粉末轧制Mg-Al-Zn合金的烧结

研究用粉末轧制方法制备的Mg-3%Al-1%Zn(质量分数)合金生带坯在氩气气氛下的烧结行为,用X射线衍射、差热分析以及金相方法等分析镁合金在烧结过程中的组织变化。结果表明:粉末轧制镁合金生带材可采用"预烧结-冷轧-再烧结"工艺进行烧结,即在氩气气氛下550℃预烧结120min,然后进行大变形量的冷轧,最后在600℃下保温60min实现烧结;通过再结晶、冷变形与烧结的耦合,获得的带材组织均匀,其相对密度达到97.5%。

稀土元素Y对Mg-Al-Zn合金组织及电磁屏蔽性能的影响

采用普通铸造法制备不同Y含量的电控箱体用Mg-Al-Zn合金,借助于光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、以及法兰同轴测试仪等仪器,观察了合金的显微组织,测试了力学性能和电磁屏蔽性能。结果表明,添加Y后,镁合金中形成了Al_2Y化合物,第二相由较为粗大的枝晶状变成弥散分布的块状和颗粒状;当Y的添加量为0.7%时,组织细化效果好,性能也较优,硬度为53.08 HB,抗拉强度达220 MPa,伸长率最高达9.7%,电导率达到15.7%IACS。

Al含量及热处理对挤压铸造Mg-Al-Zn合金组织和性能的影响

研究了Al含量及固溶时效(T6)处理对挤压铸造Mg-Al-Zn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,晶界上的β-Mg17Al12相的体积分数随Al含量的增加而增加,其形态由孤岛状分布向不连续网状分布变化。当Al含量为8%时,合金具有最好的综合力学性能,经400℃×12 h固溶+200℃×8 h时效处理后,其抗拉强度和断裂伸长率达到了262.49 MPa和8.46%,相对挤压铸造态分别提高了16.07%和11.02%。

Mg-Al-Zn合金半固态坯的制备及触变成形研究

通过新SIMA法制备Mg-Al-Zn合金半固态坯的触变挤压和触变模锻试验以及借助金相显微镜、拉伸试验机等分析手段对Mg-Al-Zn合金半固态坯的制备及触变成形进行了研究。研究结果表明,新SIMA法中的等径道角挤压能使Mg-Al-Zn合金获得良好的应变诱导效果,即铸坯微观组织被大大细化,平均晶粒尺寸达到20μm,材料力学性大幅度提高;该坯料在560℃保温20min制备的半固态坯料的固相晶粒细小,球化程度高,组织均匀,平均晶粒尺寸为25μm。通过触变挤压和触变模锻试验证明新SIMA法制备的Mg-Al-Zn合金半固态坯料所触变成形的零件的力学性能很高。其中触变挤压的卫星角框零件的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为213.1MPa、312.6MPa和15.2%。触变模锻的托弹板零件的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为218.6MPa、320.9MPa和14.8%。

Ti含量对计算机材料Mg-Al-Zn合金微观组织与力学性能的影响

以计算机材料Mg-Al-Zn合金为研究对象,对添加不同含量Ti元素的该合金热处理后的微观组织和力学性能进行分析,结果表明:Mg-Al-Zn合金微观组织主要由基体α-Mg相、网状β-(Mg17Al12)相,短小的针状相及微小共晶组织颗粒相组成,其中β-(Mg17Al12)相为主要的强化相,其形态和数理决定了合金的强度和硬度。随Ti元素含量增加,合金微观组织逐渐细化、均匀,晶粒数目越多,β相形态分布及尺寸、大小都发生了变化,合金的力学性能逐渐提高;在不同温度下,流变应力-应变曲线呈现走势基本相同的趋势,应力-应变曲线表现为明显的动态再结晶特性,随温度升高,该合金的峰值应力逐渐减小。

