固溶时效对半固态挤压SiC/AZ91D组织与性能的影响（英文）

为了获得综合力学性能良好的镁基复合材料,采用近液相线保温法制备10μm 15%SiC/AZ91D(质量分数)半固态坯料进行半固态挤压后得到其复合材料,再经过415℃固溶处理24 h (T4)和进一步220℃时效处理8 h(T6)。结果表明:随着固溶时效的进行,晶界处的层片状和点状Mg_(17)Al_(12)相溶解,然后在晶粒中二次析出,并逐渐球化。与T6处理前的15%SiC/AZ91D复合材料相比,经T6处理后其具有良好的综合力学性能,拉伸强度、屈服强度、伸长率和硬度(HV)分别达到242 MPa、204 MPa、2.3%和1322 MPa。     

CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料的热处理及其力学性能

采用高能超声分散技术和金属型重力铸造工艺制备了CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料,并对复合材料进行了固溶T4热处理和固溶时效T6热处理。T4态1.0CNTs/AZ91D复合材料的抗拉强度、伸长率分别为285 MPa、17.3%,与铸态复合材料的抗拉强度(196MPa)和伸长率(4.1%)相比,分别提高了45%、322%。T6态的抗拉强度进一步提高到296MPa,特别是屈服强度显著提高到155MPa,伸长率有所降低,但仍有5.5%。利用OM、SEM、TEM观察1.0CNTs/AZ91D复合材料的显微组织。结果表明,碳纳米管具有细化晶粒、促进滑移和孪生、载荷转移等作用,从而能够明显提高CNTs/AZ91D复合材料的综合力学性能。     

T6热处理对消失模铸造AZ91D与AZ91D-1.5%Y镁合金组织与性能的影响

以消失模铸造AZ91D和AZ91D-1.5%Y镁合金作为研究对象,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、及金属拉伸和硬度试验等系统研究了消失模铸造AZ91D和AZ91D-1.5%Y镁合金在T6热处理过程中β-Mg17Al12相的溶解与析出对组织及力学性能的影响。结果表明,T6(420℃固溶20 h,250℃时效)处理工艺中,随时效时间的延长,AZ91D与AZ91D-1.5%Y镁合金的硬度和抗拉强度不断提高,当时效时间为15 h时,硬度和抗拉强度达到最大值,AZ91D-1.5%Y镁合金固溶处理后硬度及抗拉强度均高于AZ91D镁合金。     

T6热处理对变形AZ91D镁合金的强化作用

对热压缩变形的AZ91D镁合金进行T6热处理(410℃×3 h固溶,分别在150、170、190℃时效16 h)。结果表明:T6热处理大大提高了合金的强度和硬度,但降低了塑性;190℃的时效强化效果较好。     

单级固溶处理喷射沉积7090/SiCp的组织与性能

研究了固溶处理工艺对喷射沉积7090/SiCp铝基复合材料的显微组织和力学性能的影响.结果表明挤压态复合材料的基体合金中存在大量的第二相粒子;固溶处理后,晶粒发生不同程度的长大.在T6条件下,材料经470℃单级固溶处理后的布氏硬度值达到248 HB.对试样采用470℃×0.5 h(水淬)热处理,其抗拉强度可达到601.46 MPa,屈服强度为421.16 MPa.     

挤压铸造SiC_p/AZ91D镁基复合材料的试验研究

以AZ91D镁合金和平均颗粒尺寸为0.5μm的SiC颗粒分别作为基体和增强相,通过全液态搅拌铸造法和挤压铸造法结合制备出SiC颗粒增强镁基复合材料。力学性能测试结果显示:当模具温度为200℃、保压时间为15 s时,SiCp/AZ91D镁基复合材料抗拉强度最高为157 MPa;金相显微组织显示,碳化硅颗粒可作为镁合金凝固时异质形核的中心,也可能会随着凝固时固液界面的推移,使SiC颗粒处于晶界处;存在SiC颗粒团聚现象,这是其抗拉强度降低的原因;SiCp/AZ91D镁基复合材料在室温下拉伸时的断口形貌呈现脆性断裂特征;热处理工艺为固溶处理温度420℃,保温20 h空冷,时效处理温度200℃,保温8 h空冷,经过热处理后,镁基复合材料的抗拉强度均有所提高,最高可提高48.95%。     

