ECAP变形对Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织及腐蚀性能的影响

采用OM、SEM、XRD对铸态和等通道角挤压(ECAP)变形后Mg-4.5Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织进行了表征。通过电化学工作站和浸泡法评估了ECAP变形前后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。结果表明,铸态Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织由α-Mg基体及分布在晶界处和晶粒内的Ca2Mg6Zn3相组成,平均晶粒尺寸为86μm。经ECAP变形后,合金的晶粒尺寸得到显著细化,经6道次ECAP变形后的平均晶粒尺寸为5μm。随着ECAP变形道次的增加,第二相在镁基体中的分布更加均匀、弥散。ECAP变形后合金更容易发生腐蚀,挤压道次越多,合金的自腐蚀电位越负,自腐蚀电流越大,即耐蚀性越差。经6道次ECAP变形后合金的自腐蚀电位最负(-1.42 V),自腐蚀电流最大(407.38μA/cm~2),耐蚀性最差。     

热机械加工对EW75镁合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了恒温多向锻造工艺对EW75镁合金显微组织和力学性能的影响,并分析了动态再结晶机制。结果表明,500和470℃锻造态EW75镁合金薄板都发生了动态再结晶,而440和410℃锻造态EW75镁合金薄板中可见大量细小颗粒状析出相,未见明显动态再结晶组织,且在平行于锻压方向上,可见原始晶粒形貌以及颗粒状析出相,而在垂直于锻压方向上,可见明显加工变形流线。470℃锻造态EW75镁合金薄板发生了完全动态再结晶,平均晶粒尺寸约为15μm,且合金中动态再结晶晶粒大部分为大角度晶界。经过锻造处理后的EW75镁合金薄板的强塑性相较于固溶态均有明显提升,随着锻造温度的降低,EW75镁合金薄板的抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现逐渐上升的趋势,而断后伸长率则表现为先增加后减小的特征。在470℃锻造时,EW75镁合金薄板具有最好的塑性,这主要与完全再结晶协调塑性变形以及较大的晶粒间取向差有助于晶面滑移有关。     

稀土La对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了质量分数为0%~0.5%的镧对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织的影响。结果表明:La元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒长大,起到细化晶粒的作用;合金中La超过一定含量后,细化效果减弱,不均匀化程度增加。当La含量为0.3%时,铸态组织中基体晶粒细化效果最显著,晶粒减小到50μm左右;铝合金的第二相粒子主要包括η(MgZn_2)相、θ(Al_2Cu)相、S(Al_2CuMg)相和富La的AlZnMgCu相,并且弥散分布在晶界上。     

微量钪、锆对Al-Zn-Mg合金铸态组织演变的影响

对复合添加了稀土元素Sc、Zr的Al-Zn-Mg合金采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、差热分析(DSC)等分析和测试方法,探究不同含量的Sc、Zr添加量对Al-Zn-Mg合金铸态组织演变的影响。结果表明,稀土元素Sc、Zr的复合添加对铸态晶粒产生了细化效果,铸态合金元素大多数偏聚在晶界或者晶内,随着Sc、Zr的含量增加,元素分布趋于均匀,第二相数目开始减少,晶粒大小也逐渐减少。470℃×24 h均匀化退火之后,枝晶组织得到消除,大部分非平衡T相也溶入基体,只有少量难溶的Fe、Si杂质相残留在晶界上,同时合金中重新析出小尺寸的MgZn_2相。随着Sc、Zr含量的增加,第二相的回溶和晶粒细化效果得到了提高。     

铸态和喷射成形高锰ZA35合金的组织与耐蚀性

本试验利用喷射成形技术制备含Mn3.5%@ZA35合金坯,比较了铸态和喷射成形态合金的微观组织和耐蚀性能.研究表明:喷射成形态合金晶粒细小,组织分布均匀;元素Mn在铸态组织中主要以大量富Mn独立硬化相分布于晶界或晶界附近,喷射成形合金组织中富Mn相消失,元素Mn溶入基体,固溶度大大提高.具有细晶组织的喷射成形态合金固溶时效处理可明显减小电化学腐蚀倾向.     

