Mn添加量对Mg-2Zn合金组织及生物耐蚀性的影响

研究了Mn添加量对Mg-2Zn合金显微组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,3种不同Mn含量的Mg-2Zn合金显微组织差别不明显,但当Mn的加入量超过0.5%时,显微组织中析出的Mn含量增多;电化学与浸泡试验结果表明Mg-2Zn-0.2Mn与Mg-2Zn-0.5Mn合金的耐蚀性相近,但Mg-2Zn-1.0Mn合金的耐蚀性明显下降。

Zr含量对生物材料Mg-2Zn合金显微结构与耐腐蚀性能影响

采用机械合金化及真空热压烧结方法制备了3种不同Zr含量的Mg-2Zn合金(Mg-2Zn,Mg-2Zn-0.5Zr,Mg-2Zn-1Zr),并通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)及在SBF模拟体液中进行动电位极化曲线测试和浸泡24 h失重实验,对比研究了3种合金的显微结构与耐蚀性能。结果表明,Mg-2Zn合金的晶粒粗大,含Zr合金的晶粒细长,晶粒明显细化,其中含0.5Zr合金的晶粒最小,约为2μm,含1Zr合金的晶粒约为5μm。浸泡实验中Mg-2Zn合金的腐蚀速率最大,含0.5Zr时合金的腐蚀速率最小,Zr含量过多时,合金的腐蚀速度反而增大。电化学测试中Mg-2Zn合金的自腐蚀电流密度最大,而含0.5Zr合金的自腐蚀电流密度最小,耐蚀性能最好。

Zr含量对Mg-2Gd-1Zn合金显微组织及力学性能的影响

为了改善Mg-2Gd-1Zn铸造镁合金的凝固组织,提高其力学性能,采用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD)、维氏硬度和拉伸-压缩试验机等手段,评价不同Zr含量对Mg-2Gd-1Zn镁合金表面微观形貌和力学性能的影响。实验结果显示,Zr含量能够显著影响Mg-2Gd-1Zn镁合金凝固组织和力学性能。随着Zr含量的增加,合金的晶粒逐渐细化,而合金的力学性能却随之先增加后减小。因此,为了提高Mg-2Gd-1Zn镁合金的力学性能,应该向Mg-2Gd-1Zn镁合金中添加1%的Zr元素。

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。

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。

固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及电化学工作站等设备,研究了固溶处理对Mg-2Dy-0.5Zn(at%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,铸态合金的显微组织由α-Mg枝晶和分布在枝晶间的析出相组成,其中析出相由片层状Mg12Zn Dy相、蜂窝状Mg8Zn Dy相和少量立方体颗粒状Mg24Dy5相组成。随着固溶温度(500~540℃)和固溶时间(0~12 h)的增加,合金的析出相逐渐溶解,同时有少量颗粒状的(Mg,Zn)xDy相沿晶界析出。合金在530℃固溶8 h,析出相几乎完全固溶到α-Mg基体中,合金基体的显微硬度增加,其值达到74.74 HV0.1。此外,电化学测试结果表明,固溶态(530℃固溶8 h)合金显示出优异的耐蚀性能,其腐蚀电流和腐蚀电位分别为8.650×10-4A和-1.159 V。该优异的耐蚀性主要来自于合金元素的均匀分布,低的析出相体积分数和细小的晶粒尺寸。

等通道转角挤压对Mg-1Gd、Mg-2Zn二元合金组织及力学性能的影响

使用OM、EBSD等手段研究了等通道转角挤压(ECAE)对Mg-1Gd、Mg-2Zn2种二元合金组织和力学性能的影响。结果表明,在相同挤压条件下,Mg-2Zn合金发生完全再结晶,晶粒长大粗化,且强度塑性不随着挤压道次变化;Mg-1Gd合金则只发生了部分动态再结晶,组织为细小的动态再结晶晶粒和变形晶粒,伴随挤压道次的增加,再结晶程度提升,合金的抗拉强度与塑性增加了1倍。这与溶质原子Gd比Zn更能抑制再结晶和晶粒长大有关。Mg-1Gd合金的再结晶晶粒的取向分散,而未再结晶的晶粒c轴取向由ED向TD偏转45°,这与宏观织构的检测相互印证,晶粒内部产生大量的小角度晶界,小角度晶界两侧发生围绕c轴的转动。

