Y对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响

针对耐热镁合金的应用需求,以Mg-5Si基础合金为研究对象,采用金属型铸造方法制备Mg-5Si-Y合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)和ICP光谱仪对合金组织及成分进行分析,利用拉伸试验机和布洛维硬度计对合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率及硬度进行测试,探讨了Y含量对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同Y含量下,初生Mg_2Si相由树枝状变为多边形状,共晶Mg_2Si相由汉字状变为层片状。Y质量分数为0.4%或0.8%时,α-Mg枝晶得到细化。Y质量分数为0.8%时,力学性能最佳。抗拉强度为107 MPa,屈服强度为91 MPa,伸长率为5%,硬度为138HV30.同时,在Y质量分数为1.2%的合金中发现了白色块状的Mg-Y-Si化合物。     

Si及热处理对Al- Zn- Mg- Cu合金显微组织和腐蚀行为的影响

采用慢应变速率试验研究了不同Si含量及热处理条件下Al-Zn-Mg-Cu合金的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并使用透射电子显微镜和统计分析确定晶界微观结构.研究表明,Si含量和时效程度的增加都能改善合金的抗应力腐蚀性能.晶界析出相(GBP)面积分数是评估SCC敏感性的重要参数.对于不同时效程度的Al-Zn-Mg-Cu-0.16Zr-0.04Si合金,当GBP的面积分数相对较低时,SCC的主导机制是氢脆;对于峰时效状态下的Al-Zn-Mg-Cu合金和Al-Zn-Mg-Cu-0.16Zr-0.02Si合金,当GBP的面积分数足够高时,阳极溶解主导SCC行为.     

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。     

挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca合金的微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析、X射线衍射分析和拉伸测试等方法研究了不同挤压温度对Mg-3Zn-2.5Al-2.5Ca(ZAC333)合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,铸态组织的平均晶粒尺寸为185μm;随着挤压温度从623K降低到523K,由于发生了明显的动态再结晶,合金的平均晶粒尺寸从6.32μm减小到3.36μm.ZAC333铸态合金中沿着晶界分布的半连续Al_2Ca和连续Ca_2Mg_6Zn_3第2相在热挤压过程中也发生了明显的破碎而沿着挤压方向分布.与铸态合金的力学性能相比,挤压态ZAC333合金的力学性能有明显的提高.挤压态合金的抗拉和屈服强度分别从176 MPa和284 MPa提高到292 MPa和334 MPa,而延伸率从18%降低到9%.ZAC333合金性能的改善主要归功于热挤压过程中的动态再结晶细晶强化和第2相粒子破碎而产生细化弥散强化的共同作用.     

挤压态Mg-13Li-1Al-1Ca-4Y合金的微观组织及力学性能

制备并研究了Mg-13Li-1Al-1Ca-4Y合金铸造态及热挤压态的组织和挤压态合金的力学性能.光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜及EDS能谱对合金相组成进行分析,结果表明,铸造态Mg-13Li-1Al-1Ca-4Y合金由β-Li基体以及聚集在晶粒内部及境界上的块状和针状Al2Y3化合物组成,基体平均晶粒尺寸约为60～70μm,Ca元素偏聚在晶界上,以Mg2Ca化合物形式存在.在300℃真空环境下对铸造态试样保温10 h后,在250℃对试样进行热挤压成型.挤压态显微组织显示,大量破碎化合物沿挤压方向呈带状分布.热挤压后合金室温延伸率可达46%.     

轧制变形量对Al-5Zn-3Mg-1Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用室温拉伸试验、Kahn撕裂试验,结合光学显微镜、透射电子显微镜等方法,研究了Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板在热轧过程中随轧制变形量增大其合金组织和力学性能的演变过程.结果表明:热轧变形过程中,变形量从56%增大至91%时,合金的再结晶分数由0.49%增大至43.30%,晶粒尺寸从83μm减小至10μm以下,合金的抗拉强度和屈服强度分别从542.3和520.0 MPa提升到593.4和564.9 MPa,延伸率从8.0%左右提高到11.2%;随轧制变形量的增大,合金撕裂强度和单位面积裂纹形核功呈增大的趋势.     

