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)。

固溶和时效对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及硬度试验等手段,研究了固溶和时效处理对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响。结果表明,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr铸态合金主要由α-Mg相和X-Mg12ErZn相组成;合金的最佳固溶工艺为540℃×32 h,在该工艺条件下X-Mg12ErZn完全溶入α-Mg基体中,析出大量的W-Mg3Er2Zn3相,且晶粒没有明显长大;随后合金经过180℃的时效处理,与固溶态合金相比,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr时效态合金组织变化不明显,仍由α-Mg相和W-Mg3Er2Zn3相组成,合金的显微硬度值变化不大。

Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr合金的热压缩变形行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上对Al-6.1Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.25Cr铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0.01～1 s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程,采用TEM分析变形过程中合金的组织特征。结果表明:合金变形抗力随变形温度的升高而下降,随应变速率升高而增大。在360～400℃范围内变形时,合金组织仅发生动态回复,当变形温度高于400℃以后,合金热变形以动态再结晶为主。应变速率在0.01～1 s-1范围内,不影响合金的变形软化机制,但对合金亚结构的影响较大,随应变速率的增加,位错密度增加,亚晶尺寸减少。此合金适宜的变形条件为变形温度380～400℃、应变速率0.1 s-1。

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.

金属型铸造Mg-10Zn-2Al合金的凝固行为及铸态组织

用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析、差热分析等方法,研究了金属型铸造Mg-10Zn-2Al合金的凝固行为及铸态组织特征,并结合差热分析结果和Mg-Zn-Al三元液相投影图,阐明了合金凝固过程中的相变反应。结果表明,合金铸态组织由α-Mg相、Mg32(Al,Zn)49相和MgZn相组成,Mg32(Al,Zn)49相结晶形貌呈连续/半连续网状骨骼形态,均匀分布在晶界以及枝晶间;合金的液相线温度为609.4℃,固相线温度为300.0℃,凝固温度范围为309.4℃,第二相转变在300.0～332.2℃温度范围内进行。

退火温度对Mg-1Zn-0.6Zr-2Y合金组织和力学性能的影响

对挤压态Mg-1Zn-0.6Zr-2Y合金进行300~390℃的退火试验。采用金相显微镜、扫描电镜、万能试验机等研究了不同温度退火对Mg-1Zn-0.6Zr-2Y合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,Mg-1Zn-0.6Zr-2Y合金的晶粒先增大后减小,均匀性逐渐提高,390℃退火合金试样发生了完全再结晶,晶粒均匀细小。随着退火温度的升高,合金的抗拉强度和伸长率先降低后升高,390℃退火合金试样的抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为366.4 MPa和30.8%,比挤压态试样分别提高了9.3%和21.7%。

元素Sr对铸态Mg-2Zn-1Mn合金显微组织及性能影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析研究Sr对Mg-2Zn-1Mn铸造镁合金组织和性能的影响,并测试其室温拉伸性能,以及在37℃模拟体液中的耐蚀性。研究结果表明:随着Sr元素的加入,合金平均晶粒尺寸明显变小,并且晶间析出Mg_(17)Sr_(2)相。随着Sr含量的增加,第二相的存在形式逐渐从孤立粒子演变为条状,然后演变为半连续或连续网格状,且第二相的体积呈线性增长。添加0.2%Sr后,晶粒尺寸从101.12μm减小到76.92μm,合金抗拉强度和屈服强度都分别达到了最大值201.6 MPa和50.2 MPa,伸长率也达到最大值13.8%,且腐蚀速率达到最低值0.472 mm/a.

元素Sr对铸态Mg-2Zn-1Mn合金力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析研究Sr对Mg-2Zn-1Mn铸造镁合金组织和性能的影响,并测试其室温拉伸性能。研究结果表明:随着Sr元素的加入,合金平均晶粒尺寸明显变小,并且晶间析出Mg17Sr2相。随着Sr含量的增加,第二相的存在形式逐渐从孤立粒子演变为条状,然后演变为半连续或连续网格状,且第二相的体积呈线性增长。添加0.2wt.%Sr后,晶粒尺寸从101.12μm减小到76.92μm,合金抗拉强度和屈服强度都分别达到了最大值201.6MPa和50.2MPa,伸长率也达到最大值13.8%。

挤压速度对Mg-2Y-1Zn-0.4Zr合金组织演变、力学性能和动态腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、力学性能测试和电化学测试等研究了挤压速度对铸态Mg-2Y-1Zn-0.4Zr镁合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明:挤压速度对Mg-2Y-1Zn-0.4Zr镁合金的显微组织、力学性能和腐蚀性能都有显著影响。随着挤压速度的增加,合金的平均晶粒尺寸增大,动态再结晶晶粒的体积分数先增加后减小。在60 mm/min的挤压速度下,合金的动态再结晶程度最高,并且组织中均匀分布着微米级的W-相,综合性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为327 MPa、322 MPa和24.9%。

固溶时间对Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金组织与腐蚀性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、浸泡测试和电化学测试等研究了Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金在490℃固溶4~14 h后的微观组织和腐蚀性能。结果表明:随着固溶时间的延长,合金的晶粒尺寸逐渐由98.19μm增大到142.90μm,合金中的第二相逐渐溶解,第二相体积分数由1.33%降到0.02%,大幅降低了第二相与合金基体之间因腐蚀电位不同而引起的微电偶腐蚀;在490℃固溶处理8 h时后,合金的腐蚀速率为0.414 mm/y,自腐蚀电位为-1.525 V,自腐蚀电流密度为3.327μA/cm^(2),耐蚀性能最好。

