耐热镁合金的研究现状与发展趋势

综述了耐热镁合金的研究现状。主要阐述了单一或复合添加微合金化元素对MgAl-Zn、Mg-Al-Si、Mg-Al-RE、Mg-Zn-Al、Mg-Zn-Cu、Mg-Zn-RE和Mg-RE系合金的组织及性能影响,重点讨论了合金的高温强化机制。指出以碱土金属等元素为主,取代稀土元素以及采用快速凝固、大塑性变形和热处理等技术,是耐热镁合金的研究重点和发展趋势。     

晶粒晶界对铝合金耐蚀性能的影响

通过电子背散射衍射(EBSD)对微合金化的铝合金A356的晶粒尺寸、晶界类型、晶界特性进行了研究,探究微合金化后晶粒尺寸和晶界特性对铝合金耐蚀性能的影响机制。研究结果表明:随着元素比例的变化,晶粒的尺寸、晶界中特殊晶界特征和比例以及晶界的取向差角都发生了明显改变;当元素比例达到La质量分数0.15%、Y质量分数0.2%时,晶粒细化最为明显,Σ3晶界所占比例最高,小角度晶界所占比例明显提高,耐腐蚀性显著增强。     

微合金元素Sn、Nb、Re对无取向硅钢性能的影响

介绍了微合金元素锡、铌、稀土对无取向硅钢性能的影响,并扼要分析了这些元素对硅钢性能的影响机理:晶界偏聚元素Sn可细化晶粒提高硅钢磁性能;微合金元素Nb细化铁素体晶粒,提高硅钢的强度、韧性和塑性及磁性能;稀土元素(RE)在硅钢中的主要作用包括净化钢液、变质夹杂物、改善铸态组织和性能及微合金化,减少晶界上出现偏析的几率.     

Fe和Cu元素对电气用8030铝合金性能的影响

Fe和Cu是8030铝合金中最主要的两种合金化元素。为了探究8030铝合金中Fe和Cu的合理含量及其强化机制,试验采用连铸连轧、拉制和退火工艺制备了不同Fe和Cu含量的8030铝合金,分析了Fe和Cu对8030铝合金铸态组织、形变组织、力学性能和导电性能的影响,并对不同成分的8030铝合金的强度、伸长率和电阻率进行了研究。结果表明：合理的Fe和Cu含量可以获得细小的合金铸态组织,并在后续加工过程中形成织构组织和弥散分布的第二相,提高合金强度的同时,保证塑性和导电性能;当Fe的质量分数为0.45%、Cu的质量分数为0.22%时,8030铝合金有较好的综合性能。     

稀土Er对FVS0812合金组织性能的影响

为欲充分发挥AlFeVSi系耐热铝合金应用潜力,进一步提高合金的综合性能,本文采用金相、X射线衍射、透射电镜和力学性能等测试手段研究了稀土元素Er对FVS0812合金的显微组织、力学性能以及热稳定性的影响,结果表明,FVS0812合金中加入少量Er可以保持合金良好的高温强度,明显改善合金塑性,而且降低了主要强化相A1_(12)(Fe,V)_3Si硅化物的粗化率,提高合金的高温稳定性;但是稀土Er也促使了δ(AlFeVSiEr)相的形成,因而不利于进一步改善合金韧性。为此,防止有害相形成,加入适当稀土元素合金化,将成为改善AlFeVsi耐热铝合金性能的有效途径。     

耐热镁合金的研究进展

镁合金材料在航空、航天、高端装备制造及汽车等领域得到了广泛的应用,但在其服役过程中存在着耐高温差的问题。本文综述了含铝元素与不含铝元素两大类耐热镁合金的研究进展。在含铝耐热镁合金中,混合稀土元素的添加可改善材料的综合力学性能;添加碱土元素可起到提高其阻燃及细化晶粒等作用;添加第Ⅳ/Ⅴ族元素能明显的改善镁合金的高温力学性能。在不含铝耐热镁合金中,添加稀土元素同样可得到综合性能优异的镁合金材料;Mg Th、Mg Ag系镁合金具有很好的抗高温蠕变性能。随着耐热镁合金合金化和微合金化的深入研究,将对该系列新型镁合金材料的新技术开发与应用提供重要的理论依据,同时也为镁合金提供更广阔的发展前景。     

