时效处理对Mg-4Zn合金组织及耐蚀性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、静态浸泡及电化学测试手段研究了时效处理对高应变速率轧制Mg-4Zn合金板材微观组织和耐腐蚀性能的影响.结果表明:轧制态Mg-4Zn合金组织由细小均匀的动态再结晶晶粒组成,平均晶粒尺寸为3μm,合金内部析出相分布不均匀,局部区域存在位错;预时效(70℃/10 h)处理后合金内部析出大量GPI区(长度3～10 nm,宽约2～3个原子间距)和球状GPII区(直径4～10 nm);70℃/10 h+160℃/2 h时效处理后合金内部位错密度显著降低且析出相分布更为均匀;Mg-4Zn合金在Hank's溶液中的腐蚀形式为丝状腐蚀与点状腐蚀相结合;随着时效时间的延长,其耐腐蚀性能呈现先升高后降低的趋势.时效2 h时合金的耐蚀性达到最佳(平均腐蚀速率为0.28 mg·cm-2·d-1,腐蚀膜厚约6.3μm,腐蚀电位为-1.41 V,腐蚀电流密度为11.8μA/cm2),可归因于时效后位错密度降低、析出相分布更为细小均匀.     

Ca对医用Mg-4Zn合金轧制板材组织与性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析和拉伸测试等手段研究了Ca含量(质量分数0.3%,0.6%和0.9%)对高应变速率轧制Mg-4Zn基合金板材显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响.结果表明:加入Ca可以细化Mg-4Zn合金的动态再结晶晶粒,导致合金中残余第2相的含量增加和尺寸增大,并提高其抗拉强度和屈服强度.其中,Mg-4Zn-0.9Ca合金的抗拉强度和屈服强度分别为300 MPa和278 MPa,比基体合金分别提高了12.4%和68.5%.然而,合金的耐腐蚀性能和剩余抗拉强度随着Ca含量的增加而下降,可归因于合金中残余第2相含量的增加以及尺寸增大.Mg-4Zn合金板材中第2相比较细小、分布均匀,倾向于均匀腐蚀,在0.9%NaCl溶液中浸泡7d的平均腐蚀速率为0.80mg/(cm~2·d),浸泡7d,15d后的剩余抗拉强度分别为217 MPa和205 MPa.     

Mg-Al和Mg-Li镁合金板在NaCl水溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法分别研究了AZ31镁合金轧制板、AZ80镁合金轧制板、ZE42镁合金热挤压板、LZ91镁合金轧制板和LA101镁合金热挤压棒等5种不同的镁合金在质量浓度为5.0%氯化钠水溶液中的腐蚀行为。采用失重法测量每一种合金的腐蚀速率,并且采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物的形貌,利用X射线衍射仪(XRD)分析了每种镁合金的相组成。结果表明:电势分布较为均匀的镁合金可减小镁合金的微电偶腐蚀趋势,5种镁合金板(棒)材在NaCl水溶液中的腐蚀速率由低到高的顺序是:AZ80AZ31LA101LZ91ZE42。经36 h浸泡腐蚀后,在NaCl水溶液中镁合金表面主要被腐蚀产物Mg(OH)_2所覆盖,且随着浸泡时间延长,所有镁合金均呈现出明显的点蚀特征,阳极溶解和局部腐蚀程度加重,发生析氢反应,最后变为均匀腐蚀。     

海水激活电池用Mg-Hg-Ga合金阳极材料的腐蚀行为

通过Mg-3％Hg-2％Ga阳极材料在3.5％ NaCl水溶液中的析氢和浸泡实验研究其宏观腐蚀速率,通过动电位极化法和交流阻抗谱分析镁合金的电化学腐蚀行为;用扫描电镜分析镁合金的表面腐蚀形貌,讨论Mg-3％Hg-2％Ga合金的腐蚀机理.研究结果表明;Mg-3％Hg-2％Ga在3.5％ NaCl介质中的析氢速率为2.4×10-4mL/(cm2·s),浸泡128 h后,试样表面腐蚀均匀,腐蚀产物易脱落;在10 mV/s的扫描速度下,动电位极化测得腐蚀电流密度为2.41 mA/cm2;在开路电位下测得电极电荷转移阻抗为222.6 Ω/cm2,等效电容为8.48×10-4F.Mg-3％Hg-2％Ga阳极材料可开发为海水电池用镁合金阳极材料.     

