等温自由锻温度对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相组织观察、扫描电镜分析和室温拉伸力学性能及剥落腐蚀实验,分析探讨等温自由锻温度对7085铝合金显微组织、力学性能和剥落腐蚀的影响.研究结果表明:在370℃和400℃等温自由锻时,合金发生严重再结晶,强度较低,伸长率稍高,剥蚀抗力较差;在420℃锻造时,合金出现大量细小且分布均匀的亚晶粒,抗拉强度、屈服强度、伸长率和剥蚀抗力均较好,分别达到533.2 MPa,495 MPa,13.3％和EA.在450℃锻造时,该合金的晶粒开始长大,强度下降,伸长率稍有升高,剥蚀抗力较差.综合考虑显微组织、强度、塑性和剥落腐蚀等因素,确定420℃为合金等温自由锻最佳锻造温度.     

挤压对Mg-Zn-Sn-Al合金力学性能和腐蚀行为的影响

研究了铸态和挤压态Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al合金的微观组织、力学性能和在质量分数3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:铸态合金的平均晶粒尺寸为183μm;而挤压后合金的平均晶粒尺寸降低为9μm.挤压态与铸态Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al合金相比,抗拉强度由209 MPa提高到354 MPa,屈服强度由157 MPa提高到216 MPa,伸长率达到19.6%且呈现明显的韧性断裂特征.静态浸泡腐蚀和电化学实验表明,挤压态合金的耐蚀性明显低于相应的铸态合金.     

Zr质量分数对7003铝合金组织与腐蚀性能的影响

采用力学拉伸、慢应变速率拉伸应力腐蚀、电化学腐蚀以及金相、扫描电镜和透射电镜等测试分析方法,研究Zr质量分数对7003铝合金组织与应力腐蚀性能的影响。研究结果表明:Zr质量分数从0增加至0.21%,合金的平均晶粒粒径由224.0μm降低到2.3μm,抗拉强度由332.6 MPa升高到399.3 MPa,屈服强度由280.4 MPa升高到341.0 MPa,应力腐蚀敏感指数(ISSRT)由0.32降低到0.20,电化学腐蚀性能也有所改善。其原因是,随Zr元素质量分数增加,析出细小弥散的Al_3Zr颗粒数量逐渐增多,抑制再结晶效果更加显著,合金组织保留原始纤维组织,其小角度晶界可提高抗应力腐蚀性能。     

微量Y对Mg–2Zn–0.1Mn–0.3Ca–xY生物镁合金显微组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究了添加微量Y元素对Mg–2Zn–0.3Ca–0.1Mn–xY(x = 0,0.1,0.2,0.3)生物镁合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,当Y含量从0wt%增加到0.3wt%时,晶粒尺寸从310 μm下降至144 μm,第二相体积分数从0.4%增长至6.0%,合金的屈服强度不断提高,抗拉强度和伸长率均先降低后升高。当Y元素含量提高到0.3wt%时,合金中开始析出Mg₃Zn₆Y相,且合金具有最优异的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为119 MPa、69 MPa和9.1%。另外,Y含量为0.3wt%时,Mg–2Zn–0.3Ca–0.1Mn–xY合金在模拟体液中表现出最优耐蚀性能。力学性能和耐蚀性能的提高主要归功于晶粒细化和析出的Mg₃Zn₆Y相。     

不同加工方式对TC4钛合金组织与力学性能的影响

分别采用激光快速成型(3D打印)技术、锻造和铸造方法制备了TC4钛合金试样.通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪以及力学性能测试设备分别分析了不同制备方式成型样品的微观组织和力学性能变化规律.结果表明,3D打印成型的钛合金组织和性能有明显的取向性.3D打印横向样品抗拉强度和延伸率分别为1 013 MPa和8%,纵向抗拉强度和延伸率分别为972 MPa和15%;锻造样品抗拉强度和断后延伸率分别为877 MPa和18%;铸造样品的抗拉强度和延伸率分别为836 MPa和4%.不同成型方式样品力学性能的差异来自于其形成的不同微观组织和晶粒大小.3D打印TC4钛合金样品会在其成型快速冷却过程中形成网篮组织,且晶粒非常细小,约为2～3μm.锻造样品成型时形成等轴组织,晶粒尺寸约为10μm,且微观组织比3D打印和铸态合金更加均匀,因而具有更高的延伸率.铸造样品中形成魏氏组织,晶粒尺寸达到20～25μm,组织分布亦不均匀,因而,其具有更低的力学性能指标.     

