高塑性镁合金的研究现状

从化学成分、组织、加工工艺3方面对高塑性镁合金的研究现状进行了阐述;总结了高塑性镁合金的共性规律,指出,变形态延伸率大于17%且成本适中的镁合金品种很少,因此研究开发实用高塑性镁合金具有重要的实际意义,分析了影响镁合金塑性的因素,为高塑性镁合金的研究提供参考。

镁合金表面氧化石墨烯复合涂层的研究现状

镁合金具有密度小、阻尼减振降噪性好和导电性好等优点,是目前工程应用中最轻的金属结构材料。但镁合金电极电位低、易腐蚀的缺点,限制了其在工业上的应用。目前,表面涂层防护技术是提高镁合金耐腐蚀性最有效的方法之一。氧化石墨烯(GO)因具有显著的热学和阻挡性能,在金属保护等方面具有广阔的应用前景。基于GO设计的涂层可以对腐蚀性介质提供良好的物理屏障,已成为防腐蚀涂层的候选材料之一。本文对单一组分的GO纳米片本身存在团聚和相容性差等局限性问题提出了解决方案。主要回顾了GO复合涂层制备方法和类型,总结了在镁合金防腐领域的最新研究进展,并深入分析了其保护机理。最后,对GO运用到的镁合金表面腐蚀防护涂层的未来发展趋势进行展望。重点阐述了镁合金表面氧化石墨烯复合涂层的制备方式以及种类,综合说明了镁合金表面氧化石墨烯涂层的研究进展以及腐蚀保护机制。

镁基生物材料表面改性及其生物相容性的研究与发展现状

利用镁及镁合金耐蚀的特点,发展新型医用可降解的镁基生物材料引起广泛关注,成为当今金属生物材料领域新的研究热点。表面改性方法是控制镁基材料降解速率和改善生物活性的重要手段,是当前镁基生物材料研究的重要内容之一。文章介绍了镁基生物材料的性能优势,综述了当前镁基生物材料表面改性的研究进展及改性后材料的生物相容性,评述了各种改性方法的特点和当前研究重点,并展望了镁基材料未来表面改性的研究方向和前景。

钕添加及铸锭均匀化退火对ZK20镁合金组织与性能的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和万能材料试验机,对ZK20和ZK20+0.5Nd镁合金不同温度均匀化退火后的组织以及挤压态合金的力学性能进行研究。退火温度分别为603、633、663、693K,保温时间均为10h。结果表明:均匀化退火使铸锭中的Mg-Zn和Mg-Nd-Zn合金相不断固溶到基体中,同时枝晶偏析大幅度降低;与未均匀化相比,ZK20+0.5Nd合金均匀化退火后挤压,挤压态塑性有较大幅度提高,而强度并没有降低;稀土Nd细化ZK20合金晶粒,使均匀化退火提高挤压态合金塑性的作用更加明显,增强均匀化退火效果。对于ZK20合金,663K,10h是最优的均匀化退火工艺;对于ZK20+0.5Nd合金,693K,10h是较合适的退火工艺。

锶、钇在镁合金中的应用及发展现状

常规镁合金的晶粒粗大、高温力学性能低、耐蚀性差,本文综述了Sr、Y合金元素对镁合金晶粒的细化作用、对镁合金的耐热性和耐蚀性的影响,并分析讨论其细化机理、提高镁合金的耐蚀性和耐热性的机理。

AZ31镁合金棒材拉矫残余挠度及残余应力场数值模拟

以AZ31镁合金棒材为研究对象,分别测量了AZ31镁合金棒材在不同温度下的应力应变曲线及不同温度、不同残余拉伸应变下的残余挠度。建立有限元模型,模拟了上述试样拉伸矫直后的残余挠度和残余应力场,并将模拟的不同温度、不同残余拉伸应变下的残余挠度和测量结果进行了比较,二者吻合较好,证明所建立的模型是有效的。在此基础上,分析了拉伸矫直残余应力场,随拉伸应变、拉伸温度的变化规律,研究表明在矫直温度220℃、残余拉伸应变为2%时进行拉伸矫直,夹持部位不易打滑、且在夹持端的残余应力最小及残余应力影响区最小,并可采用小拉伸量、多次拉伸的方式进一步减小其残余挠度。