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%。

Sb变质对Mg-6A1-1Zn-0.7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响

通过金相、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和差热分析(DSC)等手段,研究Sb变质对Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金热处理组织和力学性能的影响,尤其是对合金固溶处理组织的影响。结果表明:固溶处理可以变质Mg-6Al-1Zn-0.7Si镁合金铸态组织中的汉字状Mg2Si相,使Mg2Si相从汉字状变为短杆状和条块状,并且添加0.4%Sb到实验合金中可使固溶处理变质汉字状Mg2Si相的效果提高。也正是由于固溶处理可以使实验合金组织中的汉字状Mg2Si相变质,使得Mg-6A1-1Zn-0.7Si合金时效处理后获得了较铸态更高的的抗拉性能和抗蠕变性能,并且添加0.4%Sb可以进一步增强热处理对性能的改善作用。

固溶处理对Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金组织和性能的影响

通过金相观察、X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等方法,研究了不同固溶处理工艺对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织主要由α-Mg基体和共晶Mg24 Y5相组成,共晶相区域存在少量的方块相;固溶处理后,合金中方块相明显增多,且主要分布在晶界处;525℃×8 h为合金的最佳固溶工艺;铸态与固溶态合金的室温拉伸断裂方式有所不同,铸态合金总体呈准解理断裂,而525℃×8 h固溶处理后则为典型的穿晶解理断裂方式。

Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金作为骨内固定材料在大鼠骨质疏松性骨折愈合中的研究

目的分析不同类型Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金植入材料对大鼠骨组织的生物相容性,探讨其在大鼠骨质疏松性骨折固定中的可行性及安全性,评估其应用价值。方法设普通Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金组(A组)、壳聚糖涂层镁钙合金组(B组)、假手术组(C组) 3组大白鼠为研究对象,建模后予A、B组体内放置相应合金植入物。观察术后一般情况,分别于术后不同时间(7、14、21 d)分批处死大鼠并取出合金植入物,行扫描电镜观察了解术后合金降解情况,行血清学检测了解Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金对大鼠肝、肾功能的生物学毒性。结果①术后大鼠生命体征平稳,未出现手术相关并发症;②扫描电镜示,随术后时间的延长,A组植入物逐渐由点腐蚀变为面腐蚀,而B组试样表面仅见轻微腐蚀,结构完整,A组腐蚀速率明显高于B组;③手术前后各时间点,各组肝、肾功能变化差异均无统计学意义(P>0.05);各组血清镁离子、钙离子变化差异均无统计学意义(P>0.05)。结论Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金在大鼠体内生物相容性良好,且生物学毒性小、安全性高。壳聚糖涂层Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金体内降解速率低于普通Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-1Ca合金,具有一定的临床应用价值。

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。

时效对Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd镁合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及力学性能等测试手段,研究了时效处理对Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd合金挤压后经T5处理后有球状的第二相粒子析出,使合金硬度和强度明显提高;经T5处理后合金的第二相有富集的趋势,使得耐蚀性能略有下降。

Ca对挤压Mg-10Al-1.5Zn-0.4Mn镁合金组织和性能的影响

采用传统的熔炼工艺制成Mg-10Al-1.5Zn-0.4Mn-xCa镁合金铸锭并经挤压变形,借助OM、SEM和XRD分析了合金显微组织和相组成,研究了Ca对该镁合金铸态和挤压态显微组织和力学性能的影响。

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%。

Microstructure of Mg-8Zn-4Al-1Ca aged alloy

The microstructure of Mg-8Zn-4Al-1Ca aged alloy was investigated by TEM and HRTEM. The results show that the hardening produced in the Mg-8Zn-4Al-1Ca alloy is considerably higher than that in the Mg-8Zn-4A1 alloy. A dense dispersion of disc-like Ca2Mg6Zn3 precipitates are formed in Mg-8Zn-4Al-1Ca alloy aged at 160 ℃ for 16 h. In addition, the lattice distortions, honeycomb-looking Moir＆#233; fringes, edge dislocations and dislocation loop also exist in the microstructure. The precipitates of alloy aged at 160 ℃ for 48 h are coarse disc-like and fine dispersed grainy. When the alloy is subjected to aging at 160 ℃ for 227 h, the microstructure consists of numerous MgZn2 precipitates and Ca2Mg6Zn3 precipitates. All the analyses show that Ca is a particularly effective trace addition in improving the age-hardening and postponing the formation of MgZn2 precipitates in Mg-8Zn-4Al alloy aged at 160 ℃.

Sb含量对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了合金元素Sb对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织和性能的影响。结果表明：加入少量（0．2％-0．6％）Sb时．a—Mg基体和粗大的汉字状Mg2Si相颗粒有所细化，力学性能逐渐提高；当Sb达到0．8％时，MgzSi颗粒全部转变为块状和短棒状，此时室温和150℃下的力学性能都达到最佳；当Sb含量超过0．8％后，合金中的Mg2Si义变为粗大的汉字状，力学性能下降。