Ca对医用Mg-4Zn合金轧制板材组织与性能的影响

采用金相分析、扫描电镜分析和拉伸测试等手段研究了Ca含量(质量分数0.3%,0.6%和0.9%)对高应变速率轧制Mg-4Zn基合金板材显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响.结果表明:加入Ca可以细化Mg-4Zn合金的动态再结晶晶粒,导致合金中残余第2相的含量增加和尺寸增大,并提高其抗拉强度和屈服强度.其中,Mg-4Zn-0.9Ca合金的抗拉强度和屈服强度分别为300 MPa和278 MPa,比基体合金分别提高了12.4%和68.5%.然而,合金的耐腐蚀性能和剩余抗拉强度随着Ca含量的增加而下降,可归因于合金中残余第2相含量的增加以及尺寸增大.Mg-4Zn合金板材中第2相比较细小、分布均匀,倾向于均匀腐蚀,在0.9%NaCl溶液中浸泡7d的平均腐蚀速率为0.80mg/(cm~2·d),浸泡7d,15d后的剩余抗拉强度分别为217 MPa和205 MPa.     

稀土元素Nd和Dy对铸态ZK10镁合金组织及性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X线衍射分析及力学性能测试等设备和方法,研究稀土元素Nd和Dy对铸态ZK10镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:ZK10镁合金中分别加入Nd和Dy均能细化晶粒,且Nd和Dy同时加入的效果优于单一加入的效果,当同时加入质量分数为0.2%Nd和0.6%Dy时,合金的平均晶粒尺寸由原来的150μm细化至60μm,使ZK10合金的抗拉强度和屈服强度分别提高至191.0MPa和69.0MPa,伸长率达到16.6%,与未加入稀土的ZK10合金相比分别提高89%,43%和232%。     

AZ31镁合金的热变形加工图及其应用

为了确定AZ31镁合金轧制工艺参数,利用Gleeble--3500热模拟试验机进行热压缩试验以测试其热变形行为,并根据动态材料模型理论得到其热加工图.当变形温度为380～400℃、应变速率为3～12 s-1时,功率耗散效率大于30%,属于动态再结晶峰区;在该区域进行异步轧制变形退火处理后得到平均晶粒直径为2.3μm的细晶组织,抗拉强度为322.7MPa,延伸率为19.6%.当应变速率大于15 s-1时,属于流变失稳区,250～300℃低温加工时合金的塑性显著降低,350～400℃高温加工时合金出现混晶组织.     

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.     

Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金力学性能与组织演变

为了提高合金的力学性能,通过微合金化的方法设计了一种新型超轻Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金,通过熔铸、均匀化、多向锻造和异步轧制工艺获得了细晶镁合金板材。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等表征手段研究了合金微观组织的演变,利用拉伸试验机测试了合金变形前后的室温拉伸性能,研究了不同状态下合金的力学性能,讨论了合金力学性能与微观组织转变的影响因素。结果表明,在铸态Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金中存在着α-Mg基体和Mg₂Sn、AlLi、Al₂Y和Al₂Er等第二相颗粒,多向锻造和异步轧制组合工艺有效地细化了Mg-3.0Li-2.0Al-2.0Sn-1.0Y-0.5Er合金的晶粒,使合金的平均晶粒尺寸减小到7.15 μm,室温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高至255 MPa、220 MPa 和24.9%。     

多向锻造道次对Mg-5.21Li-3.00(Al-Si)-2.16Sn-1.90Y-0.93Er合金组织性能的影响

为了提高镁锂合金强度,采用多向锻造制备了一种新型Mg-5.21Li-3.00(Al-Si)-2.16Sn-1.90Y-0.93Er合金,采用光学显微镜、X射线衍射仪与拉伸试验机研究其组织与性能。研究表明：多向锻造可以有效提高该合金的综合力学性能。通过拉伸实验可知,该合金经过9道次多向锻造,极限抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为239 MPa、165 MPa、26.2%。经过9道次的多向锻造后实现最佳晶粒细化,9道次下的晶粒尺寸同铸态相比细化了95%。在多向锻造后的该合金中观察到D型和D+C型Portevin-Le Chatelier效应,并讨论了Portevin-Le Chatelier效应与孪晶之间的关系。X射线衍射分析表明,该合金在室温下存在α-Mg相、Al₂Y、AlLi、Mg₂Si和Mg₂Sn金属间化合物。     

Mg-9Gd-4Y-0.6Mn合金在293～723 K时的变形行为及微观组织演变

研究Mg-9Gd-4Y-0.6Mn 合金在应变速率为0.01 s-1、变形温度为293～723 K时的压缩塑性变形行为, 并在光学显微镜下观察合金在不同变形温度下的表面滑移线及孪生变形形貌与内部微观组织. 研究结果表明： 合金流变应力应变曲线在不同温度呈现出不同的形状, 加工硬化、动态回复和动态再结晶在不同的温度各自起到了重要的作用;在523 K以上时非基面滑移已被激活, 形变孪生在296～723 K范围都存在, 在673 K以上出现动态再结晶;动态再结晶晶粒优先在原始晶界和粗大第二相粒子处形核, 同时在723 K还观察到晶界弓出形核和＂孪生＂动态再结晶现象.     