锶对镁锂锌合金显微组织和力学性能的影响

熔炼制备了不同锶含量的Mg-8%Li-3%Zn(质量分数)合金,通过光学显微镜和拉伸试验机研究了元素锶对不同状态合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着锶的加入,铸态合金中出现沿晶界网状分布的含锶化合物,使铸态合金呈脆性断裂;随着锶含量的增加,铸态合金的强度和伸长率均下降;合金经挤压后,网状分布的锶化合物变为细小的块状,弥散分布在合金组织中,强度和塑性都得到了很大的提高;随着锶含量的增加,挤压态合金强度先增大后下降,塑性则呈下降趋势;挤压态合金经重熔再挤压后,其抗拉强度与屈服强度比挤压态合金的分别提高了15%与30%,而塑性微降。

微量Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ31镁合金及添加0.2%(质量分数)Ca的AZ31(AZ31-0.2Ca)镁合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.001~1 s^-1范围内进行等温热压缩实验。基于流变应力曲线,结合双曲正弦函数建立的本构方程与动态材料模型(DMM)构建的加工图,系统地分析了Ca元素对AZ31镁合金热变形行为的影响。结果表明,与AZ31镁合金相比,AZ31-0.2Ca镁合金在较低温度和较高应变速率下的流变应力水平得到提高,应力指数n值有所减小,但热变形激活能Q值变化不大。此外,添加Ca元素能够扩大AZ31镁合金的可加工区域。AZ31-0.2Ca镁合金的最优加工区域为:温度400~490℃、应变速率0.001~0.01 s^-1和温度420~480℃、应变速率0.2~1 s^-1。

微弧氧化后Mg-8Li合金表面MgLiAlY-LDHs@GO膜层的生长及耐蚀性能

目的提高Mg-8Li合金的耐蚀性能。方法首先在Mg-8Li合金表面制备微弧氧化膜(MAO),然后使用原位水热法在微弧氧化膜表面原位生长掺杂氧化石墨烯(GO)的四元(MgLiAlY)层状双羟基金属氧化物(LDHs)智能自修复膜层。采用SEM、XRD、FT-IR、EDS、ICP等手段研究MgLiAlY-LDHs@GO膜层的形貌、结构以及成分。通过EIS、Tafel以及浸泡试验等研究膜层的耐蚀性能,分析膜层的腐蚀行为,阐释其耐蚀机理。结果GO的掺杂可以促使LDHs纳米片生长得更加致密,主体层板中具有缓蚀作用的Y3+可以提高涂层的耐蚀性,四元LDHs的生长所需要的Mg^(2+)、Li^(+)、Al^(3+)等离子来源于镁锂合金基体以及微弧氧化膜的溶解,其中Li+也可以促进LDHs纳米片生长得更为均匀细密。膜层的腐蚀电流密度为6.03×10^(–7)A/cm^(2),比MAO膜层降低了1个数量级,提高了镁锂合金的耐蚀性能。结论GO的负载使LDHs的耐蚀性能和膜层稳定性均有一定程度的提升,引入稀土元素Y会改变LDHs的骨架,造成晶格畸变,使得LDHs微观形貌呈现褶皱状,剩下部分以Y(OH)3形式存在于涂层表面,可进一步提高膜层的耐蚀性能和稳定性。