Mg-Al-Zn合金搅拌摩擦焊接头在同轴压缩过程中的组织演变规律

为了探究Mg-Al-Zn合金搅拌摩擦焊接头在变形过程中的失效规律,利用万能试验机系统研究了接头在同轴压缩过程中的应力-应变行为及微观组织演变规律。结果表明,Mg-Al-Zn合金接头不同区域在变形过程中会出现不均匀的凹凸现象,这主要由于在搅拌摩擦焊周期性的搅拌作用下接头形成不同的微区织构,从而造成接头中心和边部表现出不同的塑性变形能力。压缩过程中主要的塑性变形量发生在焊核区,并伴随大量孪晶的出现,随着变形量从3%增加到9%,孪生现象先增强后减缓,孪生的区域也不断变大。EBSD结果分析表明Mg-Al-Zn合金搅拌摩擦焊接头在压缩过程中产生的孪晶类型包括{1012}拉伸孪晶(86°)和{1011}压缩孪晶(56°),拉伸孪晶在协调接头塑性变形起主导作用。

铸造Mg-Al-Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系

采用SEM,EDS和XRD研究了几种Mg-Al Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系.结果表明,Mg-Al-Zn合金的相组成与Zn/Al质量比有关;随着Zn/Al比值的增加,第二相γ-Mg_(17)Al_(12)的数量减少,逐渐被φ-Mg_(21)(Zn,Al)_(17)取代,直至完全消失.通过搜集合金中可能存在的各相的热力学模型,运用Pandat热力学计算软件平台,计算并比较了平衡和非平衡(Scheil模型及金属型铸造)条件下合金的成分、相组成与凝固路径的关系.结果表明,金属型铸造的凝固过程偏离平衡凝固过程,Scheil模型很好地解释了大多数合金铸造组织的相组成;但是由于Scheil模型不考虑有固相作为反应物参与的包晶反应,对ZA65合金凝固路径和相组成的预测结果与实际铸造组织的相组成不符.

累积叠轧焊制备超细晶组织Mg-Al-Zn合金薄板(英文)

采用累积叠轧焊(ARB)工艺制备超细晶组织AZ31镁合金薄板。实验结果表明,进行 3道次ARB变形后,AZ31板材晶粒显著细化,平均晶粒尺寸约1.3μm,呈等轴状,材料组织均匀,没有发现孪晶。采用EBSD技术观察组织演变和晶粒的取向差。ARB变形过程中的晶粒细化可归因于累积应变诱导的晶粒细化、累积应变强化回复和再结晶以及ARB变形过程中复杂的界面和剪切应变分布。

Ca含量对Mg-Al-Zn合金组织及腐蚀性能的影响

采用重力铸造法制备了Ca含量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%和1.5%的Mg-Al-Zn-x Ca合金。通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察了样品的微观组织,并利用电化学分析和静态失重法研究了合金的耐腐蚀性能。结果表明,合金的主要腐蚀机理是α-Mg和第二相之间形成的电偶腐蚀。合金的耐腐蚀性随Ca含量的提高先增强后下降,在Ca含量为0.9%时耐腐蚀性最优。这种现象与不同Ca含量合金中第二相形貌的变化有关。

Mg-Al-Zn合金的成分、组织与性能的关系研究

在ZM5镁合金的基础上,添加部分Zn元素和少量Ag元素,研究了新合金与ZM5合金组织及性能的差异,探讨固溶和时效处理对Mg Al Zn合金中组织演变的影响以及组织与性能之间的关系。结果表明:在ZM5合金中添加Zn能较为明显地增加合金中的γ(Mg17Al12)相的数量,且使之变得较为粗大,片层的取向也显得比较复杂多样,而且合金在T4(固溶)和T6(固溶+时效)状态下的屈强比也有较为明显的提高,而延伸率降低;热处理状态对Mg Al Zn合金的显微组织有明显的影响;固溶处理后的时效处理能明显提高Mg Al Zn合金屈强比;分布在基体晶界处的γ相的数量、大小和形态与合金的拉伸性能有着密切的关系。