固溶温度对Mg-2Gd-2Zn轧制板材显微组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、EDS、XRD、显微硬度计和力学试验机研究了400℃、430℃、460℃、490℃和520℃不同固溶温度对轧制态Mg-2Gd-2Zn合金板材组织结构和力学性能的影响。结果表明,当温度不高于490℃时,晶粒尺寸随固溶温度升高几乎呈线性增长趋势。第二相颗粒也随固溶温度升高总体呈减少趋势。但在490℃固溶温度下,第二相反而增加,且呈细小弥散分布。此时显微硬度达最大值,为77.88HV,固溶时效强化效果显著。XRD分析结果表明,当固溶温度从430℃升高到490℃时,第二相主要由MgZn_2和GdZn_5的初生相转变为MgZn_2和GdZn的沉淀相。490℃固溶处理下合金板材沿RD、TD和45°方向的抗拉强度均达到最大值,分别为262 MPa、244 MPa和254 MPa;断裂伸长率略有降低,分别为34%、31%和39%,但塑性各向异性降低。

Microstructure evolution and optimum parameters analysis for hot working of new type Mg-8Sn-2Zn-0.5Cu alloy

The hot deformation behavior of as-solutionized Mg 8Sn 2Zn 0.5Cu(TZC820)alloy was investigated experimentally and numerically via isothermal compression tests at 250400℃and strain rate range of 0.013 s 1 on a Gleeble 1500D thermomechanical simulator.Results show that the deformation temperature and strain rate signi cantly affected ow stress and material constants.In addition,the strain-compensated constitutive relationship was established on the basis of true stress strain curves.The main deformation mechanism for this alloy was the dynamic recrystallization(DRX),and the DRX degree was effectively enhanced with an increase in deformation temperature and a decrease in strain rate.Moreover,the cellular automaton method was used to simulate the microstructure evolution during hot compression.In addition,the processing maps were established,and the optimum deformation parameters for the as-solutionized TZC820 alloy are at 370400℃and 0.01 s 1,and at 320360℃and 13 s 1.

轧制温度对Mg-2Zn-xY合金微观组织的影响

通过改变在部分道次大压下率轧制时粗轧及精轧的轧制温度,研究了轧制温度对轧制Mg-2Zn-xY镁合金微观组织的影响,还研究了Y含量对合金组织的作用。结果表明,在部分大压下率粗轧后,合金组织发生了再结晶,且均为等轴晶组织。随着轧制温度的提高,平均晶粒显著增大,并以300℃粗轧时最佳。精轧温度不宜过高或过低,在350℃左右精轧能有效抑制孪晶组织的产生,获得较均匀的微观组织。不同Y含量的Mg-2Zn-xY合金的轧后晶粒尺寸与轧制工艺有关。

Ca对铸态Mg-5Sn-3Al-2Zn合金组织与性能的影响

利用XRD、SEM、OM等手段,对不同Ca含量的铸态Mg-5Sn-3Al-2Zn合金的组织、力学性能及断口进行了研究与分析。结果表明,不同Ca含量的Mg-Sn-Al-Zn合金主要由α-Mg、Mg2Sn、CaMgSn、Al2Ca相组成。当Ca含量为1.0%时,合金的室温力学性能最高;当Ca含量达到2.0%时,合金基体中分布有大量粗大针状、棒状的CaMgSn和Al2Ca等相,其力学性能大幅度下降;其断裂机制均为解理和准解理断裂。

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%。