Si和Sb对AZ31合金铸态显微组织和力学性能的影响

运用光学金相（0M）、扫描电子显微镜（SEM）结合电子拉伸实验研究了0～1．5wt％Si和0—1．5wt％Sb对AZ31合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明：Si能够细化AZ31合金组织,但生成的Mg2Si相极易呈现汉字状形貌,降低合金的力学性能11而Sb的加入,可以改善Mg2Si的形貌,同时细化合金显微组织,有助于合金室温力学性能的提高。当AZ31合金加入0．5wt％Si和1．0wt％Sb后,力学性能达到最佳,在保证合金延伸率不变的情况下,抗拉强度达到185MPa,比AZ31合金提高了23．5％．     

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．     

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.     

Sb对Mg-Al-Si合金组织的影响

采用熔剂保护熔铸了不同成分的Mg-Al-Si合金及Mg-Al-Si-Sb合金,并对合金进行显微组织分析。结果表明:Mg-AlSi合金组织为α-Mg相和β-Mg17Al12相及初晶Mg_2Si相,且初晶Mg_2Si相随着Si的增加而增加。Sb的添加有效细化了粗大块状Mg_2Si相和a-Mg相,当Sb含量为1.5%时,初晶Mg_2Si相完全细化成颗粒,当Sb含量大于1.5%时,初晶Mg_2Si相出现粗大现象。     

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.     

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。     

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。     

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.     

Fe和Si含量对2519铝合金组织与力学性能的影响

通过显微硬度测试、力学性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等手段研究Fe和Si元素的含量对2519铝合金的组织与力学性能的影响。研究结果表明：随着Fe和si含量的减少,2519铝合金的时效硬化效果逐渐增强;随着Fe和Si含量的增加以及m（Fe）／m（Si）的降低,2519铝合金的抗拉强度逐渐降低;当w（Fe＋Si）〉0．14％及m（Fe）／m（Si）〈2．7时,2519铝合金的抗拉强度随w（Fe＋Si）的增加和m（Fe）／m（Si）的降低显著下降;Fe和si含量较低的合金中的析出相主要是强化相θ’相;Fe和Si含量较高的2519铝合金中,除析出θ’相外,在晶界析出粗大的AlCuFe相,降低了θ’相的数量,合金的强度降低。     

过剩硅含量对Mg2 Si/Al复合材料组织和耐磨性的影响

采用重力铸造法制备不同过剩硅含量的原位Mg_2Si/Al复合材料,研究过剩硅含量对Mg_2Si/Al复合材料组织和耐磨性的影响.结果表明:随着过剩硅含量、磷加入量的增加,初生Mg_2Si的体积分数增加,尺寸却减小;初生硅的体积分数随过剩硅含量的增加而增加;当过剩硅的含量增加到16%时,初生硅的平均尺寸没有发生明显变化,规则生长的α-Al树枝晶不断破裂,变得圆整;初生硅依附或包围初生Mg_2Si生长.当初生Mg_2Si和初生硅同时存在时,磷对初生Mg_2Si的变质效果优于其对初生硅的变质效果.干滑动试验发现,在恒定的载荷、滑动速率以及磨损距离下,随着过剩硅含量的增加,Mg_2Si/Al复合材料的磨损失重逐渐减小.     

Guide for Authors

<正>The journal of"Progress in Natural Science:Materials International(PROG NAT SCI-MATER)"sponsored and organized by both Chinese Materials Research Society(C-MRS)and Inter national Union of Materials Research Societies(IUMRS)started to publish     

Effect of Al on microstructure and mechanical properties of as-extruded Mg–1Mn alloy sheet

The effect of Al addition on microstructure and mechanical properties of hot extruded Mg–1 Mn alloy sheet was investigated. The results revealed that the dynamic recrystallization was promoted by increasing Al content. The ultimate tensile strength and yield strength of the alloy increased with the increase of Al content. The Mg–9 Al–1 Mn alloy exhibited the highest strength, with tensile strength of 308 MPa, 307 MPa, 319 MPa, yield strength of 199 MPa, 207 MPa, 220 MPa and the elongation of 20.9%, 20.1%, 19.2% in 0°, 45°, 90°, respectively.The high strength was mainly attributed to the formation of fine dynamically recrystallized grains and large amounts of the second phase. The strengthening mechanism of the alloys was explained.     

