高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响

采用高压设备对AZ91D铸造镁合金进行高压固溶处理,研究高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响。研究结果表明,高压固溶处理可显著细化AZ91D铸造镁合金的晶粒,平均晶粒尺寸为58μm。同时,在晶粒内部,可见互相平行或交叉的孪晶,孪晶的厚度为1~5μm。高压固溶处理后的组织仍由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但是β-Mg17Al12相主要是以颗粒状分布于晶界。     

β-Mg17Al12相含量对AZ91镁合金腐蚀行为的影响

采用不同的时效工艺制备不同β-Mg17Al12相含量的AZ91镁合金.通过在重量百分比为3.5%的NaCl水溶液静态浸泡腐蚀实验研究β相对镁合金腐蚀行为的影响,通过腐蚀形貌、腐蚀失重率及电化学腐蚀电流、电位等进行验证实验.结果表明AZ91镁合金的腐蚀过程主要分为α-Mg的溶解、微电偶腐蚀、Mg(OH)2钝化膜的形成及β...     

微量Ca和Sn对提高Mg–3Al–1Zn合金耐蚀性的作用

镁合金耐腐蚀性差极大限制了商用镁合金的广泛应用。微合金化是提高镁合金腐蚀性能最简单有效的方法。基于低成本合金成分设计，通过扫描开尔文探针力显微镜、析氢、电化学测试和腐蚀形态分析表征了含有微量 Ca 或 Sn 元素的商用 Mg–3Al–1Zn (AZ31) 合金的腐蚀行为。结果表明:在 AZ31 合金中，Al₂Ca/α-Mg和Mg₂Sn/α-Mg的电势差分别为 (230 ± 19) mV和(80 ± 6) mV，远低于Al₈Mn₅/α-Mg的电势差(430 ± 31) mV，即AZ31–0.2Sn合金的耐腐蚀性能最好，AZ31–0.2Ca 次之，而 AZ31 合金最差。此外，Sn溶入基体当中明显提高了α-Mg的电势，并在基体界面形成了致密的SnO₂膜，而Ca元素通过富集在腐蚀产物层当中，使得AZ31–0.2Ca/Sn合金的腐蚀产物层比AZ31合金更加致密、稳定和更具保护性。因此，含0.2wt% Ca或Sn元素的AZ31合金表现出优异的耐腐蚀性能，具有更全面的商业应用潜力。     

铸造1060/AZ31包铝镁合金界面结构与显微组织

为探索和改善轧制包铝镁合金板的界面结合状况,用气体保护铸造法制备了1060铝板包覆AZ31镁合金铸锭．借助金相显微镜、扫描电镜以及X射线衍射等分析方法,研究了复合铸锭芯材及界面的显微组织和相结构,并进行了硬度测试．发现AZ31镁合金芯材组织由α-Mg基体以及沿晶界分布的不连续网状α-Mg＋p＋Mg17A112共晶体组成,是一种典型的铸造离异共晶组织．铸造包铝镁合金锭界面形成扩散溶解层,扩散溶解层由α-Mg固溶体层、共晶层（α-Mg＋β＋Mg17A112）、β-Mg17A112及A1Mg化合物层组成,形成具有多层结构的冶金结合界面．提出了浇注AZ31熔体的瞬间在1060铝板表面形成“熔池”并快速凝固的界面形成机制．     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

超声铸造对AZ31镁合金铸锭及热轧板材组织与性能的影响

采用超声铸造方法制备AZ31镁合金铸锭,并对其组织性能进行研究.研究结果表明:超声铸造后AZ31合金铸锭晶粒尺寸平均值为140 μm,比常规铸造的铸锭品粒尺寸350 μm更细小,同时合金中第二相分布更加均匀弥散,这使合金铸锭的综合力学件能提高并有利于后续铸锭的热轧开坯.经过超声铸造的AZ31镁合金热轧后板材的品粒尺寸(5～30 μm)也比常规铸造锭坯热轧板材晶粒尺寸(40～60 μm)要细小,这使超声铸造AZ31镁合金热轧后板材的典型力学性能比常规铸造后热轧的合金板材的好,抗拉强度提高约18％,伸长率相当;超声铸造有利于细化AZ31镁合金晶粒,改善第二相在枝晶间的分布,提高合金的力学性能和加工变形能力.     

