Ce/Ca对AZ91D镁合金组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜和XRD分析了分别加入0．7wt％Ce和0．7wt％Ca后AZ91D镁合金的显微组织和相成分，测试了合金的室温拉伸力学性能和硬度。结果表明，加入0．7wt％Ce后，合金组织中生成杆状化合物Al4Ce相，而加入0．7wt％Ca后，合金组织中无新相生成，Ca主要固溶于β相中；合金组织中的Al4Ce相是在晶间共晶反应时形成的，而Ca原子容易偏聚在生长枝晶前沿，阻碍枝晶的自由生长，从而细化合金铸态组织；0．7wt％Ce和0．7wt％Ca的加入均能提高合金的室温综合力学性能，且Ce的提高程度要高于Ca的提高程度。     

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．     

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。     

Sb变质对原位Mg_2Si/AZ91复合材料组织的影响

Mg_2Si颗粒增强镁基复合材料中Mg_2Si是粗大的长条状,严重降低其力学性能。加入微量Sb元素可细化Mg_2Si增强相,但是Sb在Mg_2Si/AZ91复合材料中的细化机理尚不明确。为此,采用原位铸造的方法研究了不同Sb含量对Mg_2Si/AZ91复合材料微观组织的影响。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪观测了不同Sb含量的Mg_2Si/AZ91复合材料中Mg_2Si的尺寸和形貌,并探究Sb元素细化Mg_2Si的机理。采用Image-Pro Plus软件统计了Mg_2Si颗粒的平均尺寸以及形状因子的变化。实验结果表明:添加Sb后基体中汉字状的共晶Mg_2Si消失,且初生Mg_2Si的平均尺寸不断降低,当Sb的质量分数为2%时,初生Mg_2Si颗粒尺寸细化至13.8μm(降低80.1%),分布更均匀;随着Sb含量增加,Mg_2Si形状因子越来越趋向于1,形貌由粗大的树突状、长条状转变成细小的多边形;在凝固过程中,Sb富集在Mg_2Si固液生长界面前沿,降低了初生Mg_2Si的实际析出温度和Mg_2Si与熔体的界面张力,提高了过冷度,增大了Mg_2Si的形核率。同时,富集在Mg_2Si表面的Sb毒化了Mg_2Si的生长步骤,Mg_2Si各向同性生长,形貌得到改善。     

Si对快速凝固/粉末冶金(RS/PM) AZ91镁合金组织和性能的影响

采用快速凝固/粉末冶金(RS/PM)法制备了Si增强的AZ91镁合金.研究了不同Si含量对AZ91镁合金的微观组织、室温和高温力学性能的影响.结果表明:随着Si含量的增加,合金中原位生成的Mg2Si颗粒逐渐长大.Si的加入显著提高了合金的室温和高温力学性能.室温下,当Si含量≤3%时,合金的抗拉强度随着Si含量的增加而提高,当Si含量增加至5%时,合金的抗拉强度大幅度降低.其中RS/PM(AZ91+3%Si)合金表现出最优异的室温力学性能:bσ高达472.36 MPa,σ0.2和δ分别达到329.76 MPa和4.70%.合金的高温抗拉强度(473 K)随着Si含量的增加而提高.     

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.     

Ca,Si和RE对AZ91合金的组织和性能的影响

Ca,Si和RE合金化和复合合金化AZ91的研究结果表明：Ca单独加入合金中和Ca,Si或Ca,RE同时加入合金中都能明显改善AZ91合金的铸态组织，Si和RE在合金中以Mg2Si和Al11RE3颗粒相形式存在，而Ca则主要溶解于β-Mg17Al12中，未形成新相，DTA分析表明，Ca溶入Mg17Al12后提高了它的熔点，亦即提高了它的热稳定性，这一点对合金的高温性能十分有益，使合金的蠕变性能得到大幅提高，性能最好的是含0.3%（指质量分数，下同）的Ca和2％的RE的合金，它在200℃/50MPa下的蠕变速率相对于基体合金AZ91降低了一个数量级，单独加入Ca对铸态AZ91合金有脆化作用，但Ca,Si或Ca,RE复合加入则能大幅提高AZ91合金的室温和高温强度，同时保持了与AZ91基体合金相同的或更好的塑性。     

