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。

铸造Mg-5Cu-3Zn合金第二相表征及细晶机理研究

以铸态Mg-5Cu-3Zn合金为对象、Mg、Mg-5Cu和Mg-3Zn为参照,对显微组织(尤其是第二相)进行了表征,并探讨了Cu和Zn的细晶机理。结果表明:向纯Mg中加入Cu、Zn和Cu、Zn复合添加后,晶粒依次由柱状晶转变为等轴晶。Mg-3Zn中第二相呈颗粒状分布于基体中,物相组成为α-Mg+MgZn;Mg-5Cu中第二相形貌呈网状,物相为α-Mg+CuMg_(2);Mg-5Cu-3Zn晶界上的第二相呈现出2种不同的形貌:连续的块状CuMg_(2),不连续的鱼骨状CuMgZn。Zn对Mg的晶粒细化机理主要是Zn在固液界面前沿偏聚引起的“成分过冷效应”;Cu对Mg的晶粒细化机理主要是Cu在固液界面前沿偏聚引起的“成分过冷效应”和CuMg_(2)对晶界的钉扎作用;Cu与Zn复合添加的细晶效果更好,是由于Cu和Zn的复合添加导致“成分过冷效应”及第二相对晶界的钉扎作用更为强烈。

间断直流磁场对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金凝固组织和性能的影响

对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金的凝固过程施加不同直流电压(0~300 V)和放电频率(0~20 Hz)以及占空比为30%的间断直流磁场,研究了间断直流磁场对其凝固组织及力学性能的影响。结果表明:间断直流磁场有效细化了合金的凝固组织,初生α-Al相由无磁场时的粗大枝晶变为细小的蔷薇状晶粒,第二相由粗大而连续的网格状结构变为细小而断续分布结构。随着直流电压的增加,合金的晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均减小,抗压强度和断裂应变均先升后降;随着放电频率的增加,晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均先减小后增大,抗压强度和断裂应变均先升后降。施加间断直流磁场后,合金的拉伸性能提高,断口中的准解理面减少,撕裂棱增多。当直流电压为200 V、放电频率为5 Hz时,合金的抗压强度和断裂应变最大,与无磁场时相比分别提高了31.6%和43%,抗拉强度和断后伸长率则分别提高了79.71%和83.3%。

均匀化处理对航空用Al-8.5Zn-2.3Cu-2.2Mg合金相组织的影响

通过扫描电镜和透射电镜观察,研究了单级和双级均匀化工艺对铸态Al-8.5Zn-2.3Cu-2.2Mg（mass%）合金相组织的影响。结果表明：经465℃×（12~36 h）单级均匀化处理,残留相仍然较多;经430℃×12 h＋470℃×24 h、465℃×24 h＋475℃×12 h双级均匀化处理,残留相的数量显著减少,465℃×24 h＋475℃×12 h处理残留相更少;465℃×24 h单级均匀化处理残留相主要为Al_2CuMg,少量Al7Cu2Fe,经430℃×12 h＋470℃×24 h、465℃×24 h＋475℃×12 h处理除还有少量Al（ZnMgCu）相没溶外,没有发现Al2CuMg;此外,430℃×12 h＋470℃×24 h双级均匀化处理相比于465℃×24 h单级处理,有利于析出弥散、均匀的Al3Zr粒子。

热处理对Mg-6Zn-3Cu-0.6Zr合金阻尼性能的影响

采用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、动态机械分析仪(DMA)研究了热处理温度和热处理时间对Mg-6Zn-3Cu-0.6Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明:随着热处理温度升高,合金晶粒长大,晶界共晶体减少,合金阻尼性能提高;300℃热处理时,保温时间越长,晶界共晶体越少,晶内微小点状析出物越多,合金阻尼性能越好;当热处理工艺为400℃保温2 h时,合金阻尼性能最好,与铸态相比,其阻尼性能的提高超过一倍。不同热处理工艺对合金阻尼性能的影响规律可用G-L理论来解释。

铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg-0．5Mn合金微弧氧化陶瓷层的耐蚀性

通过对铸造Al-14Si-5Cu-3Ni-1Mg-0.5Mn合金微弧氧化不同厚度陶瓷层的的交流阻抗图谱和塔菲尔曲线的电化学研究,定量分析了陶瓷层的耐蚀性,并用失重法对电化学测试结果进行了进一步验证。利用扫描电镜(SEM)研究了陶瓷层表面微观结构对其耐蚀性的影响。结果表明,微弧氧化可显著提高该合金的电化学阻抗及自腐蚀电位,降低腐蚀电流。微弧氧化陶瓷层特有的微观组织结构是其耐蚀性提高的主要原因,陶瓷层的厚度也是影响其耐蚀性的一个重要因素,但厚度的增加并不一定能提高其耐蚀性。