Sn对Mg-5Li合金铸态和挤压态组织的影响

在氩气保护气氛下熔炼,得到Mg-5Li-xSn（x=0.15,0.25和0.65,质量分数）系列合金。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析合金的显微组织。结果表明,Mg-5Li合金中添加的Sn元素可以起到明显的晶粒细化作用,当Sn含量从0.15%增加到0.65%时,铸态合金的平均晶粒尺寸从556μm细化到345μm,相应的挤压态合金的晶粒从33μm减小到23μm。近似网状的第二相Mg2Sn分布在铸态合金的晶界上,挤压之后,颗粒状的Mg2Sn主要分布在晶粒内部。这些金属间化合物在挤压动态再结晶中可以作为有效的形核质点,从而起到细化晶粒的作用。     

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。     

高铝高铁青铜Cu-15Al-XFe合金在5.0%H2SO4溶液中的腐蚀行为

通过静态浸泡腐蚀、电化学腐蚀实验等方法研究了真空吸铸态高铝高铁青铜合金Cu-15Al-XFe(X=10,12,15)在5.0%H2SO4溶液中的腐蚀行为,利用扫描电镜对合金腐蚀前后微观金相组织和腐蚀形貌进行了观察,讨论了铝青铜合金的腐蚀机理及合金元素Fe的含量对铝青铜合金耐蚀性的影响。结果表明:在5.0%H2SO4溶液中,Cu-15Al-XFe合金有良好的耐蚀性,合金中的晶界与基体相和富铁相相比,具有优先腐蚀倾向,合金主要发生脱铝脱铁选择性腐蚀。其中,Cu-15Al-12Fe铝青铜合金具有最好的耐蚀性。     

AlCoCrFeNi高熵合金铸态与退火态的耐蚀性研究

采用真空电弧熔炼法熔炼出AlCoCrFeNi高熵合金,并在600℃、800℃、1000℃下进行了真空退火处理。利用XRD、SEM、EDS和电化学腐蚀试验对合金退火前后的微观组织以及在3.5%的NaCl溶液、0.5mol/L的NaOH溶液、0.5mol/L的H2SO4溶液中的耐蚀性进行了研究。组织分析表明合金在铸态和三种温度的退火态下均没有复杂结构的脆性金属间化合物生成;在铸态和600℃、800℃退火处理后合金均由简单的BCC结构构成,成树枝晶形态;在1000℃退火处理后,树枝晶消失,微观组织转变为短棒状的FCC析出相和BCC基体交替排列;在铸态及三种温度的退火态下,Co、Fe、Ni分布较均匀,Cr、Al存在一定的偏析,Al在铸态偏析最严重,Cr在800℃退火态偏析最严重。电化学腐蚀试验结果表明铸态和三种温度退火态的AlCoCrFeNi 合金在 3.5%的 NaCl 溶液和0.5mol/L 的 NaOH 溶液中的耐蚀性优良;在 3.5%的 NaCl 溶液中1000℃退火态的耐蚀性最好;在0.5mol/L 的 NaOH 溶液中,4种状态的合金耐蚀性相差不大;在 0.5mol/L H2SO4 溶液中,4种状态的合金都发生了钝化现象,1000℃退火态维钝电流密度最小,破钝电位最高,耐蚀性最好。     

元素Ca对铸态AZ91镁合金耐蚀性的影响(英文)

研究了0.5,1.0和1.5(质量分数,%,下同)的Ca对铸态AZ91镁合金微观组织和耐蚀性的影响。利用OM、SEM/EDS和XRD观察金相组织、进行微观分析和确定相组成。分别采用静态失重腐蚀、电化学腐蚀和盐雾腐蚀对不同成分的AZ91合金进行实验。结果表明,0.5Ca的存在没有形成任何新的金属间相,而是通过溶解于第二相和基质中抑制β-Mg17Al12相的不连续沉淀。AZ91-1.0Ca合金耐蚀性最好。AZ91-1.0Ca和AZ91-1.5Ca合金中出现了骨状的Al4Ca相,并且β相尺寸显著下降。在AZ91-1.0Ca合金中,β相分布十分均匀。因此,可以认为,随着不同含量Ca的加入,铸态AZ91镁合金耐蚀性的变化是由于其微观组织的变化而引起的。     