Ni,Si,Mn和Ti对高强度铜合金力学性能和导电性能的影响

利用合金化方法，并借助金相、SEM等测试分析手段研究了Ni／Si，Mn／NiSi和Ti对纯铜显微组织、力学性能和导电性能的影响．结果表明，Ti，Ni和Si均有提高合金组织稳定性的作用，但Mn，Ni和Si的加入不能有效地阻碍合金组织在高温下的长大．Ti，Ni和Si的加入还大幅度提高了合金强度．含w(Ni)=6％和w(Si)=1．42％的铜合金的抗拉强度达到了907MPa，同时，合金的导电性也保持在较高水平，达到了强度和导电性的良好匹配．然而：Mn，Ni和si的加入没有明显的强化作用．反而使导电性大幅降低。     

变质剂对AHS合金显微组织和性能的影响

通过调整合金成分分别配置了添加Sb,Re,Al-5Ti-B,P等变质剂的试验用AHS合金.在相同工艺条件下,将所配合金挤压成直径为8 mm的圆棒试样.在相同条件下淬火时效后,运用金相显微镜及扫描电镜观察和分析了合金在不同变质剂变质处理后的显微组织和结构,运用电子拉伸设备测试了各试样合金的力学性能.研究结果表明锑对AHS合金有很强的变质作用;在AHS合金中添加微量Sb后,合金中板条状共晶硅相明显细化,呈短杆状,且元素Mg对Sb细化能起激化作用,使合金组织细密,从而使该合金具有较均匀细密的显微组织和优良的力学性能.     

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。     

Synergistic effect of Al and Gd on enhancement of mechanical properties of magnesium alloys

The effect of Gd/Al ratio on the properties of as-cast Mg-Gd-Al-Zn alloys was investigated by changing the chemical composition from that of AZ61 to GZ61. At the ratio of 1, the Al2Gd phase becomes predominant and Mg17Al12 is hardly seen in the microstructure. As a potent inoculant, the Al2Gd phase resulted in intense grain refinement and enhancement of strength, ductility and toughness. For instance, the tensile strength and elongation to failure of Mg-3Gd-3Al-1Zn alloy were enhanced by ~4% and 180% compared with those of AZ61 alloy, respectively. However, at high Gd/Al ratios, the Al2Gd phase was replaced by (Mg,Al)3Gd and Mg5Gd phases and very large grain sizes were achieved, which led to poor tensile properties and the appearance of cleavage facets on the fracture surfaces. Therefore, it can be deduced that the presence of Gd and Al, in appropriate amounts to reach Gd/Al ratio of ~ 1, is required for the achievement of grain refinement, good ductility, high strength, and the appearance of ductile fracture surfaces in the Mg-Gd-Al-Zn system. Conclusively, the Mg-Gd-Al-Zn alloys can be considered as a new class of structural magnesium alloy and it is superior to both AZ (Mg-Al-Zn) and GZ (Mg-Gd-Zn) series of alloys.     

Mg-Al-Si(AS)系耐热镁合金的研究进展

回顾了AS系镁合金近年来的研究进展,包括成形工艺和热处理以及合金化元素对AS系耐热镁合金显微组织和力学性能的影响。使AS系耐热镁合金主要的强化相Mg2Si晶粒细化,并均匀分布是提高其性能的关键。利用往复挤压等技术和适当的热处理工艺可以改善铸造AS系耐热镁合金性能的微观组织,添加适量的Ca、Sr、Sb、Nd和Y等元素也可以细化Mg2Si晶粒,提高其高温蠕变性能。     

基于正交试验对铸造铝合金电导率和抗拉强度影响规律的分析

挑选了铝合金中常用的9种合金元素,根据这些元素对铝合金物理性能和微观组织的影响规律和影响机制进行了分类。通过设计四因素三变量正交试验分析了这些合金元素对Al-7Si合金导电性能和抗拉强度的影响规律,为开发兼具高导电(热)性能和高强度铸造铝合金提供了有价值的工艺参考。通过对比发现,Sr元素能有效将共晶Si相变质为纤维状,这有利于合金电导率的提升;质量分数为0.6%的Fe也能适当提升合金的电导率。Sb元素能有效将共晶Si相变质为细小片状,这有利于合金抗拉强度的提升;质量分数为0.5%的Ni或0.5%的Zn也能适当提升合金的抗拉强度。Sr和Sb同时加入合金中,共晶Si相的变质效果会恶化,并导致粗大片状共晶Si相析出。     