镧含量对铝合金牺牲阳极海水综合电化学性能的影响

【目的】分析Al-Zn-In-Si系牺牲阳极添加不同含量配比的稀土元素镧(La)时,其电化学性能的作用规律,获得在海水环境下最佳牺牲阳极电化学性能的La添加量。【方法】通过模拟海洋环境,采用XRD分析、极化曲线、交流阻抗(EIS)和恒电流加速试验等方法,研究含La铝合金牺牲阳极的开路电位、工作电位、溶解形貌、电流效率以及极化等行为及其发生机理。【结果】La的加入改变了铝合金牺牲阳极溶质元素的存在形式,并随着含量的变化对其产生不同程度的影响;EIS谱表明含La铝合金牺牲阳极活化溶解过程体现了点蚀诱导期和发展期,极化曲线表明加入过量La后铝合金牺牲阳极的腐蚀电位变正,活化性能变差;恒电流测试实验表明加入La后铝合金牺牲阳极的电流效率有所升高。【结论】适量添加稀土元素La可有效改善铝合金牺牲阳极在海水中的电化学性能,其中La含量为0.2%的铝合金牺牲阳极电流效率最高。     

6000系铝合金晶间腐蚀研究进展

介绍了与晶界直接相关的铝合金腐蚀类型,概述了合金元素和稀土元素对6000系铝合金晶间腐蚀的影响,重点介绍了热处理条件对6000系铝合金晶间腐蚀敏感性的影响．大量实验显示,热处理影响腐蚀模式,且晶间腐蚀向点蚀的转变与固溶处理温度、冷却速度,以及随后的人工时效温度和时效时间等诸多因素有关,发现经适当条件热处理的6000系铝合金可免受局部腐蚀影响．展望了铝合金晶间腐蚀研究的发展方向．     

高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究现状

从合金成分设计、析出相结构和制备技术三方面综述了高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究现状.在分析多种元素对合金强度影响的基础上,重点讨论了稀土元素的作用,适量稀土的加入能同时提高合金的硬度和电导率.Cu-Cr-Zr系合金的析出相主要是Cr和CuxZr（x=3,4,5）相,且合金在470 ℃时效4h形成有序的原子排列,其化合物类型为CrCu2（Zr,Mg）.固溶形变时效强化技术和快速凝固技术与常规固溶时效处理相比都能大大提高合金的综合性能.该类合金今后应向多元微合金化方向发展,尚待解决的主要问题是Zr、稀土等易烧损元素的熔炼较难控制.     

轮毂用铸铝合金复合微合金化研究

以经典轮毂材料A356铝合金为基础,复合添加Sr、Y微合金化后,利用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）研究了复合微合金化后A356铝合金组织。研究结果表明：相同工艺条件下加入不同Y,合金中共晶硅由长条状转变为针状或短纤维状组织,合金的组织逐渐细化,形成高熔点化合物Al3Y弥散于基体中。Fe元素与Y优先形成了部分Fe23Y6金属化合物,Sr为0.02wt%,Y为0.05wt%时,试验合金性能最优。     

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金微合金化的研究进展

就单一合金元素及复合多种合金元素对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的铸态组织、析出相、力学性能及腐蚀性能的影响进行综述。单独加入稀土元素Er,Ce,Ho,Sc等,可以净化基体,使合金熔铸缺陷明显减少,细化晶粒,促进合金元素在基体中的固溶,使晶界减少偏析;单独加入微量的Zr,可以提高合金的再结晶温度,抗拉强度,应力腐蚀能力;复合添加稀土及其他微量合金元素,对提高铝合金的综合性能更为有效。     

稀土在Al-Ti-B-RE中间合金中的作用

采用氟盐法制备了Al-Ti-B-RE中间合金,并对其进行了细化效果实验,利用扫描电镜研究了Al-Ti-B-RE中间合金的微观组织特征.研究结果表明:加入稀土对TiAl3晶粒的大小、形貌及分布有显著影响;稀土增大了铝熔体与TiB2之间的润湿角,使TiB2不易聚集和沉淀,增强了中间合金的细化性能;稀土易聚集在晶界和相界面,减少晶核与液体间的接触面积,增大形核率,对TiAl3合金晶粒的细化效果明显.     

