Zn含量对Mg-0.6Zr合金力学性能及阻尼性能的影响

采用金相分析、拉伸试验、动态机械热分析等方法研究了不同含量Zn对Mg-0.6Zr合金力学性能及阻尼性能的影响.结果表明,加入微量Zn后,Mg-0.6Zr合金的强度和伸长率都得到提高,且强度随Zn含量的增加而增大,而伸长率而随Zn含量的增加变化不大;阻尼性能有所降低,且随Zn含量的增加而降低,这是由晶粒细化和溶质原子增多所导致的结果.     

添加Zr和Mn对Mg–2.5wt%Cu–Xwt%Zn (X = 2.5、5和6.5)合金组织和性能的影响

本工作研究了添加量小于1wt%的Zr和Mn对含2.5wt% Cu和2.5wt%–6.5wt% Zn的Mg–Zn–Cu合金的显微组织、力学性能、铸造性能和耐腐蚀性能的影响。通过对硬度和电导率的测量研究,找出具有最佳力学性能的最佳热处理方案。研究表明,由于Zr具有较强的晶粒细化效应,使得合金的屈服强度显著提高。然而,Mn和Zr的存在对合金的断裂伸长率有不利影响。研究结果表明,合金结构中Mg₂Cu阴极相的析出对腐蚀行为产生了负面影响。然而,添加Mn降低了所研究合金的腐蚀速率。当铜含量为2.5wt%,锌含量为5wt%时,合金的力学性能、铸造性能和腐蚀性能得到了最佳的组合。而Mn或Zr的添加可以改善合金的性能;例如,添加Mn或Zr会增加合金的流动性。     

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。     

Zr含量对医用Mg-5.5Zn-0.15Ca合金组织和性能的影响

在专用熔剂覆盖和氩气保护下制备Mg-5.5Zn-0.15Ca、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.5Zr、Mg-5.5ZnCa-0.6Zr、Mg5.5Zn-0.15Ca-0.7Zr、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.8Zr镁合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、室温力学测试设备对合金的显微组织与力学性能进行分析,研究Zr元素对热处理前后合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明:Zr能显著地细化Mg-5.5Zn-0.15Ca合金的晶粒,随Zr元素含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均得到较大提高.     

双相Mg–8Li–4Zn–1Mn合金的微观组织、力学性能和阻尼性能的协同调控与优化

镁锂合金是目前最轻的金属工程结构材料,具有密度低、比强度高、阻尼性能好等优点,在航空航天、兵器军工、3C等领域具有广阔的应用前景。但是现有的镁锂合金绝对强度较低,而现有提升镁合金强度的方式通常带来其阻尼性能的降低,因此,实现镁合金强度与阻尼的协同调控是研究者亟待解决的问题。本文旨在研究通过热挤压来实现双相Mg–Li–Zn–Mn合金的微观组织调控与优化,以期实现合金力学性能和阻尼性能协同调控。结果表明:Mg–8Li–4Zn–1Mn合金主要由α-Mg、β-Li、Mg–Li–Zn相和单质Mn组成。热挤压过程中,合金内部发生动态再结晶,合金的晶粒尺寸由铸态的50 μm细化到5.86 μm。挤压变形后,细小的析出相均匀分布在Mg–8Li–4Zn–1Mn合金中。挤压态合金的屈服强度( YS )、抗拉强度( UTS )和伸长率( EL )分别达到156 MPa、208 MPa和32.3 %,较铸态合金显著提升。挤压态和铸态Mg–8Li–4Zn–1Mn合金均呈现出优异的阻尼性能,在应变振幅为2?×?10?3时的阻尼值 ( Q?1 )分别为0.030和0.033,合金阻尼性能无明显变化。热挤压变形可以显著提高Mg–8Li–4Zn–1Mn合金的力学性能,而阻尼性能无明显变化,这表明基于合金化和热变形工艺协同调控,可以实现双相镁锂合金微观组织–力学–阻尼性能之间的协同调控,研究为后续高强高阻尼镁合金的研发提供重要的理论指导。     