超声波和均匀化处理对Al-Mg-Si-Sn合金铸态组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、子能谱分析(EDS)等方法,研究了超声波处理和均匀化处理对Al-0.9Mg-1.2Si-(0.6～1.2)Sn铝合金的铸态组织的影响。结果表明,当Sn含量为0.6%时,该合金的铸态组织由ɑ-Al基体和非平衡第二相组成,大部分第二相分布于晶界处,晶粒较大且尺寸不均匀,晶粒中存在少量缩孔等铸造缺陷。当Sn含量增加到1.2%时,Mg2Sn相数量增加且粗化。合金经超声波振动处理后,铸锭组织中第二相明显破碎,晶粒细化,铸造缺陷明显减少。合金经过均匀化(540℃×6 h)处理后,部分非平衡第二相逐渐回溶到α-Al基体中,合金偏析得到改善,组织更均匀。     

稀土银合金铸态及再结晶组织的观察与分析

制备了不同稀土含量的银合金,用电子探针扫描仪观察了几种银合金的铸态组织和再结晶退火组织。研究合金的铸态组织时发现,含微量稀土(0.016％La)的银合金为固溶态,显示大晶粒组织;含0．12％RE的银合金有少量分散的球状第二相稀土化合物分布在大晶粒组织上;含1．2％RE的银合金中的稀土化合物枝晶形成连续的网状分布。稀土元素的加入,细化了冷变形再结晶组织的晶粒,经过破碎、再聚集所形成的分散的银稀土化合物第二相有效地强化了银合金,并提高合金的热稳定性。     

铸态AM60-Ti镁合金的显微组织与力学性能

用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等手段研究了AM60-xTi合金(x=0,0.2,0.4,0.8)的铸态显微组织,并测定了各试验合金的室温力学性能.试验结果表明,加入少量的Ti可显著细化AM60合金的铸态组织.Ti含量为0.2%时,晶粒细化效果最显著,第二相颗粒细小,分布均匀;AM60合金中的半网状沿晶界分布的β-Mg17Al12相变为颗粒状,并形成弥散分布的颗粒状TiAl3相,合金的抗拉强度和伸长率均达到最高.Ti含量大于0.2%时,Mg17Al12和TiAl3相的尺寸又增大,抗拉强度及伸长率随Ti含量的增加而降低,但均高于AM60合金.Ti加入AM60合金中后,细化合金的晶粒、β相,Ti和Al形成的金属间化合物TiAl3分布于基体和第二相中,起到弥散强化作用,从而提高该合金的力学性能.     

Ni-20Cr-18W基合金的锻态组织及拉伸性能

采用拉伸试验机研究了固溶强化Ni-20Cr-18W基热变形高温合金锻造后的室温拉伸行为,用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析了锻造前后的微观组织及拉伸断口形貌。利用X射线衍射(XRD)确定了合金中碳化物的类型。结果表明,合金铸态组织为典型的枝晶结构;锻态组织晶粒尺寸为60~70μm,晶粒度为ASTM 5级,M6C型碳化物半连续分布在晶界上。M6C型碳化物钉扎晶界,提高了合金的强度;拉伸变形使晶界上的M6C型碳化物进一步破碎,造成外载荷分布均匀性下降,影响合金的塑性。合金的室温拉伸断口为韧性等轴韧窝断裂。     

Al对铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织及力学性能的影响

通过成分分析、组织观察及力学性能测试等手段,研究了微量Al对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金铸态组织及室温力学性能的影响,分析了合金中相的组成,成分的沉降规律以及合金的断裂方式。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金主要由α-Mg基体和共晶组织构成,晶粒近似呈等轴状,晶粒尺寸约为40μm,铸锭轴向不同位置成分偏差较小,晶粒尺寸较为均匀;添加微量Al后成分分布发生明显变化,顶部及底部的晶粒尺寸出现显著差异;同时合金的力学性能也随位置不同而不同,均小于原始Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金;合金断裂方式主要是沿晶界的脆性断裂,断口中存在明显的二次裂纹。添加Al后,与RE形成Al2RE相,与Zr形成Al3Zr相,液态即形成的大密度Al2RE及Al3Zr相在熔体中沉降,使得元素分布不均,顶部Zr含量明显减小,造成晶粒显著增大;Al2RE与Al3Zr相的存在降低了合金塑性,恶化铸态组织,导致合金发生沿晶脆性断裂。     

