热处理对挤压铸造Mg93YZn6合金组织和性能的影响

采用挤压铸造法制备了Mg93YZn6合金,并对其进行高温热处理,分析了铸态和热处理态的Mg93YZn6合金的微观组织、显微硬度和力学性能。结果表明,该合金的挤压铸造和热处理后的组织中均只有α-Mg基体相和准晶I相生成。经500℃×4h热处理后,合金中的准晶相含量与铸态合金中变化不大。经550℃×2h热处理后,合金中的准晶相有所减少。与铸态合金相比,热处理后合金的硬度、抗拉强度和伸长率均提高。

固溶处理对含准晶相Mg93Zn6Y1合金显微组织及性能影响

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg93Zn6Y1合金的显微组织,并利用EDS、XRD进行了物相分析。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1合金的显微组织主要由α-Mg相和准晶相(Mg3Zn6Y1)组成。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变,得到Mg93Zn6Y1合金合适的固溶温度为430℃。研究发现固溶处理后,Mg93Zn6Y1合金中准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。通过阻尼性能测试以及腐蚀速率测试,发现固溶处理可以较好地改善Mg93Zn6Y1合金的阻尼性能以及耐蚀性能。

固溶处理对Mg-Zn-Y-Zr-Ca生物镁合金组织及腐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学工作站等设备,研究了固溶理对Mg-3.0Zn-0.6Y-0.5Zr-0.3Ca(质量分数,%)合金显微组织及生物腐蚀性能的影响。结果表明:铸态合金的显微组织由α-Mg枝晶、条状Mg_3YZn_6相和球状Ca_2Mg_6Zn_3组成。随着固溶温度(360~450℃)的升高,合金中的析出相逐渐溶解,同时,组织中有富Zr新相析出。电化学测试结果表明,合金经420℃×24 h固溶处理后,其腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为-1.468 V和8.943μA/cm^2,显示出优异的耐蚀性能,这主要归因于低的第二相体积分数和细小的晶粒尺寸。

挤压铸造Mg-Zn-Y合金显微组织与力学性能的研究

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、万能拉伸试验机等手段,研究了不同挤压压力(0,50,100,150 MPa)对挤压铸造Mg_(93)Zn_6Y_1合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:不同挤压压力下合金显微组织由基体α-Mg相和I-Mg_3YZn_6准晶相组成。α-Mg相呈枝晶状形态存在,分枝明显,I-Mg_3YZn_6准晶相以(I-Mg_3YZn_6+α-Mg)层片状共晶组织形态存在,呈网状分布在基体枝晶间。随着挤压压力的增大,α-Mg晶粒明显细化,层片状共晶组织变得细小,且由连续网状逐渐变为断裂网状,分布更均匀。合金的拉伸力学性能随着挤压压力的增大而逐渐提高,当挤压压力为150 MPa时,合金拉伸力学性能最优,其抗拉强度和伸长率分别为193 MPa和4.2%,增幅为30.4%和75.0%,合金力学性能的提高主要归因于细晶强化和I-Mg3YZn6相的强化作用。合金拉伸试样的断口形貌呈现准解理断裂特征。

复合磁场对Mg_(93)Zn_6Y_1合金凝固组织和力学性能的影响

将脉冲磁场和稳恒磁场组成复合磁场作用于Mg_(93)Zn_6Y_1合金的凝固过程,分析复合磁场对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,相比单一磁场,经复合磁场处理后合金的凝固组织细化更为显著,初生相的形貌转变为蔷薇状和多边形状共存,平均晶粒尺寸仅为146μm;第二相的形貌转变为不连续网状,其分布也更为均匀和弥散。经复合磁场处理后,合金表现出理想的综合力学性能,其室温下的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到172 MPa、231 MPa和3.39%,相比未处理合金提高了73.4%、68.6%和63.1%。

脉冲磁场对Mg-Zn-Y合金组织及力学性能的影响

在Mg93Zn6Y1合金凝固过程中施加脉冲磁场处理,主要研究了放电电压对Mg93Zn6Y1合金组织和力学性能的影响。结果表明,施加脉冲磁场对Mg93Zn6Y1合金凝固组织中的初生α-Mg相和准晶相均具有显著的细化效果。随着放电电压的增加,初生α-Mg相尺寸逐渐减小,其形貌由粗大枝晶状逐步转变为细小花瓣状和颗粒状。同时,准晶相也得到逐步细化,其形貌由粗大的连续网络状转化为不连续状和颗粒状,平均宽度和平均面积比分别由26μm和32%减小至10μm和14%。随着放电电压的增加,Mg93Zn6Y1合金的力学性能显著提高。当放电电压为300V时,Mg93Zn6Y1合金的抗拉强度和伸长率分别为172.1 MPa和1.6%,相比未处理合金提高了71.2%和60.0%。

Sr对Mg-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

在Mg93Zn6Y合金中添加Sr元素,考察了添加量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sr对组织中的初生α-Mg相和第二相均具有细化效果。随着Sr添加量的增加,合金的平均晶粒尺寸由1 190μm逐渐减小到360μm。同时,第二相逐渐细化,其局部团聚现象也得到明显改善。随着Sr添加量的增加,合金的力学性能逐渐提高。当添加0.4%的Sr时,合金的抗拉强度和伸长率分别为191 MPa和3.8%,相比未添加Sr的合金提高了43.6%和90.0%。

超声处理对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

在Mg_(93)Zn_6Y合金凝固过程中施加超声处理,主要研究超声功率对合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,超声处理对Mg_(93)Zn_6Y合金铸态组织中的初生α-Mg和准晶相均具有显著的细化效果。随着超声功率增加,其细化效果逐渐加强,初生α-Mg相的形貌由粗大树枝晶状转变为细小花瓣状,准晶相由粗大的连续网络状转变为细小的孤岛状和颗粒状。当超声功率为600W时,合金的抗拉强度和伸长率分别达到215MPa和3.1%。相比未处理的合金,分别提升了51%和182%,表现出较好的综合力学性能。

Cu对Mg-Zn-Y合金组织和力学性能的影响

以Mg93Zn6Y1合金作为研究对象,主要研究了Cu对铸态Mg93Zn6Y1合金组织和力学性能的影响。结果表明,Cu的引入使得Mg93Zn6Y1合金的铸态组织得到显著细化。铸态Mg91.5Zn6Y1Cu1.5合金中的共晶组织[α-Mg+I-Mg3Zn6Y相+MgZnCu相(Laves相)]呈连续网状分布在枝晶和晶界间。合金的室温和高温(200℃)力学性能均得到提高。室温和高温下,铸态Mg91.5Zn6Y1Cu1.5合金的抗拉强度和伸长率分别为178 MPa、3.8%和153 MPa、10.6%,相比基本合金,分别提高了10.5%、40.7%和26.4%、49.3%。