能更优。

稀土铈变质处理Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金的组织与力学性能

采用稀土Ce对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金进行了变质处理,采用OM、SEM、硬度测试、拉伸试验研究了Ce添加量对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Ce对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金有较好的变质效果。Ce添加量为0.8%时,合金晶界清晰,组织均匀性最佳,细化效果最好。Ce添加量增加到1.2%时,合金组织细化效果减弱。随着Ce添加量的增加,合金的硬度、抗拉强度和伸长率均先升高后降低,Ce添加量0.8%的合金的硬度、抗拉强度和伸长率均达到最大值,综合力学性能最好。

新型挤压Mg-2Ca-5Zn合金的组织与性能

采用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机研究了热挤压后Mg-2Ca-5Zn镁合金的显微组织与力学性能。结果表明,挤压Mg-2Ca-5Zn合金具有较细的晶粒组织,第二相Ca2Mg6Zn3与Mg2Ca被破碎,其分布变得细小弥散;挤压Mg-2Ca-5Zn合金比铸造镁合金的力学性能有较大提高,其抗拉强度与伸长率分别达到368MPa和11.8%。

挤压变形Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金的显微组织及力学性能

采用真空感应熔炼炉熔铸了Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金,对该合金进行了挤压变形,采用OM、SEM、XRD、EDS等检测了挤压态合金的显微组织,室温拉伸试验测试了挤压态合金的力学性能,并观察了断口形貌。结果表明,挤压态Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金由基体α-Mg和少量的AlLi相组成,晶粒尺寸细小。挤压态Mg-5Li-2.6Al-1.8Zn合金具有较高的力学性能,抗拉强度达到260 MPa,伸长率为20.7%,断口主要由韧窝组成,合金具有较好的韧性。

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。

钕对Mg-5Zn-2Al合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、电子万能试验机、扫描电镜和X射线衍射仪等研究了不同含量的稀土元素钕(质量分数分别为0.3%,0.6%和0.9%)对铸态Mg-5Zn-2Al合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-5Zn-2Al合金主要由-αMg基体相、-τMg32(Al,Zn)49相及AlNd相组成,并且AlNd相随着合金中钕含量的增加而增多;合金的力学性能随着钕含量的增加呈现先上升后下降的变化趋势,当钕含量为0.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为204 MPa,合金的伸长率也达到最大值11.125%。

Mg-2.5Nd-1Cd-0.6Zr-0.4Zn镁合金的力学性能和阻尼性能

研究了铸态和固溶态下Mg-2.5Nd-1Cd-0.6Zr-0.4Zn镁合金的力学性能及阻尼行为。结果表明,固溶处理提高了合金抗拉强度、伸长率。室温下,铸态和固溶态合金的应变无关阻尼性能相当。该合金其应变相关阻尼随应变振幅的增大而增大,且固溶态的阻尼明显高于铸态的。合金的阻尼行为可采用Granato-Lucke位错阻尼理论解释。

Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(wt.%)合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜(OM)、带能谱分析(EDAX)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(WGZ115)合金的原始铸态(F态)、固溶处理态(T4态)和峰值时效态(T6态)的组织结构进行了分析。研究表明:F态WGZ115合金主要由基体(-αMg)、晶间共晶相(Mg24(YGdZn)5)和长周期结构相(Mg12Y1Zn1)组成。T4态WGZ115合金主要由基体相(-αMg)、长周期结构相(Mg12Y1Zn1)和少量分布于晶界附近的方块相(Mg-Y-Gd方块相)组成。T6态WGZ115合金的形貌与T4态相似,圆形的富Zr相始终存在于三种状态的合金中。通过不同温度下的拉伸实验发现T4态WGZ115合金的抗拉强度和塑性好于F态合金。而T6态合金的力学性能最好,在200℃时抗拉强度达到最大值341.1MPa。

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。

变形Mg-1.5Zn-0.2Gd合金的组织性能及再结晶过程

利用金相显微镜、SEM和万能拉伸机等手段对Mg-1.5Zn-0.2Gd合金热轧、退火后的显微组织、结晶组织及力学性能等进行了研究。结果表明:Mg-1.5Zn-0.2Gd合金经450℃热轧和350℃退火60 min后,其性能得到显著提高,织构极密度显著降低,最大值仅为2.3;基面织构沿着TD方向发生分裂,角度大约为30°;经热轧、退火处理的合金在室温下的屈服强度和抗拉强度低于热轧状态,但表现出良好的延伸性,延伸率达29.1%;退火过程中非基面取向的晶粒在原始大角度晶界位置形核长大,是Mg-1.5Zn-0.2Gd合金织构得到优化的关键原因.