Zr对Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu合金板材组织与性能的影响

针对T6态Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu铝合金板材,研究了添加质量分数分别为0,0.046%,0.098%,0.151%,0.185%的Zr,铝板中合金相粒子和晶粒的组态以及板材的力学性能.结果表明,Zr含量增加对铝板中微米级T相和Al₇Cu₂Fe相粒子无明显影响,合金中未形成含Zr的结晶相,但纳米级Al₃Zr弥散相粒子数量逐渐增多.添加质量分数为0.046% Zr可细化T6态铝板等轴状Cube取向晶粒;Zr质量分数超过0.098%能抑制铝板再结晶形核,板材晶粒为纤维状,取向以Brass,S,R和Copper为主,且其体积分数随Zr含量增加而逐渐增大.Zr含量增加,T6态铝板的强度逐渐增大,而延伸率先增大后略有减小.Zr质量分数为0.151%的T6态Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu铝合金板材性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为706,645MPa和10.3%.     

Sn对Mg-5Zn-2.5Al合金微观组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机等分析测试设备研究了Sn对Mg-5Zn-2.5Al-xSn(x=0,1,2,3,4)(ZAT52x)合金组织结构及力学性能的影响.采用Thermo-Calc热力学软件计算了ZAT52x(x=0,2,4)3种合金在Scheil模型条件下液相质量分数与温度的关系以及凝固过程中的相变反应....     

Zr含量对汽车车身用Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织及性能的影响

借助OM,TEM观察,拉伸和杯突试验研究w(Zr)≤0.29%对T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性的影响.结果表明,当w(Zr)≤0.15%时,Zr以40~50nm的(AlSi)₃(Zr_○xTi_1-○x○)弥散相粒子存在于铝基体中,粒子数量随Zr含量增加而增多,Zr质量分数超过0.22%,板材中出现3～23 μm的(AlSi)₃(Zr_○xTi_1-○x○)初生相.添加0.15% Zr使板材的再结晶晶粒从无Zr板材的55 μm细化至20 μm,Zr含量继续增加,晶粒无明显变化.Zr含量增加,T4P态板材的强度略有增大,延伸率先保持不变后逐渐减小,n_10~20,r₁₀和I_E值基本不变.含Zr合金板材经模拟烤漆后的屈服强度增量均超过86MPa,但Zr含量增加对合金板材的烤漆硬化性无明显影响.     

Mg-6Al-1Sn合金板材的微观组织与力学性能

通过对Mg-6Al-1Sn合金(AT61)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,获得了高强塑性的新型变形镁合金板材.组织分析表明AT61合金中主要析出相为Mg17Al_(12)相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒都被细化,合金强度显著提高.随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升,屈服强度变化规律与晶粒尺寸变化规律一致.经过250℃下的单道次约56%大应变量轧制变形后晶粒尺寸细化最明显(约为4.18μm),合金的屈服强度约为196 MPa,抗拉强度约为294 MPa,延伸率约为26.7%,表现出最优的综合力学性能.     

热处理对Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr组织和性能的影响

采用铸造-均化-轧制工艺制备了Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr合金,研究了不同热处理工艺对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:合金板材硬度值与抗拉强度都是随时效时间的延长先上升后下降,在12h时达到最大值,分别为71.2HV和320MPa;延伸率时效8h时最大,达19.2%,随时效时间的延长,逐渐下降.合金板材时效后力学性能的提高是由于在晶粒内部析出了大量的Mg6Ca2Zn3和MgZn强化相所致.     

热处理对Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、室温力学测试、硬度测试等方法,研究了不同热处理工艺对Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,均匀化退火能有效消除枝晶偏析、改善材料的组织和力学性能,δ提高30%;挤压可以明显改善合金的强度和塑性,相比铸态,σb提高,48%,σs提高36%,δ达到6.3%;时效可使挤压态合金的强度得到进一步提高,峰时效时,σb、σs分别达到385.6MPa、310.8MPa,但塑性有所降低,δ降低至4.1%.     

Sr对Mg-5Al-0．8Ca-0．2La镁合金显微组织及高温性能的影响

研究了Sr对Mg-5Al-0.8Ca-0.2La镁合金显微组织与室温和高温力学性能的影响.实验结果表明,Sr的加入显著细化了基体合金的显微组织,抑制了β-Mg17Al12相的析出;并且在晶界上析出了Mg-Al-Sr,Al2Ca和Al11La3耐热相,提高了晶界的高温稳定性.Sr的加入虽然导致合金的室温抗拉强度和延伸率下降,但提高了合金高温抗拉强度,也略提高了室温和高温屈服强度.     