Mg-Al-Zn合金半固态坯的制备及触变成形研究

通过新SIMA法制备Mg-Al-Zn合金半固态坯的触变挤压和触变模锻试验以及借助金相显微镜、拉伸试验机等分析手段对Mg-Al-Zn合金半固态坯的制备及触变成形进行了研究。研究结果表明,新SIMA法中的等径道角挤压能使Mg-Al-Zn合金获得良好的应变诱导效果,即铸坯微观组织被大大细化,平均晶粒尺寸达到20μm,材料力学性能大幅度提高;该坯料在560℃保温20min制备的半固态坯料的固相晶粒细小,球化程度高,组织均匀,平均晶粒尺寸为25μm。通过触变挤压和触变模锻试验证明,新SIMA法制备的Mg-Al-Zn合金半固态坯料所触变成形的零件的力学性能很高。其中触变挤压的卫星角框零件的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为213.1MPa、312.6MPa和15.2%。触变模锻的托弹板零件的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为218.6MPa、320.9MPa和14.8%。

铝锌比对Mg-Al-Zn合金时效析出的影响

探讨了不同铝锌比对Mg-Al-Zn合金时效析出组织和性能的影响。铝锌比从9∶1减小为6∶4和4∶6后,合金的铸态组织得到细化,固溶后200℃和150℃时效,合金硬度峰值都降低,而且随着时效温度的降低,硬度峰值出现时间推迟,时效后合金抗拉强度和延伸率也有所下降。透射电镜观察发现,AZ64合金的γ-Mg17Al12析出相比AZ91中的细小,AZ46合金的析出相除了γ-Mg17Al12外,还有不少细小、与基体基面垂直的针状相MgZn′。

快速凝固制备Mg-Al-Zn合金薄带

镁合金的力学性能、抗腐蚀性能及室温塑性都较差,至今它的应用仍受到限制。快速凝固通过改善合金的微观结构,是克服上述局限的有效方法之一。采用双辊旋铸技术快淬制备AZ31镁合金薄带。对双辊转速对薄带厚度及其微观硬度的影响进行了分析。微观硬度随双辊转速的提高而提高。然而,由于AZ31镁合金的Al、Zn含量过少,固溶有限,所以由热处理引起的析出相强化有限,这也是由热处理所引起的微观硬度增幅不大的原因。所以,对AZ31镁合金进行强化处理,应该采用快速凝固细化晶粒的方法较为有效。

Mg-Al-Zn合金腐蚀性能的对比研究（英文）

对比研究各种Mg-Al-Zn合金(AZ21、AZ41、AZ61和AZ91系列,相同冷却条件并控制合金成分)的腐蚀性能。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析合金的显微结构。通过浸泡实验评估其腐蚀行为,将样品浸泡入3.5%Na Cl溶液中,测量其动电位极化曲线。结果表明,当铝含量小于或等于4%时(如AZ41),对耐腐蚀性的影响更显著,而当铝含量更高时,影响程度较低。当铝含量高于4%时,合金的耐腐蚀性能下降,这与生成的β-Mg_(17)Al_(12)金属间化合物的含量和形貌有关,粗大的β金属间化合物会破坏合金表面氧化膜的连续性。

微量Nd的添加对Mg-Al-Zn合金微观组织和高温力学性能的影响

分析研究了微量Nd的添加对Mg-Al-Zn合金显微组织和高温力学性能的影响。结果表明:Nd的加入,显著细化了合金的铸态组织,同时出现了新相Al3Nd化合物。当Nd添加量为1.0%时,可使铸态Mg-8.5Al-0.5Zn合金在150℃高温下的抗拉强度达到最大值为160MPa,和未加入Nd的合金相比提高了13.2%。

Mg-Al-Zn合金激光焊接头的耐蚀性研究

分别采用激光焊和激光填丝焊2种方法对4 mm厚的Mg-Al-Zn合金进行焊接,并对镁合金接头的腐蚀机理进行了探讨。采用极化曲线测量、电化学阻抗谱测试、SEM观察和EDS分析等方法,对获得的激光焊接头(LBW)和激光填丝焊接头(LBW-F)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究,并与母材(BM)的耐蚀性进行对比,结果表明,腐蚀产物主要由Mg(OH)_(2)和碳酸盐组成,3种试样的耐蚀性由高至低为:LBW接头>LBW-F接头>BM母材。

