Zn对5083合金显微组织和力学性能的影响

研究了5083合金添加1.5%~5%Zn(质量分数)对合金显微组织和力学性能的影响.通过SEM和EDS对铸态、均匀化处理后和轧制态合金的微观组织进行了表征并测试轧制态合金的拉伸性能.结果表明:铸态合金随Zn含量的增加偏析程度增加,金属间化合物主要为富Mg和富Zn相.均匀化处理后的合金具有良好的轧制性能,均匀化处理后合金金属间化合物量明显减少,部分未溶金属间化合物是Mg_2Si和Al_3Fe相.轧制显著降低晶粒尺寸,轧制试样的晶粒尺寸约150 nm.随着Zn含量增加轧制态合金的屈服强度和抗拉强度增加,延伸率有所下降.     

钇对2519铝合金铸态组织的影响

采用X射线、光学显微镜及扫描电镜等研究质量分数为0～0.3%的钇对2519铝合金铸态组织的影响.研究结果表明:添加0.1%的钇后2519铝合金的铸态组织明显细化,铸态晶粒尺寸由100μm减少到70μm;但当钇含量超过0.1%时,合金的铸态组织随着钇含量的增加又逐渐粗化;当钇含量为0.3%时,合金铸态晶粒尺寸达200μm左右;钇加入2519铝合金中主要形成Al6Cu6Y稀土化合物并沿晶界分布;钇改变了合金铸态中第二相的形貌及大小,加入适量的钇(0.1%)对2519铝合金铸态中的第二相具有球化和细化作用.     

Mg-(1-4)Ce合金的组织和性能

为分析稀土元素Ce对镁的组织和性能的影响,在纯镁中分别加入1%~4%的Ce制备了Mg-(1-4)Ce系列合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机对铸态合金的显微组织、相组成、拉伸性能和抗蠕变性能进行了研究.实验结果表明:Mg-(1-4)Ce合金的铸态组织由α-Mg基体和沿晶界分布的共晶(α-Mg+Mg12Ce)组成,随着Ce含量的增加,晶界处的共晶组织数量逐渐增加,分布也由离散点状转变为网状;随Ce含量的增加,铸态Mg-(1-4)Ce合金的抗拉强度和屈服强度都逐渐增大,而塑性逐渐降低;合金的强度随温度的增加而下降,但下降的幅度不大,表现出较好的高温稳定性,而延伸率则随温度增加明显上升;铸态Mg-(1-4)Ce合金表现出良好的抗蠕变性能,Mg-4Ce铸态合金的稳态蠕变速率为1.55×10-9s-1.     

稀土元素Y对变形镁合金ZK60的组织和性能的影响

通过对Mg-6.0Zn-1.2Y、Mg-6.0Zn-0.6Zr-1.0Y变形镁合金挤压态及经过各种热处理的试样的显微纽织分析及力学性能研究,探讨了微量稀土元素Y在ZK60合金中的存在形式和作用机理对该合金组织与力学性能的影响.结果表明,稀土元素Y能使变形镁合金ZK60晶粒明显得到细化,晶界也变细;当添加的稀土Y含量为1.0%wt时,大量的Y和Zn在晶界富集,Y-Zn相颗粒变大,导致其强度下降,而延伸率增加.     

Cu含量对AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响

通过真空感应熔炼技术制备出不同Cu含量的AZ61镁合金,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法研究了Cu元素对合金组织和力学性能的影响。结果表明:Cu元素以三元AlCuMg相存在于合金中,主要分布在晶界处及枝晶间;添加Cu元素后能够细化合金铸态组织,并使β-Mg17Al12相数量减少、尺寸变细;随着Cu含量增加,挤压态合金强度先上升后下降,而延伸率只有当Cu含量达到1%时才开始显著下降。其中AZ61-1Cu具有最佳的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为230 MPa、321 MPa和9.7%;当Cu含量为1.5%时,粗大的AlCuMg相割裂了合金基体,使合金力学性能下降。     

Ca对变形Mg-9Li-2Zn合金显微组织和机械性能的影响

实验熔制了Mg-9%Li-2%Zn(质量分数)合金并研究了添加质量分数为0.1%~0.5%的Ca对合金的影响.合金板材具有良好的冷加工性能,室温下可以轧成2 mm厚的薄板.研究了微量元素Ca对板材显微组织和机械性能的影响.室温下对板材进行拉伸测试,结果表明添加元素Ca能够提高合金的机械性能,当添加质量分数为0.1%的Ca时,板材的抗拉强度和延伸率分别提高了19%和6%,随着Ca含量的增加,强度略有提高而延伸率下降.通过显微观察可知,Ca对显微组织有细化作用,其中含Ca 0.1%时效果最明显.通过分析结果可知Ca在晶界处的吸附致使显微组织细化,进而影响了板材的机械性能.     

