稀土Ce含量对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了稀土Ce对AZ91D镁合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能和磨损性能的影响。结果表明,向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,出现了杆状化合物Al4Ce相,并提高了合金的室温力学性能。当稀土加入量为0.7%时,合金的抗拉强度和伸长率由117.4 MPa和4.0%提高至138.87 MPa和6.5%。进一步提高稀土含量,杆状化合物Al4Ce变得粗大,合金力学性能下降。AZ91D镁合金中加入稀土Ce可提高其耐蚀性,加入0.7%Ce的AZ91D镁合金的耐蚀性能提高了87%,当稀土Ce含量进一步提高时,AZ91D镁合金中的耐蚀性又变差。向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,其耐磨性能也得到提高,当稀土Ce含量为1.0%时,合金耐磨性能最优,但只是略高于稀土Ce含量为0.7%时合金的耐磨性。综合本研究结果,稀土Ce的最佳加入量为0.7%。     

压铸稀土镁合金高周疲劳试验研究

采用升降法对AZ91D、AZ91D 1?和AZ91D 2?压铸镁合金室温高周疲劳行为进行了试验研究。结果表明:适量稀土Ce的添加能够使压铸镁合金AZ91D的室温拉伸性能和疲劳强度得到提高;利用升降法计算出3种成分合金在应力比R=0.1、循环基数为107下的条件疲劳极限分别为96.7 MPa1、16.3 MPa和105.5 MPa,相当于其抗拉强度的46%左右;合金的疲劳断口呈现出准解理与韧窝断裂的混合特征。     

压铸镁合金中混合稀土加入方法研究

研究了在压铸镁合金AZ91D中直接添加和以中间合金方式添加混合稀土的优缺点.结果表明,直接添加混合稀土时,用井式坩埚炉在熔炼温度为720 ℃时,60 min内混和稀土收得率低于50%.采用先铸造后挤压的方式制备了镁基混合稀土中间合金,金相分析表明形成种类较多、晶粒细小的Mg-RE金属间化合物,差热分析显示其中一些金属间化合物的熔点低于压铸温度,溶解速度较快.用井式坩埚炉在熔炼温度为720 ℃时,10 min内,以铸态和挤压态中间合金添加混合稀土时,混和稀土收得率分别为94%和96%.在常规冷室压铸条件下,以挤压态中间合金方式在压铸镁合金AZ91D中添加混合稀土收得率达到80%,稀土元素能被合金化.     

Nd对压铸AZ91D合金组织与性能的影响

传统压铸获得AZ91D和AZ91D-1.11Nd两种合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了压铸态微观组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度、导热性能和流动性能。结果表明,在AZ91D合金中添加1.11%Nd后,压铸态晶粒有所细化,形成较多弥散分布的细小颗粒状Al2Nd和少量针状Al₁₁Nd₃,原有的半连续网状分布的β-Mg₁₇Al₁₂数量有所减少。压铸态AZ91D-1.11Nd合金呈现良好的综合性能,室温抗拉强度、伸长率和热导率分别为272 MPa、12.0%和69.5 W/(m·K),与AZ91D合金相比分别提高14%、100%和14%;同时呈现与AZ91D合金相当的优异铸造工艺性能,流动长度达到1161 mm。     

AZ91D+xNd压铸镁合金拉伸和疲劳断裂模式

压铸AZ91D镁合金中添加稀土Nd后,生成了新的稀土化合物Al11Nd3相,合金显微组织得到细化,力学性能得到提高,但是当Nd的添加量达到1.5%时,合金的力学性能又有所下降。AZ91D xNd合金拉伸断口具有准解理、撕裂棱及韧窝等韧性特征,但其断裂方式仍属于脆性断裂。含Nd的AZ91D合金疲劳裂纹萌生于试样的表面或亚表面下的孔隙或夹杂处,疲劳裂纹扩展区为平面状断面,含1.0%Nd合金的疲劳辉纹最为清晰,疲劳断口主要表现为脆性与韧性的混合断裂方式,局部存在准解理台阶与河流花样以及穿晶型和沿晶型二次裂纹。     

稀土对AZ91镁合金阻燃性和机械性能的影响

针对应用最广的镁铝锌锰系镁合金AZ91,探讨了La的加入对其阻燃性和机械性能的影响.在自制覆盖剂保护下,按照AZ91镁合金化学计量比备料,熔铸了3种不同稀土含量(0,0.2%,0.4%)的样品.对样品进行燃点、硬度测定和金相观察.结果表明,富La稀土不仅可有效地提高镁合金的燃点(在AZ91系镁合金中添加0.4%的富镧稀土可使燃点提高15℃),还可细化晶粒,显著提高了镁合金的硬度,合金的布氏硬度由不含稀土时的548.8 MPa提高到656.6 MPa.     