铁含量对铸态铝铁合金力学性能及组织的影响

采用拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和三维纳米X射线显微镜等分析手段研究了铁含量对铸态Al-Fe合金力学性能和微观组织结构的影响。结果表明:随着铁含量的增大,铸态Al-Fe合金抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率下降。大量的球状Al₆Fe析出相和杆状Al₃Fe析出相分布在试验合金铸锭晶界附近,与铸态Al-1.8Fe合金相比,铸态Al-2.6Fe合金具有更小尺寸的晶粒和更大尺寸的Al₃Fe析出相。尺寸更小的晶粒导致铸态Al-2.6Fe合金的强度高于铸态Al-1.8Fe合金,而铸态Al-2.6Fe合金伸长率更低的主要原因是具有更大尺寸的脆性Al₃Fe析出相。     

第二相对Mg-Ca-Sn镁合金铸态组织和力学性能的影响

研究了含有不同第二相的金属型铸造Mg-Ca-Sn镁合金的显微组织和力学性能。结果表明:在合金中Ca和Sn单独存在可以在一定程度抑制铸态基体晶粒长大,Mg2Ca在晶界或枝晶界处连续分布,Mg2Sn呈颗粒状在晶界和晶内分布。Ca和Sn同时存在时,有CaMgSn在基体上呈半连续的点状或针状,在凝固过程中可作为α-Mg的异质形核核心,与单独添加相比,镁基体的铸态晶粒尺寸显著细化。运用边-边匹配模型分析了CaMgSn化合物与α-Mg之间的异质形核晶体学关系。晶粒细化后的Mg-Ca-Sn镁合金的显微硬度得到明显提高。     

铸态Mg-4Zn-xGa合金的组织与性能研究

采用金相分析、扫描电镜分析、拉伸测试和耐腐蚀性能测试等手段,研究了Ga含量(质量分数为1%,2%和5%)对铸态Mg-4Zn基合金显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响。结果表明:Ga的加入可以明显细化铸态合金的晶粒,增加合金中第二相的体积分数,显著提高合金的强度和塑性。其中Mg-4Zn-2Ga合金的综合性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为233 MPa、90 MPa和24%,比基体合金分别提高了13.6%、76.5%和33.3%。然而,Ga的加入降低了Mg-4Zn合金的耐生体腐蚀性能,但是Mg-4Zn-5Ga合金的耐蚀性优于Mg-4Zn-2Ga和Mg-4Zn-1Ga合金。铸态Mg-4Zn-5Ga合金在37℃Hank's溶液中浸泡7 d的平均腐蚀速率为2.3 mg/(cm~2·d),腐蚀电流密度为29.5μA/cm~2。     

Gd对ZK60铸造镁合金组织和耐蚀性能的影响

采用电化学方法研究了Gd含量对ZK60系镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并用金相显微镜、SEM观察了铸态显微组织及腐蚀形貌,对腐蚀产物进行了XRD分析.结果表明:稀土元素Gd可以细化合金晶粒,减少粗大共晶相MgZn的含量;在3.5%NaCl溶液中,腐蚀产物主要为Mg(OH)2;通过极化曲线测试,ZK60 1.6%Gd合金耐蚀性最好;在Cl-作用下,腐蚀以点蚀为主,同时会形成以第二相MgZn和Mg5Gd为阴极,α-Mg为阳极的电偶腐蚀.     

挤压处理与Ca添加对Mg-7Sn合金显微组织与耐蚀性的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学试验与浸泡试验等研究了挤压处理与添加合金元素Ca对Mg-7Sn合金显微组织、耐蚀性及力学性能的影响。结果表明：添加Ca元素可以明显细化铸态Mg-7Sn合金的晶粒，并在晶粒内部与晶界形成了棒状的CaMgSn相，同时，腐蚀过程中，添加Ca会使合金表面形成含Ca的化合物，阻止或延缓腐蚀的进行，提高合金的耐蚀性。挤压处理使得合金的平均晶粒尺寸由55.2μm减小到3.3μm,粗大棒状的CaMgSn相被破碎成细小的块状。挤压处理后Mg-7Sn-1Ca合金的耐蚀性出现轻微下降，但保证了较高的显微硬度。挤压态Mg-7Sn-1Ca合金兼具力学性能和耐蚀性。