La对AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn和ZnAl12Cu1(Mg)铸造合金力学性能的影响

利用Al-La中间合金制备了AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn-x La和Zn Al12Cu1(Mg)-x La铸造合金,考察了不同的La含量对合金组织和抗拉强度、伸长率、冲击强度等性能的影响.研究结果表明:微量稀土La可以细化合金的晶粒,改变Si相晶粒大小和形状.与未添加La的合金相比,含有微量稀土La的AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn-x La合金和Zn Al12Cu1(Mg)-x La合金具有更优良的力学性能.当AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn铸造合金中La添加量为0.15%(质量分数)时,铸造合金的伸长率增加2.7倍.含有0.1%(质量分数)La的Zn Al12Cu1(M g)-x La合金抗拉强度和伸长率相比于未添加稀土La的合金,分别增强1.3倍和3.2倍.含有0.3%(质量分数)La时Zn Al12Cu1(Mg)-x La的硬度增强1.8倍,但冲击强度是含有0.15%(质量分数)La时最高.综合考虑Zn Al12Cu1(Mg)-x La铸造合金的机械性能,稀土La的最优添加量为0.1%~0.2%(质量分数).     

热处理对含Y元素AZ31镁合金板材组织和性能的影响

对含Y元素AZ31镁合金板材进行退火处理后的组织和性能进行了研究.结果表明:随着退火温度的升高,镁合金晶粒尺寸逐渐增大,力学性能略有提高然后降低;退火时间对镁合金晶粒尺寸影响不大;在300℃下退火1 h后板材性能达到最佳,抗拉强度为255 MPa,屈服强度为170 MPa,延伸率为24%;经过热处理后镁合金断裂方式为准解理断裂和韧性断裂的复合形式.     

Effects of gadolinium addition on the microstructure and mechanical properties of Mg-9Al alloy

This research aims to study the significance of Gd addition (0wt%-2wt%) on the microstructure and mechanical properties of Mg-9Al alloy. The effect of Gd addition on the microstructure was investigated via X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The Mg-9Al alloy contained two phases, α-Mg and β-Mg17Al12. Alloying with Gd led to the emergence of a new rectangular-shaped phase, Al₂Gd. The grain size also decreased marginally upon Gd addition. The ultimate tensile strength and microhardness of Mg-9Al alloy increased by 23% and 19%, respectively, upon 1.5wt% Gd addition. We observed that, although Mg-9Al-2.0Gd alloy exhibited the smallest grain size (181 μm) and the highest dislocation density (5.1×1010 m-2) among the investigated compositions, the Mg-9Al-1.5Gd alloy displayed the best mechanical properties. This anomalous behavior was observed because the Al₂Gd phase was uniformly distributed and present in abundance in Mg-9Al-1.5Gd alloy, whereas it was coarsened and asymmetrically conglomerated in Mg-9Al-2.0Gd.     

Mg/Al异种材料瞬间液相过冷连接工艺研究

采用瞬间液相过冷连接工艺对AZ31镁合金和5083铝合金进行连接实验,研究保温扩散时间t2对焊缝微观组织及力学性能的影响。利用SEM,EDS,XRD和微观硬度计对接头剖面的微观组织和力学性能进行表征;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,利用SEM对断口形貌进行分析。研究结果表明:采用瞬间液相过冷连接工艺可以实现Mg/Al异种材料的有效连接;随着保温扩散时间t2的增加,接头的抗拉强度随之提高,当t2=30 min时,接头抗拉强度最高达到20.5 MPa;拉伸断口形貌具有明显的脆性断裂的特征,铝合金侧主要有解理面和撕裂棱组成,而镁合金侧属于典型的沿晶断裂形貌;在接头处形成MgAl,Mg2Al3,Mg0.44Al0.56和Mg17Al12金属间化合物,结合界面的微观维氏硬度最高达320。