超高压下Mg-6Zn-1Y合金的凝固组织与性能

利用SEM、EDS、XRD研究了超高压凝固下Mg-6Zn—Y合金的凝固组织及性能。结果表明，常压下Mg-6Zn·1Y合金的宏观凝固组织为粗大的树枝晶，二次枝晶间距约为40～50μm；在GPa级超高压凝固条件下，合金的凝固组织显著细化，6GPa-1300℃凝固条件下，其二次枝晶间距仅为3～6μm；超高压下凝固的合金基体上分布的粒状相更加细小和均匀弥散，单位面积上粒状相的数量显著增多。常压下合金的显微硬度为59HV，在6GPa下超高压下合金的硬度大幅提高，达到85HV。高压下合金的弹性模量由常压下的68GPa减小到6GPa下的59GPa。

严酷变形Mg-6Zn-1Y合金组织

利用正挤压和往复挤压-正挤压联合工艺制备细晶Mg-6Zn-1Y合金,研究挤压工艺对合金组织的影响。结果表明:挤压比为11.3时,300、340℃正挤压合金晶粒平均尺寸分别为2.7、12.9μm;300℃时再结晶机制为非连续动态再结晶机制,组织不均匀;340℃时为连续动态再结晶机理,组织均匀;挤压比6.1时,300℃挤压合金平均晶粒尺寸为3.2μm。降低挤压温度和增大挤压速率均可以提高组织细化程度。340℃往复挤压5道次后再经255℃正挤压合金组织均匀,平均晶粒尺寸为5.3μm,均匀的细晶组织归因于在往复挤压和正挤压过程中发生了2次动态再结晶。

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)。

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%。

ECAP和时效对Mg-4Zn-1Mn-0.5Ca合金组织和性能的影响

将铸态Mg-4Zn-1Mn-0.5Ca合金在300℃热挤压成棒材,对棒材进行180℃时效处理和200℃等通道转角挤压(ECAP)。研究了热挤压合金、ECAP 8道次合金和时效后ECAP 8道次合金的组织和性能。随后对试样进行室温和150℃低温单轴拉伸。结果表明:8道次ECAP后合金比热挤压态合金具有更细、更均匀的晶粒组织,同时提高了合金的室温屈服强度。时效后ECAP 8道次合金的150℃断裂伸长率比未时效ECAP8道次合金提高17.4%,说明时效处理对合金性能起着重要作用。

GPa级超高压下Mg-6Zn-1Y合金晶体形态及凝固组织分析

利用扫描电镜（SEM）并配合能谱（EDS）、XRD研究了超高压凝固下Mg-6Zn-1Y合金晶体形貌和凝固组织.结果表明：GPa超高压下凝固,随着凝固压力的增大,α-Mg晶体形态由1.03×0-9 GPa（常压）下的树枝晶→细树枝晶→柱状树枝晶→粒状“胞晶”的转变,固/液界面趋于稳定.1.03×10-9 GPa下实验合金的凝固组织由α-Mg相、I-Mg3Zn6Y和S-Mg43Zn4Y3相3相组成,2～6 GPa下实验合金的凝固组织由α-Mg、I-Mg3Zn6Y和S-Mg43Zn4Y3相和高Y含量的Mg-Zn-Y三元相4相组成.

GPa级超高压下Mg-6Zn-1Y合金凝固过程及准晶形成

采用FactSage热力学软件和镁基数据库计算了Mg-6Zn-1Y合金的凝固路径。利用SEM并配合EDS,XRD,DSC研究了超高压下Mg-6Zn-1Y合金的凝固过程和准晶形成。结果表明:常压下该合金凝固组织主要由粗大α-Mg枝晶和分布在枝晶间含准晶I-Mg3YZn6相的层片状组织等组成,合金凝固过程的实验分析与热力学计算结果吻合较好。Mg-6Zn-1Y合金在GPa级超高压下凝固不但可以获得超细的枝晶组织,还可改善枝晶间层片状组织的形态。随着凝固压力的增加,由常压下的晶间网状或带状逐渐过渡到超高压下的"长岛状"以及"粒状"。特别是提高了单位面积上晶间相(含准晶I-Mg3YZn6相)的含量,其体积分数约占40%,同时还形成了纳米级的弥散分布在基体上高Y含量的Mg-Zn-Y三元新相。

Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金动态再结晶临界条件及动力学模型的构建

在300~400℃、0.003~1 s^(-1)变形条件下,采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金进行热压缩实验。依据加工硬化率曲线拐点特征构建了合金热变形过程中的动态再结晶临界应变模型,并根据临界条件构建了合金的动态再结晶动力学模型,并分析了不同变形条件对合金动态再结晶的影响。结果表明:变形温度和应变速率对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的热变形行为有显著的影响,其流变曲线表现出典型的动态再结晶特征,并且提高变形温度和降低应变速率都将促进动态再结晶的发生;在本实验条件下,Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的加工硬化率曲线均具有拐点特征,得到了合金在变形温度为300~400℃及应变速率为0.003~1 s^(-1)条件下所对应的临界应变ε_(c)和峰值应变ε_(p),并获得了合金临界应变模型和动态再结晶动力学模型,合金显微组织特征验证了所获得的临界应变模型和动态再结晶模型的准确性。

高塑性Mg-3Zn-1Y-1Mn合金在不同挤压温度下的组织演变、强化机制和变形行为

为了改善铸态Mg-3Zn-1Y-1Mn合金的力学性能、研究合金在不同变形温度下的组织演变规律和变形机理,对铸态Mg-3Zn-1Y-1Mn合金进行热挤压实验。实验结果显示,当挤压温度为330℃时,挤压态合金具有最佳的力学性能,抗拉强度和伸长率分别达到270 MPa和16.8%。挤压态合金性能大幅提高主要归因于3个方面:由动态再结晶导致的细晶强化作用、未被动态再结晶抵消的加工硬化以及第二相粒子强化作用。在热挤压过程中,当挤压温度为300℃时,同时发生连续动态再结晶和动态回复;而当挤压温度为330和360℃时,发生不连续动态再结晶。此外,在热变形过程中{0001}基面滑移、{10 10}Ⅰ型柱面滑移和{11 20}Ⅱ型柱面滑移对塑性变形的贡献受挤压温度影响很大,而{11 20}Ⅱ型柱面是3个滑移系中最难启动的滑移系。

固溶态Mg-3Zn-Y-1.5Nd-0.4Zr合金组织演变及力学性能优化

研究了固溶处理(T4处理)对Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金的组织演变与力学性能的影响。采用X射线衍射,扫面电子显微镜和能谱仪对铸态及固溶态Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金的微观组织进行分析,采用单轴拉伸测试和显微硬度测试对铸态及固溶态Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金的力学性能进行测试。结果表明,铸态Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金晶界处连续的第二相在固溶过程中发生断裂并球化现象,其综合力学性能先增加后减小。Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金在490℃下保温26 h时力学性能最佳,其极限抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为278.20 MPa,226.79 MPa和13.53%。固溶处理过程中,Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金因为第二相发生球化现象,第二相中溶质元素的溶解产生固溶强化,使固溶态Mg-3Zn-1Y-1.5Nd-0.4Zr合金的综合力学性能得到提高。

Mg-6Al-1Zn-Y镁合金组织及力学性能的研究

在Mg-6Al-1Zn合金的基础上添加不同质量分数的Y(分别为0%,0.5%,0.9%,1.4%),制备了4种实验合金,研究了Y的添加对合金组织性能的影响。通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜、电子探针等手段分析了Mg-6Al-1Zn合金添加Y后组织结构的变化。研究结果表明,添加了不同含量Y的合金中都出现了一种新相Al2Y相。随着Y含量的增加,Al2Y相数量增多而Mg17Al12相则减少。Y能细化合金铸态及挤压态显微组织,其细化作用在添加了0.9%Y的镁合金中尤为明显。铸态合金室温拉伸试验表明:该合金具有最佳的综合力学性能。当Y含量添加至1.4%时,Al2Y相变得粗大且出现团聚现象而导致了拉伸性能的下降。经过挤压后,合金的力学性能大幅度上升。

Mg-6Al-1Zn-1.8Gd-0.9Y镁合金的高温蠕变行为

研究了Mg-6Al-1Zn-1.8Gd-0.9Y镁合金的高温蠕变行为。结果表明:Mg-6Al-1Zn-1.8Gd-0.9Y合金在50MPa、150℃的蠕变量为0.86%,稳态蠕变速率为1.8×10^(-8) s^(-1);经热处理后的合金在50MPa、150℃的蠕变量为0.36%,稳态蠕变速率为8.9×10^(-9)s^(-1),基本可满足高温下的使用要求。铸态合金在50MPa下的蠕变激活能为24.3kJ/mol,热处理后的合金在50、70MPa下的蠕变激活能分别为23.4、34.3 kJ/mol,这与晶界滑移激活能接近。