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。

不同温度下Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr镁合金的拉压不对称性

通过光学显微镜、扫描电镜观察和拉伸、压缩试验研究了在不同温度下Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(WGZ115)镁合金的拉压不对称性及其原因。结果表明:该合金在低于200℃拉伸时发生脆断,在200～300℃内拉伸屈服强度大于压缩屈服强度,在300℃时拉伸屈服强度与压缩屈服强度相等,在高于300℃后拉伸屈服强度小于压缩屈服强度;相同温度下该合金抗压强度大于抗拉强度,压缩的最大应变量大于拉伸的最大应变量;在拉伸时,合金裂纹多为穿晶扩展,二次裂纹导致合金在25～200℃迅速脆断;在压缩时,合金内部出现孪晶带,使其压缩变形能力增强。

Mn对Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织及力学性能的影响

利用纯镁锭、锡锭,纯铝粒、锌粒及含锰10%的镁锰中间合金制备Mg-5Sn-2AlZn-xMn合金(x=0、0.2、0.5及0.8),对Mn的含量进行调整,通过光学显微组织分析、XRD分析、扫描电镜(EDS)以及室温抗压强度测试,研究不同Mn含量对合金铸态、固溶后组织及力学性能的影响。结果表明:Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相以及较少量的β-Mg_(17)Al_(12)相组成;Mn含量的增加促进了Mg_2Sn相和β-Mg_(17)Al_(12)相在枝晶间的析出分布,并使枝晶细化;对不同Mn含量的合金进行室温压缩实验,表明当Mn含量在0.2%和0.5%时室温力学性能较好,固溶态合金的抗压强度由不含Mn时的355MPa分别提高到370MPa和360MPa,铸态合金也由不含Mn时的350MPa提高到360MPa;当含Mn达到0.8%时,颗粒状的第二相分布明显增多,其力学性能也急剧下降。

熔体处理对Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn镁合金组织的影响

通过重力铸造法制备了Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金熔体,采用机械振动、机械搅拌、超声波不同方式对合金熔体进行了处理。研究了熔体处理对Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金微观组织的影响。结果表明:不同方式处理的合金熔体,合金晶粒都得到了细化,第二相分布弥散。超声波处理后铸造缺陷消失。

热处理对挤压态Mg-5Sn-2Si-2Sr合金组织及性能的影响

为了确定挤压态Mg-5Sn-2Si-2Sr合金合适的热处理方案,分别采用硬度计、X射线衍射仪、力学性能试验机、光学显微镜,研究了该合金经T4(固溶处理)、T5(200℃×12 h时效)和T6(固溶+时效)热处理后显微组织及力学性能的变化。结果表明:挤压态Mg-5Sn-2Si-2Sr合金宜采用T5热处理工艺。经T5热处理后,在晶界处析出大量Mg2Si强化相,使合金的屈服强度、抗拉强度分别达210.9 MPa、257.0 MPa,高于挤压态、T4和T6热处理工艺下的合金强度。T4热处理时,固溶强化作用远小于退火软化作用,致使合金力学性能的下降。T6热处理时,析出相及晶粒尺寸的长大使得合金力学性能的提高受到了限制。

Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的蠕变行为

通过蠕变试验、组织观察和理论计算,研究了Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金在200℃、50MPa和200℃、70MPa条件下的蠕变行为。结果表明,Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金在200℃时具有与商用耐热镁合金WE43相近的蠕变性能;随着蠕变应力的增大,合金的晶粒尺寸变化不大,晶界变得不明显;应力指数计算值显示,此时蠕变受扩散和晶界滑动两种机制控制。

Mg-12Gd-2Y-2Sm-0.5Zr镁合金高温蠕变行为研究

研究了Mg-12Gd-2Y-2Sm-0.5Zr镁合金的高温蠕变行为。结果表明:时效态Mg-12Gd-2Y-2Sm-0.5Zr合金在200℃、300℃/50 MPa、70 MPa的条件下具有优异的抗蠕变性能;在50、70 MPa的应力下,200℃时应力指数n=3.8,300℃时应力指数n=5.6;在200、300℃的温度下,50 MPa条件下蠕变激活能Qc=50.8 kJ/mol,70 MPa条件下蠕变激活能Qc=64.8kJ/mol。

Zn含量对Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜以及拉伸试验机,研究Zn含量对时效态Mg-9Gd-4Yx Zn-0.5Zr（x=0,0.5,1.0,1.5,2.0）合金组织和力学性能的影响。结果表明：时效态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5（Gd,Y）组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5（Gd,Y,Zn）相和Mg12Zn（Gd,Y）相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%以下时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。当Zn含量达到1%时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为279.4 MPa和220 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。

二次变形对挤压Mg-6Gd-3.2Y-xZn-0.5Zr显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X线衍射、维氏硬度计和万能拉伸试验机研究二次变形对挤压Mg-6Gd-3.2Y-xZn-0.5Zr合金板材显微组织、时效行为及力学性能的影响。研究结果表明:加入合金元素Zn后,合金中形成了块状和针状的LPSO组织,块状LPSO组织能够细化挤压态合金的晶粒,改善合金的二次成形能力,针状LPSO组织能够减小时效强化相β′,使其分布更加弥散,从而提高时效合金的拉伸力学性能;二次变形显著地改变了合金组织,使合金的晶粒沿变形方向拉长,并对时效过程产生了较大的影响,经过二次变形的合金强化相析出加快,时效峰提前,β′相尺寸更小,分布更加弥散,从而使合金获得了较高的力学性能。在LPSO组织和二次变形的共同作用下,T10态的合金C获得了最高的屈服强度和抗拉强度,分别为375 MPa和420 MPa。