高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响

采用高压设备对AZ91D铸造镁合金进行高压固溶处理,研究高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响。研究结果表明,高压固溶处理可显著细化AZ91D铸造镁合金的晶粒,平均晶粒尺寸为58μm。同时,在晶粒内部,可见互相平行或交叉的孪晶,孪晶的厚度为1~5μm。高压固溶处理后的组织仍由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但是β-Mg17Al12相主要是以颗粒状分布于晶界。     

波浪形振动倾斜板半连续铸造半固态AZ91D镁合金

将自制的波浪形倾斜板振动装置与半连续铸造机结合,制备了AZ91D镁合金铸锭.分析了不同工艺条件对合金组织的影响.结果表明,在一定范围内,随着倾斜板长度增加,合金受到冷却剪切作用的时间增长,组织得到细化;振动作用可以提高形核率,细化合金组织;较低的铸造速度使合金在结晶器内的二次结晶率提高,使组织细化.当浇注温度为680℃,倾斜板长度为400 mm,铸造速度为100 mm/min时,制备了组织优良的AZ91D镁合金半固态铸锭,经二次加热后获得了优良的半固态组织.     

超声铸造对AZ31镁合金铸锭及热轧板材组织与性能的影响

采用超声铸造方法制备AZ31镁合金铸锭,并对其组织性能进行研究.研究结果表明:超声铸造后AZ31合金铸锭晶粒尺寸平均值为140 μm,比常规铸造的铸锭品粒尺寸350 μm更细小,同时合金中第二相分布更加均匀弥散,这使合金铸锭的综合力学件能提高并有利于后续铸锭的热轧开坯.经过超声铸造的AZ31镁合金热轧后板材的品粒尺寸(5～30 μm)也比常规铸造锭坯热轧板材晶粒尺寸(40～60 μm)要细小,这使超声铸造AZ31镁合金热轧后板材的典型力学性能比常规铸造后热轧的合金板材的好,抗拉强度提高约18％,伸长率相当;超声铸造有利于细化AZ31镁合金晶粒,改善第二相在枝晶间的分布,提高合金的力学性能和加工变形能力.     

挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响

采用500T挤压机试验研究了挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响。结果表明，挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。随挤压比的增大，晶粒细化程度增加，晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm（min）；强度、硬度随挤压比的增大而增大，延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。     

钙和碳变质对AZ91D显微组织与性能的影响

镁合金的晶粒细化对于材质的金相组织和力学性能起着决定性作用.本课题通过在AZ91D中加入Ca和C2Cl6晶粒细化剂,分别研究了Ca,C对AZ91D组织以及力学性能的影响.利用熔剂保护法,制备了AZ91D标准拉伸试样,经过T4,T6处理后,采用金相显微镜(Olympus)、扫面电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX)对制备的试样进行了显微组织、断口形貌及成分进行了观察与分析,并测试了抗拉强度和布氏硬度.试验结果表明:经过显微组织和断口形貌观察,加入细化剂后形成Al4C3,有效的抑制了晶粒的长大,使晶粒得到细化,当Ca和C2Cl6复合应用时,使得AZ91D的晶粒细化更加明显,力学性能得到提高,抗拉强度最高达到216N/mm2,布氏硬度值达到60HB.     

C颗粒对Cp/AZ91D复合材料铸态显微组织的影响

通过复合铸造工艺制备了C_p/AZ91D复合材料，研究了C颗粒含量和保温时间等参数对该复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明，与保温时间相比，C_p的晶粒细化作用更为显著。当添加C_p质量分数为1.5%，保温时间15 min时，C_p/AZ91D复合材料铸锭平均晶粒尺寸由176 μm降低至32 μm，组织整体细化均匀，增强相C颗粒在复合材料基体中均匀分布，并且硬度值最高，达到89.07 HV。     

C颗粒对Cp /AZ91D复合材料铸态显微组织的影响

通过复合铸造工艺制备了C_p/AZ91D复合材料，研究了C颗粒含量和保温时间等参数对该复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明，与保温时间相比，C_p的晶粒细化作用更为显著。当添加C_p质量分数为1.5%，保温时间15 min时，C_p/AZ91D复合材料铸锭平均晶粒尺寸由176 μm降低至32 μm，组织整体细化均匀，增强相C颗粒在复合材料基体中均匀分布，并且硬度值最高，达到89.07 HV。     

氢化处理制备纳米镁合金粉末

为了细化AZ91镁合金晶粒,采用氢化-歧化-脱氢-重组(HDDR)处理了镁合金粉末。研究了不同氢化温度、氢压和氢化时间对AZ91镁合金粉末HDDR过程的影响,探讨了AZ91镁合金HDDR过程的晶粒细化机制。分别用粉末X射线衍射、光镜、扫描电镜和透射电子显微镜来表征粉末的微观结构转变。结果表明,AZ91镁合金粉末最低的氢化温度是350℃,随着温度的增加、氢压的提高和氢化时间的延长,氢化反应的程度不断增加,直到粉末完全氢化,粉末最佳的HDDR过程参数是在450℃、4MPa氢压下氢化12h后,在350℃真空中脱氢4h;氢化脱氢后的粉末形貌为薄片状,大小与原始粉末相当;在最佳HDDR参数下,AZ91镁合金粉末的晶粒大小从100μm细化到了20nm。晶粒细化的过程表明,在HDDR的全过程中都有晶粒细化发生,其中较大程度的细化发生在脱氢重组过程中。     

空心陶瓷/AZ91D复合材料组织的研究

通过搅熔铸造法制备了平均粒径为100μm,质量分数为6%空心陶瓷增强镁合金复合材料(AZ91D/FAC).研究不同质量分数的空心陶瓷对复合材料的组织的影响,利用XRD分析了AZ91D/FAC复合材料的物相,界面形貌及成分由配置能谱分析(EDS)的扫描电镜(SEM)来确定.结果表明,空心陶瓷增强AZ91D镁合金复合材料的布氏硬度比基体有较大的提高.通过O-lympus对组织的观察发现基体引入空心陶瓷后,组织细化,AZ91D镁合金铸态网状Mg17Al12消失.根据EDS分析及热力学计算,可知基体内有Mg2Si生成,界面产物为MgAl2O4.     