退火工艺对Mg-4Zn-1.5RE合金显微组织的影响

介绍了Mg-4Zn-1.5RE合金。实验利用小型轧机对挤压态Mg-4Zn-1.5RE合金进行多道次轧制,研究了轧制后合金板材经不同的退火工艺处理后其显微组织随退火温度和退火时间的变化情况,观察了合金中的第二相的TEM形貌并进行能谱分析。结果表明,该镁合金在常温下可进行多道次轧制,但每两道次之间进行300℃×30 min的退火处理,总变形量可达到60%;轧制后的板材经再次退火后发生再结晶,合金中第二相为含有稀土元素的W相。     

轧制工艺对Mg-Sn-Gd镁合金微观组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机研究了不同轧制工艺对Mg-3.2Sn-0.23Gd(质量分数,％)镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,不同道次变形量(分别为60％和30％)对镁合金的微观组织与力学性能有较大影响:60％道次变形量时轧制态组织中存在剪切带和孪晶,退火后为明显混晶组织,第二...     

微观组织和pH对Mg-Gd-Y-Zr镁合金酸雨腐蚀的影响

为探求Mg-Gd-Y -Zr合金板在酸雨环境下的腐蚀情况,采用析氢法、极化曲线、交流阻抗、扫描电镜、X线衍射仪等手段研究Mg-Gd-Y-Zr T6态合金板在不同pH酸雨中的腐蚀行为.研究结果表明:酸雨pH越低,腐蚀孕育期愈短,腐蚀电位负移,该合金板的腐蚀速率愈大;合金板在酸雨中浸泡初期腐蚀速率较快,以局部腐蚀为主;腐蚀孕育期镁合金板中α相溶解及腐蚀产物的堆积导致合金腐蚀速率减慢,表现为均匀腐蚀;当具有部分保护作用的氢氧化镁膜破裂时,腐蚀加速,出现大量点蚀坑;初期的腐蚀产物主要是氢氧化镁和氧化镁,随空气中二氧化碳在酸雨中的溶解,最终形成花瓣状的Mg5(CO3)4(OH)2-5H2O.     

Mg-8Zn-4Al-(0～1)Sr镁合金铸态组织中的第二相研究

通过扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)以及差热分析(DSC)等实验手段,系统地研究了添加微量Sr元素(质量分数0～1%)对铸态Mg-8Zn-4Al(ZA84)镁合金组织中的第二相种类的影响,并阐明了第二相形成与演变的内在机理。实验结果表明:未添加Sr元素的铸态Mg-8Zn-4Al合金组织由Q准晶相和少量Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相组成。添加Sr元素后,合金铸态组织中均存在Al_4Sr和Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相;其中Al_4Sr相随Sr含量增加而增加,Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相随Sr含量增加而减少。在Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相中Sr元素以未固溶和固溶两种形式存在,其中未固溶Sr元素的Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相具有相对较高的Zn原子浓度和较低的Al原子浓度。相关结果将为第二相析出强化型Mg-8Zn-4Al合金的高强化与耐热化设计提供必要的理论支撑。     

Mg-6Al-1Sn合金板材的微观组织与力学性能

通过对Mg-6Al-1Sn合金(AT61)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,获得了高强塑性的新型变形镁合金板材.组织分析表明AT61合金中主要析出相为Mg17Al_(12)相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒都被细化,合金强度显著提高.随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升,屈服强度变化规律与晶粒尺寸变化规律一致.经过250℃下的单道次约56%大应变量轧制变形后晶粒尺寸细化最明显(约为4.18μm),合金的屈服强度约为196 MPa,抗拉强度约为294 MPa,延伸率约为26.7%,表现出最优的综合力学性能.     

预处理对高应变速率轧制镁合金板材组织均匀性和力学性能的影响

传统的镁合金板材加工技术存在生产效率低、成本偏高和成形性能不够理想等局限.本论文采用高应变速率轧制对AZ31镁合金进行轧制,对比研究了两种预处理方法对板材组织性能的影响.结果表明,高应变速率轧制是获得具有细小晶粒组织和良好综合力学性能的镁合金板材的有效手段.经过预变形+均匀化的预处理,高应变速率轧制板材的组织均匀性得到...     

Al-Cu-Mg-Ag-(Sc)合金的显微组织与腐蚀性能

采用铸锭冶金工艺,制备不同钪含量的Al-Cu-Mg-Ag合金.通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、晶间腐蚀及剥落腐蚀等实验方法,研究钪对Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金的组织和腐蚀性能影响.结果表明:添加0.3%～0.5% Sc可明显细化铸态合金的晶粒,平均晶粒尺寸从300 μm降低到60 μm,而添加0.1%～0.3% Sc有助于提高挤压态合金抗腐蚀性能.但当添加0.5% Sc时,合金中形成粗大的Al3(Sc, Zr)稀土化合物相,导致合金的抗蚀性能降低.     