增材制造钛基金字塔点阵结构对镁/钛双金属复合材料界面强化的优化

采用超声辅助固-液复合铸造的方法,通过在界面处采用增材制造的钛基金字塔型点阵材料制备镁/钛异种双金属复合材料。采用正交法对点阵结构参数进行优化。结果表明,优化后的点阵结构参数为:杆直径(d)1 mm,杆长与杆直径比(l/d)3,上节点和下节点直径与杆直径比(d_(1)/d,d_(2)/d)均为2.5,其中l/dd是影响接头失效强度的最显著因素,最优点阵结构参数下镁/钛双金属接头的失效强度为77.3 MPa。实验结果和有限元分析表明:随着点阵结构长径比的增加,镁/钛双金属接头的失效强度先增加后减小,当长径比为3时,失效强度达到最大。

挤压工艺对Mg-Sr-Y中间合金组织及力学性能的影响

研究了挤压工艺参数(挤压温度、挤压比)对Mg-Sr-Y中间合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-Sr-Y中间合金的铸态组织是由树枝晶状的基体相α-Mg、沿晶分布的网状共晶组织(Mg17Sr2+Mg25Y4)组成;热挤压后合金的晶粒明显细化,树枝晶和网状组织被打碎,晶粒大小和合金中析出相的分布更均匀。同时挤压后合金的硬度显著提高,力学性能明显改善,形变强化效果较为显著,其强化效果与挤压温度和挤压比有关。挤压温度越高,挤压比越大,则强化效果越显著。

AZ31棒材拉伸矫直工艺参数关系模型研究

拉伸矫直是提高型材平直度的重要手段。以一维弯曲的圆形截面棒材为研究对象,基于拉伸矫直的对称性,建立了纵剖面1/2的三维几何模型,运用MARC有限元软件对拉伸矫直变形过程进行大量工况的数值仿真计算,并就矫直温度、位移、原始弯曲度、棒材原始直径对残余弯曲度的影响进行了研究,然后用逐步回归法对仿真计算数据进行拟合,获得棒材残余弯曲度与矫直工艺参数及棒材几何尺寸的关系数学模型。研究表明,AZ31棒材较为适宜的矫直温度为160～200℃,尽管棒材残余弯曲度模型预测结果与实验结果存在一定误差,但该预测模型揭示的矫直工艺参数对矫直的影响规律与实验结果较为一致。

熔盐电解制备Mg-Zn-Sr三元合金及其组织分析

以Mg-33%Zn(质量分数)合金为阴极,石墨为阳极,在740℃的KCl-SrCl2熔盐体系中进行液态阴极合金化法电解,并在670℃浇铸反应液制备Mg-ZnSr合金。浇铸产物车削加工后取样,分别进行X射线荧光分析(XRF)、金相分析(OM)、扫描电镜形貌分析(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射分析(XRD),并与阴极合金组织进行比较。结果表明,实验成功制备了Mg-Zn-Sr三元合金,Sr的质量分数为1.6279%,且Sr细化了阴极合金的组织。对比熔炼制备的MgZn-Sr合金组织,电解的Sr具有更好的细化效果。

基于人工神经网络的宽幅铝合金中厚板厚度预测模型

厚度预测模型的精度是影响厚度控制的重要因素。针对本项目国内水平领先、最宽幅的"1+4"热连轧生产线,根据生产现场获取的5083宽幅铝合金中厚板实测数据,在研究分析关键影响因素的基础上,运用人工神经网络技术建立了铝合金宽幅中厚板厚度预测的BP神经网络模型。其相对误差在0.5%之内,高于已有模型预测精度,能实现高精度预报。应用模型预测了5052宽幅铝合金中厚板的出口厚度,结果表明,模型能较好的预测轧件厚度的变化,有很好的泛化能力。

Effects of heat treatment on microstructure and mechanical properties of Mg-3Sn-1Mn magnesium alloy

The effects of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of Mg-3Sn-1Mn alloy were preliminarily investigated by using optical and electron microscopy,X-ray diffraction（XRD） analysis,and tensile and creep test.The results indicate that the heat treatment has an obvious effect on the microstructure and mechanical properties of the Mg-3Sn-1Mn alloy.After the solid solution treatment at 420 ℃,a majority of the Mg2Sn phases in the alloy are dissolved into the matrix.However,after the further aging treatment at 250 ℃,lots of fine Mg2Sn phases in the aged alloy are precipitated at the grain boundaries and within the grains.As a result,the tensile and creep properties of the aged alloy are significantly improved.The mechanism for the higher tensile and creep properties of the aged alloy is related to the dispersive distribution of the Mg2Sn phase in the--Mg matrix.