AZ91D镁合金流变压铸成形组织特征

以AZ91D镁合金建筑刮板为例,将自行开发的锥桶式流变成形机(TBR)与TOYO BD-900V4-T冷室压铸机相结合实现了流变压铸成形工艺过程. 研究了不同流变成形工艺下压铸件的组织特征,分析了成形过程中浆料的组织形成机理及凝固行为. 结果表明:该流变成形工艺可以获得内部组织细小、初生α-Mg晶粒呈近球形或球形且分布均匀的成形件. 当内锥桶转速为700r·min-1时,压铸件内部组织较圆整、均匀,平均晶粒尺寸约45μm,形状因子约0.81. 流变压铸过程中合金熔体的凝固主要经历了一次凝固和二次凝固两个阶段.     

SO2/CO2气体对纯镁及AZ91D合金的保护行为

为探究气体保护纯镁及镁合金免于氧化及燃烧的机制,研究了体积分数为3%SO2和97%CO2混合气体在非封闭熔化炉中对熔融纯镁及AZ91D合金的保护行为。借助具有能谱测定(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分别分析了熔融纯镁及AZ91D合金表面膜的显微组织、化学成分及相组成。结果表明:在680℃AZ91D合金表面膜密集连续,其厚度约为2μm,而纯镁表面膜厚度约为1μm,混合气体对AZ91D合金的保护效果优于纯镁。两种熔体表面膜由MgO、MgS及少量单质C相组成。除AZ91D表面膜含有少量Al外,两种表面膜均含有S、C、O及Mg元素。     

Effects of rare earth elements on the microstructureand properties of magnesium alloy AZ91D

The effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AZ91D alloy were studied. The different proportion of rare earth elements was added to the AZ91D and the tensile tests were carried out at different temperatures. The experimental results show that at room temperature or at 120℃ the AZ91D's strength decrease with the increasing amount of the rare earth elements. However, the ductility is improved. The influence of 0.14%Sb (mass fraction) on the AZ91D's strength is like that of rare earth elements (0.2%-0.4%) (mass fraction). Microstructure graphs demonstrate that appropriate amount of rare earth elements (0.1%-0.2%) can fine AZ91D's grain and improve its ductility.     

半固态等温热处理对AZ91D镁合金组织的影响

研究了 AZ91 D镁合金在半固态等温热处理过程中 ,等温时间、等温温度对其组织形态和初生相尺寸的影响 .研究发现 :在升温过程中 ,晶界处的共晶组织 (δ+γ)中的 γ相先发生溶解 ,之后 ,随着温度进一步升高 ,δ相又发生熔化分离 ,并在等温处理过程中逐渐变为球状 .当等温时间过长时 ,球状颗粒有长大的趋势 ,结果表明 :在 570℃时保温 60 min,可得到初生相尺寸在 50～ 80 μm的球状组织 .     

High thermal conductivity and high strength magnesium alloy for high pressure die casting ultrathin-walled components

With the rapid development of 3C industries,the demand for high-thermal-conductivity magnesium alloys with high mechanical performance is increasing quickly.However,the thermal conductivities of most common Mg foundry alloys(such as Mg-9wt%-1wt%Zn)are still relatively low.In this study,we developed a high-thermal-conductivity Mg-4Al-4Zn-4RE-1Ca(wt%,AZEX4441)alloy with good mechanical properties for ultrathin-walled cellphone components via high-pressure die casting(HPDC).The HPDC AZEX4441 alloy exhibited a fine homogeneous microstructure(average grain size of 2.8μm)with granular Al₁₁RE₃,fibrous Al₂REZn₂,and networked Ca₆Mg₂Zn₃ phases distributed at the grain boundaries.The room-temperature thermal conductivity of the HPDC AZEX4441 alloy was 94.4 W·m^-1·K^-1,which was much higher than 53.7 W·m^-1·K^-1 of the HPDC AZ91D alloy.Al and Zn in the AZEX4441 alloy were largely consumed by the formation of Al₁₁RE₃,Al₂REZn₂,and Ca₂Mg₆Zn₃ phases because of the addition of RE and Ca.Therefore,the lattice distortion induced by solute atoms of the AZEX4441 alloy(0.171%)was much lower than that of the AZ91D alloy(0.441%),which was responsible for the high thermal conductivity of the AZEX4441 alloy.The AZEX4441 alloy exhibited a high yield strength of~185 MPa,an ultimate tensile strength of~233 MPa,and an elongation of~4.2%.This result indicated that the tensile properties were comparable with those of the AZ91D alloy.Therefore,this study contributed to the development of high-performance Mg alloys with a combination of high thermal conductivity,high strength,and good castability.     

Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响

用金相显微分析、扫描电镜分析及能谱分析等方法研究了Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响. 结果表明:添加少量的Sr对ZK60镁合金有很好的组织细化效果,但其细化效率受Sr加入量和熔体保温时间的影响较大. 在给定熔体保温时间的条件下,随着Sr质量分数从0.01%增加到0.1%,晶粒细化效率逐渐提高. 在给定Sr加入量的条件下,当熔体保温时间为20～80min时,晶粒细化效率随熔体保温时间的延长而提高;当熔体保温时间超过80min后,晶粒细化效率随熔体保温时间的延长而降低.