Influence of Nd and Y additions on the corrosion behaviour of extruded Mg-Zn-Zr alloys

To improve the corrosion resistance of wrought magnesium alloys through rare earth (RE) additions, the corrosion behaviour of Mg-5Zn-0.3Zr-xNd (x=0, 1, and 2; wt%) and Mg-5Zn-0.3Zr-2Nd-yY (y=0.5 and 1; wt%) alloys in a 5wt% NaCl solution was investigated using immersion test and electrochemical measurements. The results of immersion test show that Mg-5Zn-0.3Zr-2Nd alloy exhibits the best corrosion resistance among the tested alloys. Electrochemical measurements show that secondary phases in RE-containing Mg-5Zn-0.3Zr alloys behave as less noble cathodes in micro-galvanic corrosion and suppress the cathodic process. The additions of Nd and Y into Mg-5Zn-0.3Zr alloy also improve the compactness of the corrosion product film and are beneficial to the corrosion resistance.     

Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.8Mg-2.5Cu合金,在该合金的基础上,分别添加不同剂量的Sc,Zr和Sc+Zr得到了一系列合金,利用光学显微镜、万能试验机等设备观察分析其金相组织与力学性能.结果表明:分别添加Sc与Zr时,随着Sc与Zr添加量的升高,所得合金的抗拉强度逐渐升高,延伸率逐渐下降,当Sc与Zr的分别添加量增加到0.15%与0.25%时,合金抗拉强度分别为775 MPa与785 MPa,延伸率分别为9.95%与7.1%;复合添加Sc与Zr时,若Sc含量小于Zr时,随着Sc与Zr添加量的增加,所得合金的抗拉强度先上升后下降,延伸率逐渐下降,当添加量为0.04%Sc和0.1...     

LZ63和LZ113合金板材室温力学性能与显微组织演变

采用熔铸、均匀化、热轧和冷轧方法制备了新型Mg-6Li-3Zn和Mg-11Li-3Zn合金板材.研究了合金的室温力学行为、热轧组织与热轧脱锂现象.两种合金的室温抗拉强度和拉断真应变分别为208MPa,0.13和170 MPa,0.375.真应力-真应变曲线表明Mg-6Li-3Zn合金室温变形发生加工硬化,而Mg-11L...     

连续挤压Al-1.1Mg-0.3Cu合金的拉伸性能和加工硬化行为

为了提高Al-1.1Mg-0.3Cu合金线杆的拉伸性能,通过金相、透射电镜、扫描电镜显微组织观察和拉伸试验分别对连续挤压态及拉拔退火态合金的微观组织和拉伸性能进行了研究.结果表明:连续挤压成形工艺有助于进一步改善合金的拉伸性能,与传统拉拔后退火处理工艺相比,通过连续挤压工艺制备的合金组织晶粒细小而均匀,沉淀相和位错密度较少,致使合金的延伸率相对较高而加工硬化率相对较低;此外,相比传统工艺,由连续挤压工艺制备的合金拉伸试样断口形貌中韧窝更深、更细小.     

复合轧制工艺对Al/Mg复合板冶金结合层组织和性能的影响

采用AZ31镁合金和纯铝进行高温复合轧制制备镁-铝复合板,使其兼具铝的表面耐蚀性和镁合金的高比强度特性.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能拉伸机等设备,研究了不同热轧温度及退火工艺参数对铝-镁复合界面的显微组织和结合强度的影响.结果表明：300 ℃轧制,镁-铝复合板出现严重边裂;450 ℃轧制,边裂消失;在轧制温度为400 ℃、压下率为50%、300 ℃退火2 h的条件下得到的复合板界面结合强度最大,为7.5 MPa.     

轧制处理对生物医用Zn-Mg合金组织和性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机和电化学工作站等设备,分析和研究了轧制变形对生物医用Zn-Mg合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：铸态、轧制态的合金均由Zn和Mg₂Zn₁₁两相组成;在轧制变形过程中,物相未发生改变,抗拉强度逐渐提高,伸长率先提高后降低,耐腐蚀性能逐渐下降;随着轧制变形量的增加,晶粒沿轧制方向的变形程度逐渐增大,直至出现纤维状组织。在相同的退火条件下,轧制变形量越大的Zn-Mg合金,再结晶晶粒尺寸越细小、均匀。     

热处理对Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr组织和性能的影响

采用铸造-均化-轧制工艺制备了Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr合金,研究了不同热处理工艺对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:合金板材硬度值与抗拉强度都是随时效时间的延长先上升后下降,在12h时达到最大值,分别为71.2HV和320MPa;延伸率时效8h时最大,达19.2%,随时效时间的延长,逐渐下降.合金板材时效后力学性能的提高是由于在晶粒内部析出了大量的Mg6Ca2Zn3和MgZn强化相所致.