合金化与热处理对Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响

为了提高Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的综合性能,采用合金化的方法制备了五种不同成分的Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu-0.5Ho合金,经过均匀化和时效处理后,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、涡流电导仪等方法对各状态下合金的组织和性能进行了研究。结果表明,一定含量的Zr元素能起到细化合金组织的作用,合金在铸态、均匀化处理和时效处理状态下的抗拉强度均随Zr含量的增加先上升后下降,当Zr含量为0.2%时达到峰值,分别为260、327、417 MPa。显微硬度的变化趋势与抗拉强度的变化趋势基本一致,但导电率却随着Zr含量的增加而降低。而同一成分合金,时效处理均能提高合金的抗拉强度、显微硬度和导电率,该处理方法是提高Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu-0.5Ho合金性能的有效手段。     

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h, 600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1 166 MPa,磨损率为0.427×10^-4 mm³/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。     

热处理对Al-5.12Mg合金组织与性能的影响

采用电子背散射衍射(EBSD)测试、杯突试验等方法,研究退火热处理对Al-5.12Mg合金冷轧带材组织与性能的影响。研究结果表明:带材在250～450℃范围退火1 h,300℃时发生回复,保留纤维组织的同时形成部分细小的再结晶晶粒,存在强烈的冷轧织构;350℃时发生不完全再结晶,冷轧织构取向密度降低,并出现较多Goss织构,综合性能最佳,其抗拉强度、断后伸长率(δ)、应变硬化指数(n)和杯突值(IE)分别为344.8 MPa,19.8%,0.27和7.10 mm。在350℃下延长保温时间,带材发生完全再结晶,形成的以Cube织构为主的再结晶织构对晶粒长大有阻碍作用,保温3 h时平均晶粒尺寸最小,为5.88μm;随退火时间增加,带材强度先降低后保持不变,δ总体上先增大后减小,n增大至0.35后保持稳定,IE稍有下降。经退火处理的Al-5.12Mg合金带材的深冲成形性能、力学性能和氧化着色性能,均可满足金属钮扣生产和使用要求。     

Mg-5Zn-2Al-0.6Nd合金的部分重熔组织演变

利用光学显微镜、扫描电镜观察了Mg-5Zn-2Al-0.6Nd镁合金的铸态组织,分析了部分重熔温度对半固态非枝晶组织的影响.结果表明:Mg-5Zn-2Al合金中加入质量分数0.6%Nd后,铸态组织中出现呈针状或短棒状的稀土相.保温30min,部分重熔温度从585℃提高到610℃时,初生α-Mg相平均颗粒直径减小并且球化趋势更加明显.Mg-5Zn-2Al合金的部分重熔组织扩展经历了初始粗化,组织分离、球化和最后的粗化过程,加入0.6%Nd以后,部分重熔组织演变出现液化滞后现象,最后的粗化过程受到抑制.     

热处理工艺对Mg-RE-Zn-Zr系合金显微组织及力学性能的影响

通过气体保护制备了Mg-RE-Zn-Zr[RE-Ce-40La（wt％）的富铈稀土]合金,并对合金进行了热处理,测试了不同状态下合金的硬度、抗拉强度及伸长率等力学性能,采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对合金显微组织、拉伸断口进行了分析。结果发现,采用T6热处理工艺后,合金的晶粒尺寸明显细化,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率显著提高,分别提高了11％,24％,7．3％和102％。     

Al对Mg-1%Cu合金显微组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、电子万能试验机等手段研究不同Al质量分数(1%、3%、5%)对Mg-1%Cu合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着Al质量分数的增加,合金晶粒尺寸呈不断减小的趋势,并由块状组织转变为枝晶组织;合金抗拉强度随着Al质量分数的增加而逐渐增加,当Al质量分数为5%时,抗拉强度为207MPa;合金延伸率随着Al质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,当Al质量分数为3%时,延伸率最大,为13.59%.     

铝、锌及热处理对Mg-Al-Mn合金组织及力学性能的影响

为了改善Mg-Al-Mn合金的常温性能,作者在挤压铸造条件下研究了铝、锌含量及固溶时效处理对AM60B合金的组织及力学性能的影响。实验结果表明,材料的抗拉强度随铝含量的增加而提高,屈服强度变化不大,但延伸率急剧下降;随着锌含量的增加,抗拉强度、延伸率均呈下降趋势,屈服强度略有提高。固溶时效使γ-Mg17Al12相呈粒状和片状存在于原晶界、并弥散分布于晶内,抗拉强度得到提高,延伸率得到改善,但合金的屈服强度变化不大。