微量稀土对铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金组织及性能的影响

加入适量的稀土元素能有效改善铜合金的组织和性能.铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金中添加稀土Ce后,进行熔炼及热处理试验,再通过室温拉伸、导电率试验和金相观察,研究了微量Ce对铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金组织与性能的影响.结果表明：铸态合金晶粒随着Ce含量的升高呈现先减小后递增的趋势;铸态合金的抗拉强度和导电性随着Ce的增加分别先升高后减低;当Ce的质量分数为0.06%时,铸态合金的抗拉强度最高、导电性最强.     

Mg-Al-RE系镁合金组织与性能

通过铸造和挤压变形工艺,研究了AE(Mg-Al-RE)系合金的显微组织及稀土和铝含量的变化对AE系合金显微组织和力学性能的影响.实验结果表明:AE系合金的铸态显微组织由α-Mg基体相和沿晶界分布的Al.4RE,Mg17Al12相组成.随着稀土含量的增加,Mg17Al12相逐渐消失,Al4RE相的体积分数增加,并逐渐沿晶界处形成连续网状结构.挤压实验结果显示:AE系合金具有良好的形交加工性能,挤压后合金的强度和塑性均比铸态合金大幅度提高.稀土元素的加入对合金形变过程中的动态再结晶有一定的抑制作用.在AE系稀土镁合金中增加Al含量,可以使合金的综合力学性能上升到一个较高的水平.     

Mg-(6～8)A1-0.7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法,研究了Mg-(6~8)A1-0.7Si合金的铸态组织和力学性能.研究结果表明:添加了少量Sb和RE的Mg-(6~8)%A1-0.7%Si的铸态组织主要由α-Mg基体、Mg17A l12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状A l4Si2Mn2Y相组成,并且随着A l含量的增加,试验合金组织中的Mg17A l12相增多,共晶析出物变得更加连续.同时,力学性能的测试结果表明:A l含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律.     

Si含量对高强高韧7050铝合金组织和力学性能的影响

通过熔炼制备8种不同杂质Si含量的7050铝合金,研究了Si含量从0.033%~0.491%的变化对7050铝合金组织和力学性能的影响规律.结果表明：当Si含量增加至0.134%时,合金铸态组织中出现明显的粗大富Si杂质相,并且随Si含量增加,富Si杂质相含量增多;粗大富Si杂质相在均匀化退火、热挤压以及固溶处理过程中都难以溶解,残留在时效态合金组织中;当Si含量增加至0.134%时,时效态合金的室温拉伸强度和塑性明显提高;在Si含量高于0.344%后,Si含量的增加使合金的室温拉伸强度、塑性和断裂韧性都显著降低.为获得最佳的室温强度和塑性,7050铝合金的Si含量应控制在0.121%~0.134%,但要获得更好的断裂韧性,需进一步降低合金中Si含量.     

Mg-Zn-Al系变形镁合金的显微组织和力学性能

制备了成分基于Mg-(3-5)Zn-(1-3)Al的5种ZA系镁合金,并研究了合金在铸态和热挤压态的显微组织和力学性能.在ZA系列的铸态镁合金中,将zn含量(质量分数)固定在3%,提高Al含量,则第2相由致密的共晶相ε(Mg51Zn20)变成呈典型的离异共晶形貌的T(Mg32(Al,Zn)49)相.在ZA31基础上增加Zn含量没有引起合金显微组织中组成相发生变化,但中间相ε的体积分数增加.在280 ℃温度下的热挤压过程中,合金发生了动态再结晶,组织显著细化,且铸态组织中出现的中间相大部分溶入α-Mg基体.ZA系合金铸锭热挤压后,合金的强度和塑性均得到大幅度改善,其中合金ZA51具有最好的强度和塑性的匹配.结果表明ZA系合金具有良好的热加工性能.     

