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)。

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。

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。

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。

基于数学模型的Mg-9Li-3Al-2.5Sr合金热变形行为研究

建立了Mg-9Li-3Al-2.5Sr合金在不同热变形条件下的本构方程,并研究了热变形条件对材料显微组织的影响。结果表明,热变形过程中合金的流变应力与变形速率和变形温度之间的关系可以用本构方程Z=9.23×1011×[sinh(0.002 472 52σ)]3.75描述。材料变形过程中的稳态流变应力可以用双曲正弦函数描述。在高温低应变速率下,当三角晶界处应力集中的速率大于晶界扩散和滑移速率时,将产生裂纹。裂纹不断萌生扩展,最终导致材料失稳。

高性能Mg-6Sn-3Al-1Zn合金的制备工艺研究

通过改善铸态镁合金制备工艺,得到一种组织均匀、性能优异的Mg-6Sn-3Al-1Zn合金,合金抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到219MPa、82MPa、16%,晶粒尺寸为133.35μm。

Mg-6Sn-3Al-1Zn合金热压缩行为研究

采用Gleeble3500热力模拟机对Mg-6Sn-3Al-1Zn合金在应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^(-1),热力模拟机的温度分别为573、623、673和723 K进行了热压缩试验研究。结果表明,Mg-6Sn-3Al-1Zn合金在热变形行为中真应力与压缩温度成反比,但真应力与应变速率成正比。构建了合金的双曲正弦本构模型,揭示了Mg-6Sn-3Al-1Zn合金热加工时的变形机制,以及变形温度、应变速率和流变应力之间的关系。采用峰值应力与应变量分别为0.1、0.3和0.5时的应力,根据动态材料模型理论得到合金的热加工图。结果表明,该合金的最佳加工温度范围和应变速率范围分别为708~723 K和0.001~0.04 s^(-1)。

两道次包套轧制变形量对Mg-6Sn-3Al-1Zn合金组织和力学性能的影响

在450℃下进行不同变形量包套轧制Mg-6Sn-3Al-1Zn合金,包套轧制分两道次,单道次轧制变形量分别为23%、35%和55%,总轧制变形量分别约为40%、60%和80%。结果表明,随着轧制变形量增加,合金中的再结晶晶粒数量增加,平均晶粒尺寸先减小后保持稳定,当变形量分别为40%、60%和80%时,合金的平均晶粒尺寸分别为28.40、6.91和7.01μm。包套轧制后,合金中出现了位错和<c+a>位错。随着轧制变形量增加,<c+a>位错逐渐增多,锥面滑移逐渐占主导作用,并且位错总量增多。当单道次压下率为55%(总轧制量约80%)时,合金由少量的大晶粒和大量细小的动态再结晶晶粒组成,形成明显的双峰组织,此时其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为212MPa、326MPa和20.6%,相对于铸态镁合金分别提升了138.5%、57.5%和62.2%。

微弧氧化Mg-3Al-1Zn镁合金应力腐蚀和腐蚀疲劳行为研究

主要对微弧氧化Mg-3Al-1Zn镁合金在空气和3.5%硫酸钠溶液2种环境下的应力腐蚀和腐蚀疲劳行为进行研究,并讨论其相互关系。微弧氧化处理后,Mg-3Al-1Zn镁合金的耐蚀性能得到明显改善。与Mg-3Al-1Zn镁合金基体相比,在空气中,微弧氧化后合金的应力腐蚀和腐蚀疲劳强度均下降了大约10 MPa。在3.5%硫酸钠溶液环境中,微弧氧化后合金的腐蚀疲劳性能仍然是恶化的,但是应力腐蚀强度却得到了显著改善,从58.24 MPa提高至202.08 MPa。这表明材料的力学性能(应力腐蚀和腐蚀疲劳)并不是与其腐蚀性能完全保持线性关系的。微弧氧化处理后镁合金在空气中的应力腐蚀断口为韧性断裂,在硫酸钠溶液环境中为解理断裂。而其腐蚀疲劳断口不论是在空气中还是在腐蚀环境中均为解理断裂。这主要是由于腐蚀环境和变换循环载荷的影响,两者共同作用将会加速裂纹扩展。这表明,周围环境和加载类型对材料断裂机理有重要影响。