混合稀土和挤压铸造对ZL305合金组织和性能的影响

采用挤压铸造和重力铸造制备出不同混合稀土含量的ZL305合金,研究了混合稀土含量和挤压铸造对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在重力铸造下,添加混合稀土对合金晶粒细化效果明显,当添加0.1%的混合稀土时,ZL305合金的综合力学性能达到最佳,抗拉强度增加到227.88MPa,伸长率为6.47%。相比重力铸造,挤压铸造成形的合金组织明显细化,并且合金铸态的抗拉强度和伸长率都明显提高。添加0.2%的混合稀土时,合金的抗拉强度和伸长率最佳,分别为302.35MPa和7.23%。经430℃×10h固溶处理后挤压铸造合金的性能显著提高。     

Nd对压铸镁合金AZ91D高周疲劳性能的影响

研究了不同Nd含量对压铸镁合金AZ91D在应力比R=0.1条件下的高周疲劳性能的影响。显微组织观察表明，随着AZ91D合金中Nd含量的增加，合金的晶粒逐渐细化．β-Mg17Al12相的尺寸减小，数量减少，且弥散升布。力学性能测试表明，压铸AZ91D＋xNd合金的抗拉强度、伸长率和条件疲劳强度随着Nd含量的增加明显提高．当Nd含量（质量分数，下同）为1.13％时达到最大值，分别为207MPa、6．8％和70MPa。疲劳断口SEM形貌分析表明，Nd含量为1．13％的合金具有最大的疲劳裂纹扩展区域，3种Nd含量的合金疲劳断口都存在撕裂棱和韧窝，表现为准解理和韧性断裂的混合特征。     

混合稀土对AZ91合金铸态组织及力学性能的影响

利用SEM、TEM、XRD、WDW3300等仪器设备,研究了混合稀土添加量对AZ91合金铸态组织及力学性能的影响。结果表明:加入稀土元素,AZ91合金的初生相α-Mg和β-Mg17Al12相明显细化,晶粒尺寸变小;合金的力学性能得到提高。当添加量为0.5%时,抗拉强度达到最大值,为167 MPa,比未添加时提高了约17.6%;当添加量为1.5%时,伸长率和硬度达到了峰值,分别为6.2%和62 HBW,比未添加时分别提高了约59%和25.1%。     

La-Ce混合稀土对AZ91D合金组织和性能的影响

以AZ91D镁合金作为研究对象,探究了La-Ce混合稀土含量对其组织性能的影响。结果表明:在AZ91D镁合金中加入混合稀土La-Ce后,铸态组织为网状β-Mg₁₇Al₁₂相及少量杆状稀土化合物。且随着稀土含量增多,β-Mg₁₇Al₁₂和杆状稀土化合物被细化。经固溶时效处理后,随稀土含量增加,试验合金伸长率增大,硬度和抗拉强度均先增后降,稀土含量为2.38%时,合金力学性能最佳。     

含1%混合稀土压铸镁合金的高周疲劳性能

研究含混合稀土1%(质量分数)的压铸镁合金AZ91D在应力比r=0.1的高周疲劳性能。组织分析表明,压铸镁合金试样的表面层和心部的显微组织存在差别。室温条件下抗拉强度为185 MPa,屈服强度为159 MPa,延伸率为1.5%。测试存活率p=50%的p-S-N曲线,结果显示在3.8×105循环周次时的疲劳强度为70 MPa,得出在循环周次103~106之间,p=50%时,S与Np的关系式为lgNp=17.85–6.83lgS。在较低的应力下,一些疲劳试样断口出现擦痕,当缺陷较小时,疲劳断口表现为韧窝、撕裂棱、疲劳条带等韧性断口和准解理的混合特征,属于具有较低韧性的材料。     