Mg-xZn-Y合金显微组织、力学性能与导热性能研究

研究了Zn含量以及定向凝固拉伸速度对Mg-Zn-Y合金显微组织、力学性能和导热性能的影响。结果表明,Mg-x Zn-Y(x=1,3,5%)合金组织主要由α-Mg相与Mg3Zn6Y相组成。随着随着Zn含量的增多,晶粒细化;定向凝固使组织由等轴晶或树枝晶向柱状晶转变,随着拉伸速度的增大,柱状晶宽度变窄。铸态合金的室温力学性能随着Zn含量的增加而增大,定向凝固合金的室温力学性能随着拉伸速度的增大而增大,当拉伸速度为100 um/s时,抗拉强度达到了260.2 MPa,相比于铸态合金,提高了44.1%;伸长率达到了14.46%,相比于铸态合金,提高了61.7%.铸态合金的热导率随着Zn含量的增加而减小,定向凝固合金的热导率随着拉伸速度的增大而减小,但是,相比于铸态合金,定向凝固合金的热导率均有所提高。     

热循环频率对铸态Zn-Al合金相变超塑性的影响

用恒载荷蠕变法研究了热循环频率对质量分数为 5 %的铝的铸态Zn Al合金相变超塑性的影响。研究结果表明 ,在温度为 2 0～ 35 0℃循环条件下进行拉伸时 ,铸态Zn Al合金的延伸率能超过 10 0 % ,呈现相变超塑性特征。改变热循环频率对铸态Zn Al合金的相变超塑性有很大影响。若保持循环温度和外加载荷不变 ,随着热循环频率的提高 ,铸态Zn Al合金的相变超塑性延伸率增大 ,而准稳态蠕变阶段的应变速率则有所降低。Zn Al铸态合金的这种相变超塑性与共析相变过程中新、旧相间的界面行为有很大关系 ,相变过程中产生的内应力在外应力的偏置作用下使新、旧相界面间的Zn Al合金发生牛顿粘滞性流动 ,而界面间的原子扩散对热循环中Zn Al合金的变形起着重要的协调作用。     

Mg-（6～8）Al—0．7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法，研究了Mg-（6～8）Al-0．7Si合金的铸态组织和力学性能．研究结果表明：添加了少量Sb和RE的Mg-（6～8）Al-0．7%Si的铸态组织主要由α—Mg基体、Mg17Al12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状Al4Si2Mn2Y相组成，并且随着Al含量的增加，试验合金组织中的Mg17Al12相增多，共晶析出物变得更加连续．同时，力学性能的测试结果表明：Al含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律．     

先进高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金凝固和均匀化组织及相构成

采用热力学计算与实验相结合的方法,研究了两种高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态的显微组织和相构成.铸态A合金主要由Mg(Zn,Al,Cu)2相和少量Al2Cu相组成,而铸态B合金仅含Mg(Zn,Al,Cu)2相.热力学计算显示,A和B两种合金的实际凝固过程介于Lever Rule和Scheil Model两种模拟结果之间,由于合金成分不同而导致的铸态A和B合金中各相含量差异与Scheil Model模拟所得到的各相摩尔分数变化规律基本一致.经常规工业均匀化处理(460℃保温24 h),铸态A和B合金中存在的Mg(Zn,Al,Cu)2或Al2Cu相均能充分回溶,并得到单相α(Al)基体,这与热力学计算所得到的AlZn-Mg-Cu四元系统在7.5%Zn条件下460℃等温相图相符合.     

三级均匀化对含Ce铝合金微观组织的影响

为了研究微量稀土元素Ce对7020铝合金微观组织与性能的影响,对含Ce的7020铝合金进行三级均匀化热处理、固溶强化与双级时效处理;采用金相显微镜观察合金铸态与均匀化后的显微组织变化,采用电子显微探针分析合金显微图像,采用波谱仪分析合金各相的元素组成,采用显微硬度计测试时效处理后的合金硬度,采用电子万能试验机测试抗拉强度、屈服强度与延伸率等力学性能指标。结果表明,添加质量分数为0.12%的Ce后,铝合金晶粒显著细化,合金可以在时效处理时间为23 h时获得较大的合金强度与较好的硬化效果,在15 h时可获得强度、硬度与延伸率等综合性能均较理想的铝合金。     