高温高应变率下钛合金Ti6Al4V的动态力学行为及本构关系

采用分离式霍普金森压杆实验技术,研究了钛合金Ti6Al4V在温度为25~800℃、应变速率为2 000~7 000 s-1的冲击压缩下的动态力学行为和微观组织演变,分析了其力学响应的温度依赖性和应变率敏感性,构建了可准确表征材料塑性流动行为的修正Johnson-Cook模型。结果表明,Ti6Al4V具有显著的应变硬化、应变率强化、应变率增塑和温度软化效应。随着加载温度和应变率的升高,材料的应变硬化效应减弱。温度敏感性随加载温度的升高而显著降低。应变率敏感性因子与加载温度呈负相关,随真实应变的增大呈下降趋势。高温高应变率下细小等轴α相、拉长型α相和块状α相取代初始等轴α相成为Ti6Al4V微观组织的典型特征。考虑率-温耦合作用和绝热温升影响的修正Johnson-Cook模型能够准确地预测Ti6Al4V的塑性流动应力-应变响应。

不同锌合金镀层的制备及其耐腐蚀与机械性能研究

利用电沉积方法在铜基体上分别制备Zn-Ni合金镀层、Zn-Co合金镀层、Zn-Ni-P合金镀层和Zn-Ni-W合金镀层,并研究不同锌合金镀层的微观形貌、晶相结构、结合强度、耐腐蚀性能、硬度、韧性与耐磨性能。结果表明:不同锌合金镀层完全覆盖铜基体,并且结合强度高,但它们的形貌特征及物相有所不同,耐腐蚀与机械性能也存在差异。Zn-Co合金镀层的晶粒呈团簇颗粒状,堆积紧密;Zn-Ni-P合金镀层的晶粒呈细小块状,堆积紧密;Zn-Ni-W合金镀层的晶粒呈花蕊状,以缠绕形式紧密结合。它们的致密性和耐腐蚀性能明显好于Zn-Ni合金镀层,硬度较Zn-Ni合金镀层分别提高约68 HV、62 HV、109 HV,磨损体积较Zn-Ni合金镀层分别降低约65%、40%、42%。Zn-Ni-P合金镀层的耐腐蚀性能最好,具有最高的电荷转移电阻4.04×103Ω·cm2和低频阻抗模值1.10×104Ω·cm2,而Zn-Ni-W合金镀层具有高硬度(421.8 HV),还表现出良好的韧性与耐磨性能。

(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(100-x)Al_(x)轻质中熵合金的力学与腐蚀性能

研究轻质(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(100-x)Al_(x)(x=0,5,7.5,10,摩尔分数,%)中熵合金在铸态和均匀化态下的显微组织、力学性能和腐蚀行为。结果表明,随着Al含量从0增加到10%(摩尔分数),铸态合金均由相同的相组成,即体心立方(BCC)相和少量TiCr2型Laves相组成。均匀化后,所有合金均由单相BCC组成。此外,(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(95)A_(l5)中熵合金表现出在铸态和均匀态条件下最优异的力学性能,屈服强度分别约为1048 MPa和1017 MPa,同时保持超50%压缩应变。与TC4和铸态(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(95)A_(l5)合金相比,均匀态(Ti_(60)Cr_(30)Nb_(10))_(95)A_(l5)合金表现出更优异的耐腐蚀性能,这主要归因于均匀的显微组织与化学成分。

铜基偏晶合金的研究现状

铜基偏晶合金(Cu-Co、Cu-Fe、Cu-Cr等)具有优异的电、磁、力学等特性,受到国内外材料科学领域学者的广泛关注。在制备过程中,铜基偏晶合金由于发生液相分离行为并形成严重的偏析组织现象,被称为不混溶合金。过去的研究主要集中于寻求使铜基偏晶合金组织均匀的制备方法,然而近期研究表明,偏析组织异质结构的强度-韧性协同作用有利于提高材料的韧性,这为铜基偏晶合金的进一步发展提供了新思路。本文综述了目前国内外对铜基偏晶合金的液相分离和偏析组织形成机理的理论研究成果(包括液相分离组织结构演变、液相分离热力学以及第二相液滴形核生长动力学研究),归纳了目前主流的改善偏析组织方法(包括微合金化法、快速凝固法和激光成形法),阐述了铜基偏晶合金因液相分离特性产生的双相复合微观组织结构的强度-韧性协同作用,最后对铜基偏晶合金未来的研究发展方向进行了展望。