La含量对AZ91镁合金耐蚀性能的影响

利用失重法和动电位极化法研究了添加La(w(La)=0%～0.65%)的AZ91合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,用SEM、EDS、XRD的表征结果分析La对AZ91镁合金腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀电位及腐蚀电流的影响,并探讨其作用机理。结果表明,静态失重实验中,随La含量的增加,AZ91镁合金的腐蚀速率明显降低;电化学实验中,随La含量的增加,镁合金的腐蚀电位提高,腐蚀电流降低;当La的质量分数为0.16%时,AZ91镁合金的耐蚀性能最好,其腐蚀速率从8mg/(cm2.d)降低到2 mg/(cm2.d),腐蚀电位由-1.400 V提高至-1.328 V,腐蚀电流由0.527 mA降低到0.014 mA。La的加入对AZ91镁合金耐蚀性的机理是:La可使晶粒细化,改变β相的形貌,形成了强化相,并提高基体的电极电位,从而提高AZ91镁合金的耐蚀性能。     

AZ91D镁合金消失模铸造稀土改性研究

消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新铸造技术,在镁合金零部件制造方面具有良好的应用前景。该文采用消失模铸造AZ91D合金,研究了Y对镁合金组织和性能的影响,并分析了Y对镁合金显微组织的细化机理和力学性能的强化机制。结果表明:微量Y的加入可显著细化合金基体组织,同时该元素的加入可使合金内形成方块状的Al6Mn6Y相和杆状的Al2Y相。当Y含量为1.5%时,合金综合力学性能最佳。此外,与常规AZ91D合金相比,含Y的AZ91D合金在固溶、时效后的合金硬度及抗拉强度明显升高,同时延缓合金时效过程,使得合金到达时效峰值所需时间有所延长。     

消失模铸造AZ91镁合金材料特性

对消失模铸造AZ91镁合金的表面成分进行了测定和分析,研究表明,在消失模铸造镁合金表面形成了复杂的MgO-Al2O3-SiO2-无定型C粒子等组成的薄膜.由于该薄膜的存在,铸件的耐腐蚀能力与普通重力铸造或其他铸造方法得到的镁合金铸件相比有较大提高.同时对消失模铸造镁合金的力学性能的变化进行了研究,发现消失模铸造条件下的AZ91镁合金拉伸性能比金属型、石墨型铸造的低,比树脂砂型的略高.并通过进行热处理强化,消失模铸造镁合金的抗拉强度、硬度和延伸率大大提高,其中高温时效对于提高合金的屈服强度、抗拉强度及加工硬化率非常有效.     

稀土铒、铈改性AZ91镁合金应力腐蚀行为研究

通过金属型浇铸方法制备稀土铒(Er)、铈(Ce)改性AZ91镁合金(AZErCe).采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验、动电位极化测试、X射线光电子谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法研究Er、Ce对AZ91镁合金显微组织以及在含Cl~-湿大气下应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明,稀土Er、Ce添加后,β-Mg_(17)Al_(12)相由不连续网状分布转变为细小的弥散岛状分布,并生成Al_3Er和Al_(11)Ce_3金属间化合物,减少β-Mg_(17)Al_(12)相的体积分数;通过抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的阴极作用,提高表面膜的致密性,改善合金抗局部腐蚀性能,阻滞裂纹的萌生、扩展以及弱化氢脆的影响,Er、Ce极大提高了AZ91镁合金的抗应力腐蚀性能,合金的应力腐蚀断口由脆性解理断裂转变为准解理断裂,且断口边缘局部腐蚀程度大大减轻.     

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。     

Microstructure and mechanical properties of the micrograined hypoeutectic Zn–Mg alloy

A biodegradable Zn alloy, Zn–1.6Mg, with the potential medical applications as a promising coating material for steel components was studied in this work. The alloy was prepared by three different procedures: gravity casting, hot extrusion, and a combination of rapid solidification and hot extrusion. The samples prepared were characterized by light microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction analysis. Vickers hardness, tensile, and compressive tests were performed to determine the samples’ mechanical properties. Structural examination reveals that the average grain sizes of samples prepared by gravity casting, hot extrusion, and rapid solidification followed by hot extrusion are 35.0, 9.7, and 2.1 μm, respectively. The micrograined sample with the finest grain size exhibits the highest hardness (Hv = 122 MPa), compressive yield strength (382 MPa), tensile yield strength (332 MPa), ultimate tensile strength (370 MPa), and elongation (9%). This sample also demonstrates the lowest work hardening in tension and temporary softening in compression among the prepared samples. The mechanical behavior of the samples is discussed in relation to the structural characteristics, Hall–Petch relationship, and deformation mechanisms in fine-grained hexagonal-close-packed metals.     

热处理工艺对AZ80镁合金显微组织的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析手段研究了固溶时效及退火工艺对AZ80铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,固溶处理可获得单相α-Mg固溶体组织;在随后的时效处理中β-Mg17Al12相以连续析出和不连续析出两种方式重新析出;在退火处理的缓慢冷却过程中β-Mg17Al12相以层片状形式析出;退火后的球化处理使层片状β-Mg17Al12相通过自身溶断的方式获得均匀细小的球状β-Mg17Al12相。     

长周期堆垛有序结构强化Mg-Zn-Y合金的组织与性能

为研究长周期堆垛有序( LPSO)结构对Mg-Zn-Y变形镁合金组织与性能的影响,通过铸造和热挤压工艺制备了Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及电子万能试验机等研究了2种合金在铸态、退火态以及挤压态下的显微组织和力学性能.研究结果表明,Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金的铸态组织均由α-Mg和18R型LPSO相构成,LP-SO相连接成网状分布在晶界.经500℃退火36 h后,Mg97 Zn1 Y2合金中部分块状LPSO相分解为细层片状,结构由18R转变为14H,但在Mg94Zn2Y4合金中未观察到LPSO相结构类型的转变.通过挤压变形,LPSO相沿挤压方向排列,合金强度得到大幅度提高,Mg97Zn1Y2和Mg94Zn2Y4合金的抗拉强度分别达到319和390 MPa.     