纳米多层膜制备概述

纳米多层膜具有很多特殊性能,得到了广泛的应用。阐述了多种纳米多层膜的制备方法,主要包括电化学沉积法、物理和化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、组装技术以及其它制备技术。大量研究和试验表明,不同的制备方法得到的多层膜具有其特殊的性能。

双重异质结构对AZ91挤压板力学性能的影响

研究晶粒尺寸和析出相的双重异质结构对小挤压比制备的AZ91挤压板材力学性能的影响。与挤压比(ER)为12.8的样品(即ER12.8样品)相比,ER3.9和ER6.4样品呈现明显的粗细晶粒层和异质分布的细小弥散的析出相。此外,在ER3.9样品的细晶层中还观察到大量带状析出相。由于异质变形诱导(HDI)力和析出相的平衡,ER6.4样品呈现良好的强度和塑性结合。尽管ER3.9样品表现出最高的HDI力和基面滑移施密特因子,改善了塑性,但更多的带状析出相对恶化其力学性能仍起主导作用。

钛/镁双金属复合材料界面强化方法研究现状与展望

钛/镁双金属复合材料兼具了钛和镁的优点,在航空航天、交通运输等领域具有巨大的潜在应用价值,近年来受到了国内外研究者的广泛关注。针对熔点差异大,弱反应,低互溶的钛、镁两种金属,采用中间层金属实现钛/镁界面冶金结合是典型的界面强化方法,界面冶金结合的调控是提高界面结合强度的核心,界面反应的控制和优化是界面强化的难点。本文综述了不同复合方法制备钛/镁双金属复合材料的研究进展,分析了界面组织演变对界面结合强度的影响;总结了在不同的复合方法下所采用的界面强化方法时,钛/镁双金属复合材料界面的失效强度;归纳了钛/镁双金属的界面强化机制,并对钛/镁双金属的界面强化后续研究进行展望。

稀土Y对Mg-5Al-1Sr-2Ca合金组织和耐腐蚀性能的影响(英文)

研究了稀土元素Y含量的不同对Mg-5Al-1Sr-2Ca合金微观组织和耐腐蚀性的影响。使用对掺法制备了Mg-5Al-1Sr-2Ca-XY(X=0,0.5,0.7,1.0;质量分数,%)合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了该合金。结果表明,随着Y的加入,合金中出现Al2Y新相,合金晶粒得到细化。当Y含量为0.7%时,合金晶粒最细。但是当Y含量大于0.7%时,晶粒变大,并且不规则。通过静态失重测试和极化曲线法研究了合金的耐腐蚀性。发现随着Y的添加提高了合金的平衡电位和腐蚀电位,耐腐蚀性提高。在本实验范围内,当Y含量为0.7%时,合金的耐腐蚀性最好。

固溶处理对Mg-10Sr-5Y中间合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对挤压态Mg-10Sr-5Y中间合金组织及其力学性能的影响。研究结果表明,固溶处理可以改善Mg-10Sr-5Y合金的组织形貌,改变其力学性能。随着固溶处理温度升高,沿晶界分布的金属间化合物Mg17Sr2和Mg24Y5逐渐溶入基体α-Mg,组织分布更均匀,固溶处理后在晶界上还分布着少量未溶的Mg17Sr2和Mg24Y5共晶化合物。当温度低于480℃,合金的硬度变化不明显,温度超过480℃,合金的硬度急剧下降而后增大,500℃时硬度最小。保温时间对合金硬度影响较小。