Gd和Y偏析对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr和Mg-7Gd-4Y-0.6Zr合金组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及能谱分析对Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金和Mg-7Gd-4Y-0．6Zr进行组织观察。结果表明:Gd和Y元素容易产生如枝晶偏析、晶界偏析和重力偏析等严重的局部组织缺陷:Gd元素偏析程度比Y的大,降低Gd的含量能减少合金的偏析;Mg-7Gd-4Y-0．6Zr的偏析程度比Mg-9Gd-4Y-0．6Zr的低; Mg-7Gd-4Y-0．6Zr合金经固溶处理后基本上消除偏析,并且该合金的强度损失较少,延伸率大幅度提高,这有利于提高合金的综合力学性能;Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金中稀土元素偏析形成的稀土粒子能塞积位错和阻碍晶界运动,是合金变形过程中形成裂纹的源头,能降低合金的塑性,并对合金的断裂产生较大影响。     

Mg-Zn-Al系合金组织和力学性能

通过调整Mg—Zn—Al系合金中Al和Zn的含量及比例,研究了其组织和力学性能变化规律．Mg—Zn—Al系合金组织由α-Mg基体和β相(Mg17Al12)、MgZn相、T相(Mg32(Al,Zn)49)组成．AZ51合金具有最高的常温抗拉强度,但屈服强度较低：AZ95和AZ55合金同时具有较好的常温抗拉强度和屈服强度．合金元素较少的合金高温强度低,合金元素多的合金强度高,AZ95合金具有良好的高温抗拉强度和屈服强度．常温和高温下,Mg—Al—Zn合金的塑性均随合金元素的增加而降低．     

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%.     

Zr-Hf-Co合金储氢性能研究

研究了Hf部分替代Zr对Zr-Hf-Co合金储放氢性能的影响,结果表明:Zr-Hf-Co合金保持原始Zr-Co合金单一的立方相结构,且Hf含量变化对合金晶胞体积影响不大;随Hf替代量增加,Zr-Hf-Co合金的放氢平台压升高,100 kPa平衡放氢压力对应的放氢温度显著降低,由Zr-Co合金的673 K降低到Zr0.7Hf0.3Co合金的618 K;热力学计算结果得到Zr-Hf-Co合金的放氢反应焓变ΔH随Hf替代量增加而降低,表明Zr-Hf-Co合金氢化物的稳定性降低,有利于合金在较低温度下放氢;合金的最大吸氢量随Hf替代量增加而略有降低,但吸氢动力学性能变化不明显.     

Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响

通过室温拉伸试验、腐蚀性能测试和光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响。研究结果表明:合金的强度随着Zr质量分数增加先增加再减小,Zr质量分数为0.12%时合金的强度出现峰值;添加Zr抑制合金再结晶,提高其强度和抗剥落腐蚀性能;挤压方向(L-T)力学性能均优于横向(T-L),Zr质量分数为0.12%时、各向异性最小;横截面的抗腐蚀性能优于长截面,Zr质量分数为0.14%时,抗腐蚀性能最佳且各向异性最小;合金的性能各向异性随Zr质量分数增加而先减小再后增大。Zr质量分数最佳添加范围为0.12%~0.14%,能保持高强度耐腐蚀性能并具有较低的各向异性。     

挤压比对低温挤压ZA15锌合金组织和力学性能的影响

利用拉伸试验和扫描电镜,研究了在150℃,挤压比对反向挤压ZA15锌合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着挤压比的增加,ZA15锌合金室温抗拉强度有所提高,但都在150 MPa以下.其伸长率在160%~180%,具有室温超塑性.这主要是由于均匀化后形成的(α+η)片层共析组织经塑性变形后转变成以η相为基体,α相呈粒状弥散分布组织.这意味着采用低温常规挤压制备ZA15锌合金即可获得室温超塑性,同时,其力学性能也能够满足热喷涂ZA15锌合金线材的新标准要求.     

