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．     

热处理对Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金组织及力学性能影响

利用带有EDS的电子显微镜和X射线衍射仪分析了铸态和热处理后的Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的组织特征并测试铸态和热处理后合金常温、高温(150℃)力学性能,结果表明:合金中强化相为Mg2Si和Al2Ca;铸态下Mg2Si由于Ca的变质作用呈有不闭合孔洞的多边形,Al2Ca大多以不连续骨骼状共晶出现;经热处理后,Mg2Si基本没有变化;不连续骨骼状共晶组织消失并析出块状、颗粒状Al2Ca,且随T6处理中时效时间增长析出量越来越多并有聚集生长趋势;T6(420℃×24h+200℃×24h)处理为Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的最佳热处理工艺,此时力学性能最佳;强化相Al2Ca的形貌及分布对于Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金高温力学性能的影响较对常温力学性能的影响更为明显.     

Mg-4Nd和Mg-4Nd-0.7Zr合金显微组织和力学性能

制备了Mg-4Nd和Mg-4Nd-0.7Zr两种合金,并系统研究了它们在各种状态下的组织和性能.研究结果表明:铸态的二元Mg-4Nd合金由α-Mg基体和中间相Mg12Nd组成,少量Zr(0.7%质量百分数)的加入使合金铸态组织得到明显细化,且使Mg12Nd相呈网状连续分布于晶界.合金经热挤压加工后,强度和塑性均得到大幅度改善.由于在合金挤压及热处理过程中,Zr明显提高了再结晶温度并抑制了再结晶后晶粒的长大,因此Zr的加入使Mg-4Nd合金在挤压和时效处理后强度都有不同程度的提高.直接时效(T5)处理工艺能产生形变强化和时效硬化双重作用,使合金呈现良好的综合力学性能.在对合金时效组织的TEM观察中发现了β'和β两种沉淀颗粒,其尺度均在10~100nm之间,它们都对合金产生了沉淀硬化作用.     

Mg-6Gd-(2-4)Y-1Zn变形镁合金的组织与性能

制备了3种不同成分的Mg-Gd-Y-Zn四元合金,并对其显微组织和力学性能进行了系统的研究.结果显示,Mg-6Gd-2Y-1Zn和Mg-6Gd-3Y-1Zn合金的铸态组织主要由α-Mg,(Mg,Zn)3Gd和18R-LPSO结构的Mg12Y1Zn1相组成.而Mg-6Gd-4Y-1Zn合金的铸态组织则主要由α-Mg,Mg24(YGdZn)5和Mg12Y1Zn1相组成.合金退火后,3种合金的退火组织均由α-Mg,Mg12Y1Zn1和14H-LPSO相组成.热挤压过程中Mg12Y1Zn1相被拉长,呈长条状沿挤压方向排列,而14H-LPSO相则分布于条状分布的Mg12Y1Zn1之间.挤压态合金经固溶和225℃时效(T6)处理后,显微组织中呈现14H-LPSO结构和β’沉淀相共存.对挤压后的合金直接进行时效处理(T5)过程中也发生了β’沉淀相,但14H-LPSO相体积分数少于T6态.3种合金中Mg-6Gd-4Y-1Zn合金在T6态的性能最好.     

铸态Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr-xY镁合金组织及力学性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)及力学性能测试等手段,研究不同含量稀土元素Y(4%,6%,8%,质量分数)对Mg-2%Nd-0.2%Zn-0.4%Zr镁合金铸态显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Mg-2%Nd-0.2%Zn-0.4%Zr镁合金中添加Y可以明显细化合金晶粒,其中加入6%Y时效果最佳;合金晶粒粒径由100μm细化至35μm。未添加稀土元素的Mg-2%Nd-0.2%Zn-0.4Zr铸态合金中主要存在Mg12Nd相;加入稀土元素Y后,Nd和Y分别以Mg41Nd5和Mg24Y5化合物形式存在,合金的力学性能得到提高。其中加入6%Y的合金综合力学性能最好,抗拉强度和屈服强度分别提高至245 MPa和150 MPa,而伸长率大幅提高至16%,较未加稀土元素Y的合金提高191%;当Y含量达到8%时,合金综合力学性能下降。     

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。     

Mg-Zn-Al合金的组织稳定性与力学性能

采用金相分析、DSC分析和拉伸测试等手段研究了铝含量对Mg-6Zn合金显微组织、凝固特性和力学性能的影响.结果表明,Mg-6Zn-2Al合金晶粒相对细小,具有最佳的强度与塑性组合;Mg-6Zn-6Al合金中晶界处存在接近连续分布的粗大鱼骨状金属间化合物Mg17Al12相,导致合金抗拉强度和塑性下降.长时间退火试验表明,Mg-6Zn-2Al具有较高的组织稳定性.因此,Mg-6Zn-2Al合金是Mg-Zn-Al系合金的一个较佳成分组合.     