Ni-42Al单相金属间化合物的超塑性

研究了原始晶粒尺寸为200μm的富Ni单相Ni-42Al金属间化合物的高温变形行为及组织演变规律.结果表明,该合金在1 000~1 100℃、应变速率(0.125~2)×10-3s-1内呈现超塑性变形,在1 075℃、应变速率为10-3s-1时,最大延伸率可达306%.研究发现,该合金的应变速率敏感指数m与应变温度及应变速率相关.实验条件下,m值在0.2~0.3变化.显微结构分析表明,原始大晶粒组织经超塑性变形后显著细化,大晶粒超塑性变形是通过位错的交滑移与攀移等交互作用发生的连续动态回复和再结晶导致的.     

退火工艺对AZ31B镁合金铸轧板组织和性能的影响

研究不同退火温度、时间对普通铸轧和复合能场(电磁场+超声波)铸轧AZ31B镁板组织及性能的影响。研究结果表明:铸轧镁板的再结晶温度在复合能场作用下降低了约50℃;250℃退火时,普通铸轧镁板无明显再结晶,复合能场铸轧镁板局部再结晶;在300℃,4 h时,铸轧镁板均充分再结晶,复合能场铸轧镁板晶粒细小,组织均匀,平均晶粒直径为8~13μm,而普通铸轧镁板晶粒平均晶粒直径为14~19μm;400℃退火时,晶粒开始粗大,1 h时复合能场铸轧镁板与普通铸轧镁板的平均晶粒直径分别为28~33μm和20~25μm。退火后,铸轧镁板内析出相数减少,复合能场铸轧镁板析出相弥散分布在晶界上,普通铸轧镁板析出相较多并富集在晶界和晶界附近。退火后铸轧镁板的塑性变形能力明显改善,在300℃,4 h时,复合能场铸轧镁板的硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率比普通铸轧镁板分别提高了4.7%,17.2%,34.1%和74.6%。     

Dy和Y对ZK60镁合金铸态组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X线衍射分析及力学性能测试等手段,研究稀土元素Dy和Y对ZK60镁合金铸态显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:在ZK60镁合金中单独添加质量分数为1%Dy和1%Y均能细化晶粒,Y的细化效果优于Dy的细化效果;当同时添加Dy和Y时,细化效果最佳,合金的平均晶粒尺寸由原来的105μm减小至35μm,因此,合金的塑性都有不同程度的提高;单独添加Dy后,合金的抗拉强度下降,而单独添加Y后,合金的抗拉强度略有提高,同时添加Dy和Y后,由于Dy和Y原子之间相互交换作用,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高至210.2 MPa,115.6 MPa和8.6%,较未加稀土元素的ZK60镁合金分别提高5.3%,17.1%和177.4%;加入稀土Dy和Y后合金力学性能的变化主要与Dy和Y在合金中形成的I相和W相的比例有关。     

双向挤压后AZ31镁合金的微观组织与性能

采用了100T挤压机对AZ31镁合金在不同温度不同挤压比下双向挤压成型。结果表明,挤压比为4.5时,显著地细化镁合金晶粒,晶粒尺寸可由铸态的400μm减小到挤压态的6μm;挤压比为10.125时,晶粒尺寸可以减小到3μm;变形材料的硬度、伸长率、压缩率和屈服强度值有了很大程度的提高,随着挤压温度的升高,硬度、压缩率、伸长率和屈服强度值呈降低趋势(250℃除外)。     

微滴喷射法制备植物乳杆菌微胶囊的试验研究

通过对6005A合金铸锭均匀化制度和挤压工模具结构进行调整,来改善挤压制品的晶粒组织结构,进而达到提高6005A铝合金汽车梁挤压制品的力学性能及稳定性的目的。试验结果表明,适当调整铸锭均匀化制度以及减少模具工作带长度,对减轻挤压制品再结晶层厚度有明显作用,即当铸锭均匀化制度调整到510 ℃、保温6 h,降低模具工作带长度至3 mm时,可明显降低挤压型材制品再结晶层厚度,使型材组织更加均匀细小。型材T6状态下屈服强度由274 MPa提升到298 MPa,抗拉强度由291 MPa提升到313 MPa,断后伸长率则由9%提升到15%,达到稳定辊弯加工成形性的目的。     

变形条件对1235铝合金热变形微观组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究变形条件对1235铝合金高温变形组织的影响.采用OM、TEM分析合金在不同压缩条件下的组织形貌特征,采用TCI图像分析系统测量热变形微观组织的平均晶粒尺寸.结果表明,在同一应变速率下,随变形温度的升高,其动态软化行为不同,573 K时主要是动态回复;大于623 K时,主要是动态再结晶,在673 K时的动态再结晶晶粒尺寸最小.在低应变速率下,合金的组织均匀、晶粒尺寸小,发生完全动态再结晶;在高应变速率下,合金的组织则呈拉长状,组织不均匀、晶粒尺寸相对较大,发生了局部动态再结晶.随变形量的不断增加,合金的组织由等轴状变为纤维状,大应变量时合金再次进入加工硬化状态.     

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.     

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.