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%。

Al-1.5Cu-3Zn合金的溶质分凝因数的实验和模型研究

采用液态金属冷却技术淬火得到了温度梯度在 80K/cm时Al 1 5Cu 3Zn合金的固液界面,使用光学显微镜观察了界面形貌,发现在生长速度为 0 .1和 7 .1μm/s时试样分别为胞状生长界面和枝晶生长界面。用SEM和EDS测量了溶质分配,计算出了Al- 1 .5Cu -3Zn合金中Cu和Zn的平衡分凝因数为 0. 31和 0 .58。采用活度模型和浓度模型进一步计算了平衡分凝因数,发现两个模型计算出的Cu和Zn的平衡分凝因数一致,并讨论了模型计算值和试验值之间的差异。

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。

铸态Mg-3.0Zn-0.5Zr合金的制备与微观组织的研究

通过二元合金的熔铸工艺和特点,制备了Mg-3.0Zn-0.6Zr镁合金试样,实验研究了铸态Mg-3.0Zn-0.6Zr镁合金的微观组织特征。借助ICO-OES光谱仪、光学显微镜、X射线衍射仪和硬度分析仪等设备,结合试验合金的物相组成、微观结构特征和硬度情况,分析了各组分的配比对合金微观组织的影响。结果表明,制备的试验合金的成分未发现明显偏析现象,晶粒细小且比较均匀,其硬度平均值为55.2HV,研究显示该合金具有一定的可塑性和较高的强度,适合对其进行热挤压、热轧等变形工艺。

均匀化处理对铸态Mg-3.0Zn-0.5Zr镁合金组织与性能的影响

实验研究了均匀化处理对Mg-3.0Zn-0.5Zr镁合金组织和性能的影响。借助光学显微镜、扫描电镜等技术手段对铸态和均匀化退火后合金的微观组织和室温拉伸断口进行了观测。结果表明,铸态试样经400℃×16h均匀化处理后,铸态组织中的合金相发生了转变,枝晶偏析程度和粗大组织有所减小、明显改善合金的组织结构和性能。

超声处理对铸态Mg-12Gd-3Y-0.8Zr-0.5Zn合金微观组织及力学性能的影响

为研究不同超声功率对铸态Mg-12Gd-3Y-0.8Zr-0.5Zn合金的显微组织及力学性能的影响,文中通过对Mg-12Gd-3Y-0.8Zr-0.5Zn合金在730℃熔体保温条件下进行超声处理(超声功率分别为0,700,1000,1500,2000 W),采用X射线衍射仪分析材料的物相组成,利用金相显微镜和扫描电镜研究超声波对稀土镁合金组织形貌的影响,采用拉伸实验及布氏硬度计对合金进行了力学性能测试并观察合金的断口形貌。研究结果表明:随着超声功率的增加,合金的α-Mg相细化明显,富镁第二相呈点状弥散分布于晶界处;合金的α-Mg和第二相细化程度先增强后降低,合金的抗拉强度与硬度值均先增大后减小。当超声功率为1000 W时,合金的细化效果最佳,达到24.67μm,与未超声合金相比减小了31.22%,其综合力学性能最好,抗拉强度为243.4 MPa,硬度值为71.42 HB。对比拉伸断口可知,超声处理前后的合金断口均为解理脆性断裂,经1000 W超声处理后,断口解理面显著减少。

二次挤压对Mg-5.0Gd-4.0Ni-0.5Cu-0.8Y-0.5Zn合金显微组织及力学性能均匀性的影响

采用金相显微镜、电子扫描显微镜、万能拉伸试验机等研究了一次挤压(E1)、二次挤压(E2)对Mg-5.0Gd-4.0Ni-0.5Cu-0.8Y-0.5Zn合金棒材显微组织及力学性能均匀性的影响。结果表明:一次挤压后,合金心部呈现双峰组织,边部是均匀的细晶组织,棒材织构整体呈现基面织构且心部织构显著强于边部,边部强度和伸长率明显高于心部;二次挤压后,边部和心部都是均匀的细晶组织,心部织构显著降低,但仍略高于边部,力学性能进一步提高,在不同部位基本一致。二次挤压显著提高了可溶解镁合金组织及力学性能的均匀性。