Effects of Zn content on the microstructure and the mechanical and corrosion properties of as-cast low-alloyed Mg–Zn–Ca alloys

The effects of Zn content on the microstructure and the mechanical and corrosion properties of as-cast low-alloyed Mg–xZn–0.2Ca alloys (x=0.6wt%, 2.0wt%, 2.5wt%, hereafter denoted as 0.6Zn, 2.0Zn, and 2.5Zn alloys, respectively) are investigated. The results show that the Zn content not only influences grain refinement but also induces different phase precipitation behaviors. The as-cast microstructure of the 0.6Zn alloy is composed of α-Mg, Mg₂Ca, and Ca₂Mg₆Zn₃ phases, whereas 2.0Zn and 2.5Zn alloys only contain α-Mg and Ca₂Mg₆Zn₃ phases, as revealed by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) analyses. Moreover, with increasing Zn content, both the ultimate tensile strength (UTS) and the elongation to fracture first increase and then decrease. Among the three investigated alloys, the largest UTS (178 MPa) and the highest elongation to fracture (6.5%) are obtained for the 2.0Zn alloy. In addition, the corrosion rate increases with increasing Zn content. This paper provides an updated investigation of the alloy composition–microstructure–property relationships of different Zn-containing Mg–Zn–Ca alloys.     

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).     

Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.8Mg-2.5Cu合金,在该合金的基础上,分别添加不同剂量的Sc,Zr和Sc+Zr得到了一系列合金,利用光学显微镜、万能试验机等设备观察分析其金相组织与力学性能.结果表明:分别添加Sc与Zr时,随着Sc与Zr添加量的升高,所得合金的抗拉强度逐渐升高,延伸率逐渐下降,当Sc与Zr的分别添加量增加到0.15%与0.25%时,合金抗拉强度分别为775 MPa与785 MPa,延伸率分别为9.95%与7.1%;复合添加Sc与Zr时,若Sc含量小于Zr时,随着Sc与Zr添加量的增加,所得合金的抗拉强度先上升后下降,延伸率逐渐下降,当添加量为0.04%Sc和0.1...     

Ca对变形Mg-9Li-2Zn合金显微组织和机械性能的影响

实验熔制了Mg-9%Li-2%Zn(质量分数)合金并研究了添加质量分数为0.1%~0.5%的Ca对合金的影响.合金板材具有良好的冷加工性能,室温下可以轧成2 mm厚的薄板.研究了微量元素Ca对板材显微组织和机械性能的影响.室温下对板材进行拉伸测试,结果表明添加元素Ca能够提高合金的机械性能,当添加质量分数为0.1%的Ca时,板材的抗拉强度和延伸率分别提高了19%和6%,随着Ca含量的增加,强度略有提高而延伸率下降.通过显微观察可知,Ca对显微组织有细化作用,其中含Ca 0.1%时效果最明显.通过分析结果可知Ca在晶界处的吸附致使显微组织细化,进而影响了板材的机械性能.     

Zn对5083合金显微组织和力学性能的影响

研究了5083合金添加1.5%~5%Zn(质量分数)对合金显微组织和力学性能的影响.通过SEM和EDS对铸态、均匀化处理后和轧制态合金的微观组织进行了表征并测试轧制态合金的拉伸性能.结果表明:铸态合金随Zn含量的增加偏析程度增加,金属间化合物主要为富Mg和富Zn相.均匀化处理后的合金具有良好的轧制性能,均匀化处理后合金金属间化合物量明显减少,部分未溶金属间化合物是Mg_2Si和Al_3Fe相.轧制显著降低晶粒尺寸,轧制试样的晶粒尺寸约150 nm.随着Zn含量增加轧制态合金的屈服强度和抗拉强度增加,延伸率有所下降.     

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.     

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.