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。     

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.     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

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.     

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。     

半固态等温热处理对原位Mg2Si/AZ91复合材料组织及性能的影响

为解决高体积分数Mg₂Si增强镁基复合材料中初生Mg₂Si相尺寸粗大导致的复合材料力学性能不佳的问题,提出了等温热处理细化Mg₂Si形貌的方法。研究了等温热处理对体积分数为10%的Mg₂Si/AZ91复合材料中Mg₂Si形貌、基体组织及硬度的影响规律,并揭示其演化机理。结果表明：在等温热处理过程中,初生Mg₂Si相曲率较小处优先溶解,导致初生Mg₂Si相在枝晶壁处熔断形成独立的颗粒,随后转变为具有最低表面能的球状,随着保温时间的延长,发生合并长大。对复合材料进行不同参数的等温热处理后发现,在510℃保温60 min后,初生Mg₂Si相的细化效果最好,颗粒尺寸达到30.6μm,较原始试样减小了58.6%。在热处理过程中,α-Mg枝晶与沿晶界分布的Mg₁₇Al₁₂相发生成分均匀化,α-Mg晶界圆整化并且晶粒尺寸减小;复合材料硬度在等温热处理后显著降低,但随着初生Mg     

复合添加Nd与B对AZ91镁合金组织和力学性能的影响

研究了复合添加Nd和B对AZ91镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加B和Nd明显细化了α-Mg和β-Mg₁₇Al₁₂相。晶粒细化主要源自于AlB₂相作为α-Mg的异质形核衬底,添加的Nd细化了β-Mg₁₇Al₁₂相。扫描电镜分析表明,Al₂Nd和Mg₁₂Nd主要分布在晶界上,并且对合金力学性能起到了重要的促进作用。由于晶粒细化及热稳定相Al₂Nd和Mg₁₂Nd的存在,AZ91镁合金的常温力学性能得到大大改善。     

CaCO3在AZ31镁合金中的细化效果及机理

用CaCO3作细化剂研究了对AZ31镁合金凝固组织的影响.结果表明:在AZ31中添加质量分数为0.5%的CaCO3,在760℃保温10 min后细化效果最佳,α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至209μm,降幅约63.3%.通过能谱分析、结合能和自由能的计算证实,细化机理是CaCO3反应后生成Al4C3,其中部分Al4C3质点作为异质核心,使晶粒细化,其余的Al4C3质点钉扎晶界也阻碍了晶粒长大.Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用.合金元素的分布均有改变.     

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。     

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 .     

SiCp/AZ91D复合材料压缩力学性能及其本构描述

在AZ91D中加入体积分数10%的5μm SiCp颗粒作为增强剂,通过万能材料试验机及分离式霍普金森压杆(SHPB)测试了其在静动态加载条件下的力学性能。实验结果表明经过二次热变形处理的AZ91D镁基合金复合材料在所研究的应变率范围内均表现出应变硬化行为,且其硬化行为具有明显的率相关性,采用幂指数函数能较好地描述加载速率对屈服应力的影响,通过分析AZ91D镁基合金的硬化参数的率相关性构建出能有效预测其力学行为的一维本构方程。     

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.     

AZ91D镁合金表面环保型钙系磷化膜的制备及其耐蚀性

采用化学转化处理的方法,在AZ91D镁合金的表面制备了均匀致密的钙系磷化膜,其中磷化液配方中不含铬、氟及亚硝酸盐等对环境有害的离子.通过场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了磷化时间及温度对磷化膜结构和相组成的影响.结果表明：磷化时间为20 min,磷化温度为40℃时,所得到的磷化膜的致密性和均匀性较好.与空白基体相比,经磷化处理后的镁合金在3.5 ％NaCl溶液中的耐腐蚀性能明显提高.     

镁合金阳极在氯化钠溶液中电偶腐蚀的电化学振荡行为

使用电偶腐蚀仪研究了AZ31、AZ63B和AZ91D3种镁合金在不同浓度NaCl溶液中的电偶腐蚀行为．在研究的3种镁合金材料中,AZ63B的电偶电流和电偶电位随时间变化较平稳,其次是AZ31镁合金,而AZ91D镁合金在0．1％的NaCl溶液中的电偶电流和电偶电位随时间出现周期性的电化学振荡．AZ63B最适合做阴极保护中的牺牲阳极材料,AZ91D不适合做阴极保护中的牺牲阳极材料．     

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。     

反复塑性变形法制备SiCp/AZ31镁基复合材料

采用反复塑性变形（RPW）技术,再结合挤压工艺可制备出SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料,RPW次数和SiC颗粒的加入量对SiCP/AZ31镁基复合材料显微组织和性能的影响也得到了研究。研究结果表明,随着RPW次数的增加,SiC颗粒逐渐被细化并最终在基体中弥散分布,在RPW为300次时的力学性能最佳;随着SiC颗粒加入量的增加,其室温抗拉强度和硬度都逐渐增大,在SiC颗粒体积分数为6%时达到最大值,分别为371MPa和112。     

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.