冷却速度对Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金组织和性能的影响

采用快速凝固技术制备Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金,用XRD、SEM、HRTEM、显微硬度测量等分析方法研究其凝固组织和性能。结果表明,合金由α-Mg固溶体、晶界处不连续分布的I(Mg3Zn6Y)准晶相和非晶相组成。根据热传导理论,采用一维傅立叶热传导方程计算了合金的冷却速度。冷却速度的提高使得晶粒细化、成分均匀、非晶相含量增多。硬度(HV)随冷速的提高显著增大,最大值为167.23,是普通凝固合金的2.2倍。

稀土Y对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能力学试验机等手段,系统研究了不同含量Y（1%-6%（质量分数））对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Y的不断增加,Mg-6Zn-1Mn系铸态合金主要物相演变规律为α-Mg＋Mg7Zn3→α-Mg＋I→α-Mg＋W→α-Mg＋X,这主要归因于不同的Zn/Y原子比。研究发现,当Y含量低于2%时,挤压可使晶界和晶粒内部析出细小弥散的第二相,同时提高了合金强度和室温延展性。而随着Y的进一步增加,第二相颗粒变大,且主要存在于晶界,热挤压过程中晶粒不易被挤碎,弱化了析出相与基体的界面能,最终使得挤压态合金综合力学性能降低。

快速凝固Mg-6Zn-1Y-1Ce合金的TEM组织(英文)

利用单辊甩带技术制备快速凝固Mg-6Zn-1Y-1Ce薄带,并利用透射电子显微镜和能谱仪分析薄带组织。结果表明:薄带近辊面区域晶粒内部和晶界处分布着高密度颗粒,颗粒密度在中间区域和自由面区域有所降低;快速凝固合金主要由过饱和的--Mg固溶体、T相和W相组成,同时还存在少量的二十面体准晶相颗粒和Mg4Zn7相颗粒;其中T相为体心正交晶体结构,是由于体心正方结构的Mg12Ce相中部分Mg原子被Zn原子代替而形成的。

Mg-6Zn-1Y-Zr镁合金的组织与性能研究

Mg-6Zn-1Y-Zr镁合金在热锻或热挤压过程中发生了动态再结晶。合金组织细化,但不均匀,平均晶粒尺寸约10μm。挤压态材料经350℃×30min再结晶退火转变为等轴细晶组织,平均晶粒尺寸已达到5μm左右。合金在变形处理后有新的第二相析出,且合金的力学性能有很大提高。其中锻态Mg-6Zn-1Y-Zr合金的σb达到265MPa,σ0.2达155MPa,挤压态合金的σb达到330MPa,σ0.2达185MPa。

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%。

电磁搅拌辅助流变挤压铸造Mg-6Gd-3Y镁合金的显微组织和力学性能

通过电磁搅拌制备了Mg-6Gd-3Y(VW63)稀土镁合金半固态浆料,研究了电磁搅拌工艺参数对合金半固态浆料组织的影响,探讨了半固态浆料初生相的形成机理;并对半固态浆料进行了流变挤压铸造成形,研究了压力对流变挤压铸造合金组织和性能的影响。结果表明:电磁搅拌制备VW63合金半固态浆料的最佳工艺参数为浇注温度620℃、搅拌电压350 V、搅拌频率15 Hz,VW63合金半固态浆料的初生相形成机理为枝晶熔断。当压力为120 MPa时,流变挤压铸造合金有着更好的组织与性能,平均晶粒尺寸43.57μm,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为119 MPa、156 MPa和6.9%,均优于重力铸造和液态挤压铸造合金。

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。

Ce元素对Mg-6Zn-1Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和差热分析等手段研究添加Ce对Mg-6Zn-1Mn镁合金在不同状态下的微观组织和相组成的影响,并对合金的室温力学性能进行测试和比较。结果表明:添加的Ce元素以Mg12Ce相存在于合金中,主要分布在晶界和枝晶间,铸态晶粒得到细化;添加Ce元素能够明显地提高挤压态Mg-6Zn-1Mn合金的屈服强度和伸长率,这是由于热挤压过程中弥散分布在晶界上的Mg12Ce相能够有效钉扎晶界,抑制再结晶晶粒长大,从而得到更加细小的热变形晶粒组织;然而,添加Ce元素恶化了时效态Mg-6Zn-1Mn合金的力学性能,这是因为热处理不能使这些Mg12Ce相固溶于基体中,在拉伸断裂时Mg12Ce相表面形成微裂纹,导致力学性能下降。