挤压态Mg-9Li-3Al-xSr镁合金的微观组织与力学性能

采用SEM、EDS、XRD、TEM和力学性能测试等手段研究了挤压态Mg-9Li-3Al-xSr(LA93-xSr,x=0,1.5,2.5,3.5wt%)镁合金的微观组织与力学性能,探讨了Sr含量对挤压态合金的微观组织及力学性能的影响规律。结果表明:LA93-xSr镁合金包括α-Mg(hcp)和β-Li(bcc)两种基体相。Sr含量对挤压态合金的晶粒大小没有明显影响。随着Sr元素的加入,合金中形成Al4Sr新相,主要分布于α/β相界面,并沿挤压轴向呈流线分布。合金的强度随着Sr含量的增加呈现先增加后降低的趋势,合金的延伸率随着Sr含量的增加呈现逐渐降低的趋势。当Sr含量为2.5wt%时,挤压态Mg-9Li-3Al-2.5Sr(LAJ932)合金的抗拉强度达到最大值235.2MPa,屈服强度达到220.6MPa,延伸率为19.4%,合金呈现出良好的力学性能。挤压过程中,α-Mg相中发生形变诱发的晶粒细化,β-Li相中发生常规动态再结晶。     

长周期堆垛有序结构强化Mg-Zn-Y合金的组织与性能

为研究长周期堆垛有序( LPSO)结构对Mg-Zn-Y变形镁合金组织与性能的影响,通过铸造和热挤压工艺制备了Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及电子万能试验机等研究了2种合金在铸态、退火态以及挤压态下的显微组织和力学性能.研究结果表明,Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金的铸态组织均由α-Mg和18R型LPSO相构成,LP-SO相连接成网状分布在晶界.经500℃退火36 h后,Mg97 Zn1 Y2合金中部分块状LPSO相分解为细层片状,结构由18R转变为14H,但在Mg94Zn2Y4合金中未观察到LPSO相结构类型的转变.通过挤压变形,LPSO相沿挤压方向排列,合金强度得到大幅度提高,Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金的抗拉强度分别达到319和390 MPa.     

Zr添加量对Mg-6Zn镁合金组织的影响

采用光学显微镜及万能力学拉伸试验机研究Zr质量分数(0.3%,0.6%,0.9%)对Mg-6Zn合金铸态、热处理后显微组织及力学性能的影响.研究结果表明:加入Zr元素后,合金的组织由树枝状转为颗粒状并分布于晶界,Zr质量分数增加到0.9%时,晶粒边界出现组织富集,质量分数为0.6%时合金则分布均匀.铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度均呈现先上升后下降的变化趋势,含Zr质量分数0.6%时,合金的力学性能最高,铸态拉伸强度达到249 MPa,热处理后则为274 MPa.采用等温热处理法研究合金非枝晶组织随保温温度及保温时间的变化规律,保温温度620℃,保温时间30min时,含Zr质量分数0.6%的合金非枝晶组织圆整、细小.     

Mg-3Al-1Zn-(0~0.5)Sr镁合金铸态组织中的第二相研究

为系统研究微量Sr对铸态AZ31镁合金组织中第二相的影响,且为含Sr的Mg-Al-Zn系合金设计提供理论基础,通过X射线衍射分析(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜观察(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,对Sr含量为0~0.5(质量分数,%,下同)AZ31镁合金铸态组织中的第二相的类型及形成原因进行了分析。结果表明：铸态AZ31合金中除了Mg17Al12相以外,还存在少量的小块状Mg21(Zn,Al)17相。添加Sr含量为0.1的AZ31合金中存在Mg17Al12、Mg21(Zn,Al)17相以及少量Al4Sr相,添加Sr含量为0.3的合金组织中能观察到Al4Sr、Mg21(Zn,Al)17相以及少量Mg17Al12相,而在添加Sr含量为0.5的合金中仅能观察到Al4Sr和Mg21(Zn,Al)17相,Mg17Al12相的形成受到抑制。此外,层片状共晶Al4Sr相的数量在质量分数为0.3~0.5的区间随着Sr含量的增加显著增多。