镁合金减震塔的真空压铸研究

研究并对比了真空压铸生产的AZ91D和AM60合金减震塔铸件的微观组织、力学性能,考察了热处理工艺对其性能的影响。结果表明,AZ91D和AM60真空压铸件组织均由基体α-Mg和Mg17Al12相组成,固溶处理后Mg17Al12相消失,时效处理后其以非连续相形式析出。AZ91D和AM60铸件均能够热处理强化,但是AM60合金的强化效果弱于AZ91D合金。另外,真空压铸能有效消除铸件中的气孔,但无法完全消除缩松现象,不过仍可通过热处理提高真空压铸件的力学性能。     

添加混合稀土对纯镁及其合金中元素含量的影响

对纯镁及AZ91D镁合金中添加富铈混合稀土的收得率及其各元素含量的变化规律进行了研究。试验结果表明，混合稀土的收得率随着其添加量的增加而降低，添加适量的混合稀土，纯镁中的混合稀土收得率可达到75％以上，AZ91D合金中的混合稀土收得率可达到90％，以上；镁熔体对混合稀土存在着吸收极限，该试验条件下纯镁的吸收极限为1．6％左右，AZ91D合金的吸收极限为1．9％左右；添加适量的混合稀土可降低纯镁及AZ91D合金中的Cl元素含量至10^-5以下；添加混合稀土会降低镁熔体中的Al含量，对合金元素Zn、Mn以及杂质元素Fe、Cu、Ni、Si的含量不产生影响。     

Sb对镁合金组织和力学性能的影响

借助SEM、XRD等现代分析技术分析了Sb含量为0.4%时对镁合金组织和力学性能的影响,研究了Sb对镁合金的强化机理.结果表明,Sb可以细化AZ91D镁合金的组织、改善Mg17Al12相形态和分布,并生成新的强化相Mg3Sb2;Sb在稀土阻燃镁合金中,可以减少棒状Al11RE3相,并形成颗粒状CeSb相,使镁合金的抗拉强度提高.     

挤压铸造AZ91D合金工艺参数的研究

为了提高挤压铸造AZ91D合金制件的质最,在实验室条件下,运用多因素正交实验,采用不同工艺参数对该镁合金的成形性进行了研究.试样经力学性能测试和显微组织分析,结果表明:浇注温度为730℃、挤压压力为100MPa、保压时间为25s时所得试样晶粒细小,析出了更多的第二强化相β(Al_(12)Mg_(17)),试样的综合力学性能最好.     

RE和挤压工艺对AZ31镁合金组织及性能的影响

加入0.3%～0.6%的混合稀土能使AZ31镁合金铸态组织得到细化,经热挤压后其力学性能更有所提高。挤压态在25℃时,抗拉强度为285～300MPa,伸长率为16%～21%。但稀土加入量>0.6%,其抗拉强度、伸长率有所下降。     

Y对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素钇（Y）对AZ91D镁合金铸态及热处理态的组织和力学性能的影响。结果表明：Y会强烈地细化合金组织，并在合金中生成方块状的Al6Mn6Y相及杆状的Al2Y相。少量的Y能显著提高合金的力学性能，当Y含量（质量分数）达到1．5％时，合金得到最佳的力学性能。另外，含Y的AZ91D合金固溶处理后硬度及抗拉强度皆高于原AZ91D合金，并且Y会推迟镁合金的时效过程，延长时效峰值的到来时间。     

阻燃镁合金AZ91D-0．3％Be-Sr的研究

研究了镁合金AZ91D-0．3％Be-Sr的阻燃性及Sr对合金显微组织和力学性能的影响，结果表明，在镁合金AZ91D中加入0．3％Be。显著提高了阻燃性，使试验合金可在无覆盖和保护的条件下直接暴露在大气中熔炼。加入少量Sr可使镁合金AZ91D-0．3％Be-Sr的组织得到细化，力学性能显著提高。X射线衍射分析表明，阻燃机理是在合金液表面形成致密的MgO-BeO复合保护膜，阻止了镁合金的进一步氧化燃烧。     

7075铝合金对AZ91镁合金组织和性能的影响

为了研究7075铝合金对AZ91镁合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、X 射线衍射仪、万能材料试验机研究了AZ91镁合金的显微组织与力学性能。结果表明：向AZ91镁合金中加入7075铝合金可使该合金的铸态组织明显细化,当7075铝合金含量超过4%（质量分数,下同）时,AZ91镁合金铸态组织中Mg17Al12相数量明显减少,并且组织中生成了Al6Mn新相。合金抗拉强度与延伸率随着7075铝合金加入量的增加而提高,当7075铝合金的加入达到4%,其抗拉强度与延伸率达到最大值,分别为186 MPa和8.2%