稀土对ZL205A合金组织结构的影响

稀土在铝及其舍金中的作用和机理国内外学者研究较多,但对稀土元素在高强度铸造铝合金中提高强韧性作用方面研究较少.本文研究了稀土元素对ZL205A合金的影响,结果发现稀土在该合金中具有显著作用,不仅能细化铝合金晶粒还能显著提高合金的强韧性.     

替代元素影响Mg2Ni合金吸放氢动力学性能研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势（PW—PP）方法，计算Mg2NixM（1-x）（0〈x≤1）合金及氢化物Mg2Ni0.75M0.25H4（M=Ni，Cu，Mn）的晶体结构，生成焓和电子结构，研究替代元素（Cu，Mn）对Mg2Ni氢化物稳定性的影响。Cu，Mn取代使合金晶胞体积变大，合金晶胞体积的大小跟取代原子半径大小成正比，随着合金晶胞体积的增大，氢化物有不稳定的倾向。元素替代可以有效降低氢化物生成焓绝对值的大小，使得氢化物的稳定性降低，其中Cu元素的效果是最明显的。氢化物中H—Ni的相互作用强度是决定氢化物稳定性的主要因素，替代元素正是通过减弱H—Ni键强来改善合金的吸放氢动力学性能。     

稀土对铝钛硼中间合金组织及细化性能的影响

采用氟盐铝热反应法制取不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中间合金,并对其微观组织和细化效果进行了分析,讨论了稀土元素对Al5Ti1B组织及性能的影响。X射线衍射及能谱分析证明,稀土元素和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE,同时TiAl3尺寸减小、数量减少;TiB2尺寸、形态不受影响,但分布更加均匀弥散。细化效果试验表明稀土元素确实可以提高Al5Ti1B中间合金的细化效果。在5Ti1B系Al-Ti-B-RE中间合金中,稀土元素的最佳质量分数为3.53%,此时能取得最理想的微观组织和细化效果。     

B和Gd复合微合金化对AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射分析对添加微量B和稀土元素Gd的AZ91镁合金的显微组织及相组成进行了研究,并对其室温力学性能进行了测试。结果表明,AZ91镁合金中添加Gd后,Gd与Al形成杆状或块状的Al_2Gd化合物相。含Gd的质量分数为1.0%时,铸态合金的拉伸强度为207.8 MPa,相对未加Gd时提升了27.9%。AZ91镁合金复合添加B和Gd后,合金组织发生明显的变化,在减少Gd含量的基础上添加B,可达到用微量B代替部分Gd对AZ91的强化效果。对比单一添加Gd的铸态AZ91镁合金,在达到相同力学性能的情况下,(B+Gd)复合微合金化的AZ91镁合金的Gd添加量质量分数降低了19%,从而降低了成本。     

稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能

通过向Al-5Zn-0．05In-0．1Sn铝舍金基体中添加不同量的稀土元素Ce，制得一系列含稀土Ce的合金。采用扫描电镜和能谱分析，研究稀土对铝合金阳极微观组织的影响，并进行将稀土铝舍金用作铝空气电池阳极的电化学性能测试。研究结果表明：当Ce的含量不大于0．5％时，细化枝晶的效果较好；添加稀土元素Ce，铝舍金阳极的自腐蚀电位负移，放电稳定性和放电电压提高；当以50mA／cm^2的电流密度恒流放电时，Ce含量为0．3％的舍金放电性能最好，放电电压为1．118V，放电时间达到13h；添加稀土元素Ce能改善铝舍金阳极的耐腐蚀性能。     

稀土对铝钛硼中间合金组织及细化性能的影响

采用氟盐铝热反应法制取不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中间合金,并对其微观组织和细化效果进行了分析,讨论了稀土元素对Al5Ti1B组织及性能的影响。X射线衍射及能谱分析证明:稀土元素和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE,同时TiAl3尺寸减小、数量减少;TiB2尺寸、形态不受影响,但分布更加均匀弥散。细化效果试验表明稀土元素确实可以提高Al5Ti1B中间合金的细化效果。在5Ti1B系Al-Ti-B-RE中间合金中,稀土元素的最佳质量分数为3.53%,此时能取得最理想的微观组织和细化效果。