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．     

Mg2Si热电材料力学性能的分子动力学模拟研究:纳孔效应

在热电材料里引入纳孔能有效降低材料的热导率从而提高其热电性能,但纳米孔洞的引入也可能影响材料的力学性能。以圆柱孔理想单晶Mg_2Si块体热电材料为研究对象,建立不同孔径、孔隙率以及分布形式的纳孔Mg_2Si材料的原子模型,采用分子动力学模拟方法研究不同模型下材料的拉伸力学性能。结果表明:①纳孔的引入造成Mg_2Si热电材料的极限应力和弹性模量的降低,而纳孔孔隙率、分布形式都会影响到材料的极限应力,而材料的弹性模量主要与孔隙率有关,孔隙率越大,材料的弹性模量越低;②纳孔的引入不仅减小材料的有效荷载面积,更重要的是造成材料内部应力分布不均匀,而材料所能承受的拉伸方向的应力极限是一定的,因而当纳孔Mg_2Si热电材料平均应力远小于完整块体的极限应力时,材料内部最薄弱的地方的应力就已达到其极限应力,造成材料的破坏。     

热爆和自蔓延2种模式下合成Al/Mg_2Si的影响因素

采用热爆和自蔓延2种燃烧模式成功合成Al/Mg2Si复合材料.对比研究预热速率、压坯压力、Mg粉粒度、Al的体积分数对2种燃烧模式的影响.结果表明,随着预热速率的增加、压坯压力的增大、Mg粉粒度尺寸的减小,燃烧合成产物更加均匀致密,w(Al)=20%时产物致密性最好.通过比较2种模式下的产物,表明热爆模式优于自蔓延模式.     

不同工艺条件对半固态挤压Mg2 Si/Al复合材料组织和性能的影响

采用等温热处理半固态挤压的方法制备Mg2Si/Al复合材料,研究等温热处理温度、保温时间和挤压比压对复合材料组织和布氏硬度的影响.结果表明:经过等温热处理后得到了基体α-Al和Mg2Si增强相双球化的半固态组织,其中,Mg2Si颗粒呈现球化,α-Al呈现规则球形或椭球形.当挤压比压恒定时,Mg2Si/Al复合材料显微组织中α-Al和Mg2Si颗粒的球化随着温度和保温时间的增加而更加明显,同时α-Al的粗化也更加明显;当等温热处理温度和保温时间恒定时,挤压比压对半固态挤压Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响不大.硬度测试表明,当挤压比压恒定时,布氏硬度随着等温热处理温度和保温时间的增加呈现先增加后减小的趋势;但当等温热处理温度和保温时间恒定时,随着挤压比压的增加,布氏硬度随之提高.     

Si对Al-Zn-Mg-Cu合金组织、断裂和局部腐蚀行为的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及室温拉伸、剥落腐蚀等测试方法,研究了微量的Si对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织、性能和局部腐蚀的影响.研究表明:随着Si含量增加,合金的强度先增加再减小,0.040%Si(质量分数)时合金的强度出现峰值;合金的力学性能各向异性随Si含量的增加,先减小再增大,0.025%Si时,力学性能各向异性最小;随着Si含量的升高,合金横向断裂模式从以穿晶断裂为主向沿晶断裂转变.与合金纵向强度变化幅度比较,Si含量对合金横向强度影响显著.     

Effects of Gd solutes on hardness and yield strength of Mg alloys

Relative contribution of individual strengthening mechanisms to the yield strength of Mg–0–15 wt%Gd alloys were investigated.Alloys with different grain size were prepared by adding Zr and hot extrusion.Hardness and tensile/compression yield strength were tested on the alloys after solid solution treatment and extrusion.HallPetch constants were calculated with hardness and tensile/compressive data.The results showed that the hardness of Mg–Gd alloys with similar Gd content and different grain size were almost the same,which indicates that grain size had little effect on hardness.The hardness linearly increased with rising Gd content(d H_v/dc≈25 kg mm~(-2)/at%Gd).The tensile and compressive yield strengths enhanced with the increase of Gd content for all alloys in different conditions.In addition,the tensile/compressive(t/c)yield asymmetry of extruded alloys decreased with increasing Gd content.Large t/c yield asymmetry ratio(1.77)was observed for pure Mg,and with increasing Gd content this value decreased to 1.With the increasing of tensile strength,the stress intensity factor,k_y,decreased from 0.27 MPa m~(1/2)for Mg–2 wt%Gd alloy to 0.19 MPa m~(1/2) for Mg–5 wt%Gd alloy,then increased to 0.29 MPa m~(1/2) for Mg–15 wt%Gd alloy.However,k_yincreased linearly form 0.16–0.31 MPa for compression test.The influence of grain size strengthening was eliminated,and the yield strength of tension and compression both linearly increased with c~n,where c is the atom concentration of Gd,and n=1/2 or 2/3.