面向生物医用的镁合金成分及凝固组织研究

通过对镁合金铸锭后显微组织的观察,结合SEM能谱分析,研究了Ca,Mn元素对镁合金组织的影响.研究发现,Mg-2.0Mn的显微组织是由基体组织(α-Mg)和点状析出的组织(α-Mn)组成;Mg-0.5Ca的显微组织是由(α-Mg)基体组织和非平衡结晶形成的Mg2Ca相组成.Ca,Mn对镁合金的组织均有细化作用,当同时加入Ca,Mn合金元素时,镁合金的显微组织会更加细小,晶粒趋于均匀圆整,同时第二相颗粒减少.其原因是:Ca提高了Mn与镁合金的润湿性,提高了Mn的溶解与扩散能力,温度降低Mn原子从合金中析出,为合金凝固提供了大量的晶核.     

Al-12.7Si-0.7Mg合金交流TIG焊接头组织与性能

采用进口ER4043和ER4047作为填充焊丝对Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压板材实施交流TIG直缝对焊.利用金相观察、显微硬度测定及拉伸性能测试等方法研究了焊接接头的显微组织与力学性能.结果表明:在所选的焊接工艺参数条件下,交流TIG焊可以获得焊缝质量良好的焊接接头;焊缝区(WZ)是明显的熔融金属激冷形成的铸态组织,热影响区(HAZ)Si颗粒有聚集长大的趋势;接头显微硬度分布显示硬度在焊缝区达到最高,在熔合区急剧下降,在热影响区达到最低.两种焊丝焊接接头抗拉强度都达到基材的90%以上.     

Microstructure evolution and mechanical properties of a large-sized ingot of Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.5Zr (wt%) alloy after a lower-temperature homogenization treatment

In this paper, a large-sized ingot of Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.5Zr (wt%) alloy with a diameter of 600 mm was successfully prepared by the semi-continuous casting method. The alloy was subsequently annealed at a relatively low temperature of 430℃ for 12 h as a homogenization treatment. The microstructure and room-temperature mechanical properties of the alloy were investigated systematically. The results show that the as-cast alloy contained a mass of discontinuous lamellar-shaped 18R long-period stacking ordered (LPSO) phases with a composition of Mg₁₀ZnY and an α-Mg matrix, along with net-shaped Mg₅(Y,Gd) eutectic compounds at the grain boundaries. Most of the eutectic compounds dissolved after the homogenization treatment. Moreover, the amount and dimensions of the lamellar-shaped LPSO phase obviously increased after the homogenization treatment. The structure of the phase transformed into 14H-type LPSO with composition Mg₁₂Zn(Y,Gd). The mechanical properties of the heat-treated large-sized alloy ingot are uniform. The ultimate tensile strength (UTS) and tensile yield strength (TYS) of the alloy reached 207.2 MPa and 134.8 MPa, respectively, and the elongation was 3.4%. The high performances of the large-sized alloy ingot after the homogenization treatment is attributed to the strengthening of the α-Mg solid solution and to the plentiful LPSO phase distributed over the α-Mg matrix.     

ZrCuAlMo大块非晶的制备及热稳定性研究

通过铜模吸铸法制备（Zr47Cu44Al9）100-xMox（x=0,1,2,3）大块非晶合金.利用X射线衍射、差热分析等,研究分析添加Mo对Zr47Cu44Al9合金非晶形成能力及热稳定性的影响.结果表明,Mo的添加量为2%时,合金具有最大的非晶形成能力,纯非晶试样的临界尺寸从4mm增大到6mm以上,8mm的样品只有微弱的衍射峰.Mo提高非晶形成能力的原因主要是抑制引起异质形核的CuZr相的析出与长大.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能Eg为278.57kJmol-1、晶化激活能Ex为392.46kJmol-1、晶化峰值的激活能Ep为376.97kJmol-1.与原合金相比,晶化激活能与晶化峰值激活能的数据都增大,说明Mo的添加不仅提高了原合金的非晶形成能力,同时也增强了合金的热稳定性.     

热型连铸工艺制备Cu—Cr合金的研究

用热型连铸工艺制备的Cu-Cr合金丝具有纤维链状自生复合的显微结构。即定向凝固后Cu—Cr合金中Cr主要分布在胞（枝）状Cu晶体之间,在整体上沿着凝固方向呈纤维链状排列,形成基体相与增强相均匀相间生长的自生复合组织;从Cu—Cr合金拉伸断裂两端形貌看,断口组织细化并出现大量的韧窝,是典型的韧性断口．