Zn对Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金热压缩行为的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0%-2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,对其固溶处理后进行热压缩试验,研究合金在温度350-500℃,应变速率0.002-1s^(-1),最大变形量70%条件下的热变形行为,计算了其热变形激活能,建立了合金的热压缩变形本构方程和热加工图并进行了分析。结果表明:加入Zn元素后,合金的峰值应力先升高后减小,加入1%Zn元素的峰值应力最高;未添加Zn的合金的热激活能为256.87 kJ/mol,加入1%Zn后合金的热激活能为290.45 kJ/mol;添加Zn元素后,合金的热加工图失稳区减小,可加工面积增大,高温时热压缩的组织更加细小均匀。

高强导电Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金的微观组织与性能

采用真空熔铸和冷开坯工艺,通过优化形变热处理工艺,调控基体晶粒尺寸、第二相的析出及分布状态,制备出综合性能优异的Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金.结果表明,经过400℃/2 h一次时效处理后,Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金的显微硬度可达356 HV,此时导电率为14.5%IACS.透射电镜分析表明,Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金第二相的析出演变规律为富Ti相→颗粒状β′-Cu_(4)Ti相→颗粒状β′-Cu_(4)Ti相+片层状β-Cu_(4)Ti相→片层状β-Cu_(4)Ti相,其中颗粒状β′-Cu_(4)Ti相是最重要的强化相,片层状β-Cu_(4)Ti相会导致合金强度下降,但可以提高导电率.采用二次时效能够进一步优化Cu-3Ti-0.1Mg-0.05B-0.05La合金的综合性能,在合金强度基本不变的条件下,显著提升了合金的导电率.450℃/8 h一次时效+50%冷轧+400℃/1 h二次时效处理后合金的显微硬度和导电率分别达到了341 HV和20.5%IACS.

Sr和Y对Mg-3Al-1Zn镁合金组织细化的影响

研究Sr和Y对Mg-3Al-1Zn镁合金组织细化的影响结果表明,添加0.01%～0.1%Sr和0.3%Y均可细化Mg-3Al-1Zn镁合金晶粒,其中添加Sr较添加Y可使Mg-3Al-1Zn镁合金具有更好的细化效果。此外,随Sr加入量从0.01%增至0.1%,试验合金的细化效率逐渐增加。Sr和Y以及不同Sr加入量对Mg-3Al-1Zn合金晶粒的细化效果差异与不同条件下Mg-3Al-1Zn合金的开始结晶温度不同有关。

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。

不同浓度Mg-6Zn合金浸提液对肠上皮细胞凋亡及其相关基因Caspase-3表达的影响

研究不同浓度Mg-6Zn合金浸提液对大鼠肠上皮细胞IEC-6的凋亡及凋亡相关基因Caspase-3表达的影响。将Mg-6Zn合金制成不同浓度(20%和40%)的浸提液体外培养大鼠肠上皮细胞IEC-6,并以含10%胎牛血清的高糖DMEM(Dulbecco′s modified Eagle′s medium)培养基作为阴性对照。采用噻唑蓝(MTT)法通过计算细胞相对增殖率检测不同浓度合金浸提液对IEC-6细胞的毒性作用;采用流式细胞仪检测不同浓度合金浸提液对IEC-6细胞凋亡的影响;采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测不同浓度合金浸提液对IEC-6细胞凋亡相关基因Caspase-3mRNA表达的影响。实验结果表明,20%和40%两种浓度的镁合金浸提液在体外培养IEC-6细胞第七天时细胞毒性分级分别为0级和1级,属于无毒性,符合医用材料细胞毒性分级的合格标准。40%和20%浓度镁合金浸提液中,IEC-6细胞的凋亡比例及Caspase-3活化度相对于对照组都增高,差异有统计学意义(P<0.05),40%浓度组中,IEC-6细胞的凋亡比例及Caspase-3活化度相对于20%浓度组增高,差异有统计学意义(P<0.05),说明Mg-6Zn合金浸提液在一定范围内处于较高浓度时易诱导IEC-6细胞的凋亡及Caspase-3的表达,且随浓度升高影响越大。

热处理对Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金组织和性能的影响

利用XRD、OM、SEM、EDS、TEM和拉伸性能测试,研究了不同热处理对Mg-5Gd-3Y-0.5Z合金组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由基体相α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5相组成;经固溶处理后,铸态组织中粗大的析出相基本都溶入α-Mg基体;再经时效处理后,有纳米级别的颗粒状或片状相重新析出。室温条件下,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金的抗拉强度在T6态达到最大值206.6 MPa。铸态和T6态合金的抗拉强度均随温度的升高,呈现出降低趋势,且下降速度较快;而T4态合金的强度在250℃以前基本保持不变。