Sb对AE42镁合金中稀土元素的替代作用

真空条件下,以质量分数0.8%Sb元素替代AE42镁合金中部分稀土元素,研究了合金显微组织和力学性能的变化。研究结果表明:AE42镁合金的铸态显微组织主要由α-Mg基体、针状Al11RE3相组成;合金中加入Sb元素后,合金基体中针状Al11RE3相数量减少、形态变短变细,同时基体中出现了-βMg17Al12相和弥散颗粒质点,该弥散颗粒主要为RE2Sb相。实验合金中Sb元素含量保持不变,随着合金中RE含量的增加,合金的力学性能逐渐提高;当RE含量达到1.3%时合金的力学性能达到了AE42镁合金的水平。     

Si及Sb对铸态Mg-Al-Si合金组织和力学性能的影响

用普通铸造法制备不同Al、Si含量的Mg-Al-Si三种合金,研究了Si含量和微量Sb对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着Si含量增加,合金中的Mg2Si逐渐变粗大,合金力学性能逐渐提高。添加0.75%Sb后,三种合金均产生Mg3Sb2相,粗大的Mg2Si得到细化,呈相对弥散分布,合金的屈服强度和抗拉强度进一步提高。拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Zr含量对医用Mg-5.5Zn-0.15Ca合金组织和性能的影响

在专用熔剂覆盖和氩气保护下制备Mg-5.5Zn-0.15Ca、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.5Zr、Mg-5.5ZnCa-0.6Zr、Mg5.5Zn-0.15Ca-0.7Zr、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.8Zr镁合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、室温力学测试设备对合金的显微组织与力学性能进行分析,研究Zr元素对热处理前后合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明:Zr能显著地细化Mg-5.5Zn-0.15Ca合金的晶粒,随Zr元素含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均得到较大提高.     

Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X-ray衍射仪、带能谱分析的扫描电子显微镜等手段研究了Ca对Mg-12Al-12Zn-2Si合金组织和力学性能的影响。结果表明:加入Ca元素后合金中生成了弥散分布的Ca Si2相,可作为Mg2Si相异质形核的核心,将块状和条棒状的Mg2Si颗粒变为细小的多边形块状。当Ca含量为0.5%(质量分数)时,合金中Mg2Si颗粒较细小且弥散分布,此时,合金的室温及高温力学性能达到最大。     

挤压变形对Mg-2.5Zn-0.5Ca合金组织与性能的影响

通过真空感应熔炼铸造法制备Mg-2.5Zn-0.5Ca合金,并对该合金铸态和挤压态试样分别进行显微组织、力学性能及断口形貌的对比分析.结果表明:经挤压变形后该合金发生动态再结晶,晶粒及Ca2Mg6Zn3沉淀相得到显著细化.挤压后屈服强度达222MPa,增大幅度高达204%,抗拉强度提高到291MPa.延伸率从铸态的11.5%上升至26%,经挤压变形后合金的断裂机制发生由脆性向韧性的转变,Ca2Mg6Zn3沉淀相为该合金的主要强化相.     

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.     

Al-1.3Si-0.7Mg-0.7Cu-0.3Mn铝合金薄板在固溶处理过程中的组织转变

通过XRD,OM和TEM组织观察、织构测定等方法研究了冷轧Al-1.3Si-0.7Mg-0.7Cu-0.3Mn铝合金汽车车身板在固溶处理过程中其合金相、晶粒、织构组态的变化.结果表明:Al-1.3Si-0.7Mg-0.7Cu-0.3Mn合金冷轧薄板中存在Al9Fe0.84Mn2.16Si,Al95Fe4Cr和Al6Mn不可溶合金相及Al1.9CuMg4.1Si3.3和Mg2Si可溶合金相;尺寸小于1μm的可溶合金相在540℃盐浴固溶中保温12 min以上即可全部溶入基体;冷轧薄板在540℃固溶保温2 min即可完成再结晶,形成{001}〈310〉和{110}〈113〉再结晶织构,其中以{001...     

Mg-6Zn-(Al,Ca)镁合金显微组织及力学性能

利用WD-10A电子拉伸试验机和RD2-3型蠕变试验机对Mg-6Zn-(Al,Ca)系列镁合金的力学拉伸强度及高温蠕变性能进行测试,研究其显微组织对高温性能的影响,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析等方法进行分析表征.研究结果表明,Mg-6Zn-2Al-0.3Mn(ZA62)具有较好的综合力学性能,其铸态显微组织主要由α-Mg基体和致密片状Mg51Zn20共晶相组成.少量Ca加入ZA62合金后,抑制了Mg51Zn20相的析出,并代之形成了含Ca的MgZn相和τ相.随Ca加入量增加,晶间相的数量增加,合金组织中出现另一热稳定四元Mg-Zn-Al-Ca化合物相.当w(Ca)>0.5%时,合金晶粒显著细化.随Ca含量增加,合金常温拉伸强度和塑性呈下降趋势,基体显微硬度减小.加入Ca提高了合金高温拉伸强度,改善了合金蠕变性能.在175℃/70 MPa条件下,合金蠕变性能受合金晶粒尺寸影响,随晶粒尺寸的减小,蠕变变形量增加.     

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.     

离心铸造Zn-Al-Mg-Si合金及其自生表面复合材料

采用热模金属型工艺，离心铸造Zn-27Al-9．8Mg-5．2Si和Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si合金，获得了内层聚集大量块状初生Mg2Si、少量初生Si，中层不含初生Mg2Si、Si，外层含有初生Mg2Si、Si的自生表面复合材料．考察了成分、模具温度、转速、变质处理对离心铸造Zn-Al-Mg-Si合金组织和结构的影响．结果表明，Zn-27Al-9．8Mg-5．2Si合金自生复合材料内、外层的厚度比Zn-27Al-6．3Mg-3．7Si的厚度厚，初生Mg2Si的数量更多；随着转速增加，Zn-Al-6．3Mg-3．7Si合金自生复合材料的内层厚度增加，外层厚度减少；Na盐变质能够细化晶粒和初生Mg2Si，使初生Mg2Si分布更均匀，使初生Si团球化．最后分析了复合材料的成形过程．     

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.     

二元合金超微粉末中化合物相生成规律的研究

采用感应加热式的气相蒸发法制备了 Mg- Sb,Bi- Mg,Pb- Mg,Mg- Zn和 Sb- Zn五种合金的超微粉末 ,研究了超微粉末中的相生成规律及粉末粒子的形貌和组织特征 .在 5种合金的超微粉末中均未出现在其合金相图上不存在的化合物相或固溶体相 .在 Mg- Sb合金超微粉末中生成了β-Mg3Sb2 高温相 ,在 Bi- Mg合金超微粉末中生成了 γ- Mg3Bi相 ,在 Mg- Zn合金超微粉末中生成了ε- Mg Zn2相 ,在 Sb- Zn合金超微粉末中生成了 Sb Zn,Sb3Zn4 和 Zn3Sb2 化合物相 ;对于在相图上同时存在固溶体相和化合物相的 Pb- Mg合金 ,超微粉末中只生成了β- Mg2 Pb相 ,未发现固溶体相 .各种合金超微粉末粒子的形貌与相应的纯金属超微粉末的形貌不同 ,形状不规则 ,表面粗糙 ,含有化合物相的粒子衬度不均匀 ,为复相混合组织     

冷却方式对Mg-3Nd合金显微组织和物相构成的影响

制备了急冷和铸造的Mg-3mass%Nd合金,采用显微组织分析、X-射线物相分析、电子探针微区成分分析、硬度和强度等检测分析,研究了合金的显微组织、物相构成和力学性能.探讨了压缩变形对铸态合金组织和性能的影响.结果表明,急冷可以大幅度减小晶粒尺度及改变合金的物相构成.急冷合金的物相构成为过饱和α-Mg固溶体相;铸态样品的物相构成为α-Mg固溶体和Mg41Nd5.实验还表明,铸态样品压缩变形后产生大量的形变孪晶,提高了合金的强度.