热处理对挤压铸造n-SiC_p/AZ91D镁基复合材料组织和力学性能的影响

采用金相、X射线衍射、扫描电镜(SEM)、拉伸试验等方法分析和测试了挤压铸造纳米Si C颗粒增强AZ91D镁基复合材料在铸态(F)、固溶态(T4)和人工时效态(T6)下的组织和力学性能。结果表明,固溶处理可使n-Si Cp/AZ91D铸态组织中的β-Mg17Al12共晶相溶入到基体中,形成单一的过饱和α-Mg固溶体,合金抗拉强度和伸长率均有大幅提高,分别达到265 MPa和13.7%;经时效处理后,复合材料的抗拉强度和屈服强度进一步提高,分别为275,145 MPa;SEM结果显示,β-Mg17Al12相主要以连续析出/非连续析出方式分别在晶内及晶界上析出,特别是纳米Si C颗粒分布对二次析出相β-Mg17Al12的形貌、尺寸、分布有一定的影响,使二次析出相变得细小和弥散分布,从而充分发挥了二次析出相的沉淀强化作用;最后对n-Si Cp/AZ91D复合材料不同热处理条件下的断口形貌进行了SEM观察,并且对其断裂方式进行了分析和讨论。     

时效处理对触变成形AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究了固溶时效处理(T6)对触变成AZ91D合金组织演变的影响及组织与性能之间的关系。结果表明，触变成形AZ91D合金具有明显的时效硬化特征，分布在基体品界处的β相的数量、大小和形态与合金的力学性能有密切的关系。T6处理能明显提高合金抗托强度、屈服强度与硬度．T6处理后的合金的σb=212MPa，σ0.2=122MPa，硬度为83HV；并且热处理后的断口呈现明显的解理断裂特征。     

热处理工艺对Mg-11Gd-3.6Y-2Zn-0.6Zr合金组织和力学性能的影响

利用DSC、OM、SEM、EDS和力学性能测试研究Mg-11Gd-3.6Y-2Zn-0.6Zr(质量分数,%)合金的形变组织和变形态合金分别在T4、T5、T6处理下的组织和力学性能的变化。结果表明:T6处理对合金综合力学性能的改善更有利。T6处理时,随固溶温度的增加,合金的综合力学性能呈现先增大后减小的趋势,其中,在(430℃, 8h)+(225℃, 16 h)时,抗拉、屈服强度和伸长率均表现良好,分别为397 MPa、300 MPa和12%,强度比挤压态分别提高了14.9%和28.8%,伸长率有所下降。T6处理的固溶温度过高时,尽管组织更加均匀,但是由于层片状和块状LPSO相的减少和晶粒长大,强度下降严重。     

钇添加量和固溶处理对AZ91D镁合金组织的影响

添加适量稀土元素钇的AZ91D镁合金采用真空熔炼、金属型铸造的方法获得,并对之进行了固溶处理;研究了钇的添加量及固溶处理时间对AZ91D合金组织的影响.结果表明,经350℃固溶处理16h、钇含量约为0.6％的AZ91D镁合金具有均匀、细小的组织和最佳的力学性能和.     

硼酸镁晶须增强镁基复合材料高温蠕变性能

通过高温蠕变试验并对微观组织及蠕变断口形貌进行了观察,研究了硼酸镁晶须增强镁基复合材料在高温下的蠕变性能.结果表明,高温对AZ91D合金的抗蠕变性能具有很大的影响.硼酸镁晶须增强镁基复合材料在300℃、30 MPa下的蠕变寿命达到了约24 h,而基体合金只有6 h,说明硼酸镁品须对基体合金的增强作用明显.硼酸镁晶须增强镁基复合材料比基体镁合金的蠕变速率低2～3个数量级.发现了沿晶滑移和由于晶须拔出导致与基体结合的松动而产生的部分镁合金整体脱落是复合材料蠕变破坏的主要原因.     

流变轧制AZ91合金的热处理和组织性能调控

本文对连续流变轧制AZ91合金在热处理过程中的组织和力学性能演化进行了研究。热处理后两种析出相在基体中出现：一种是晶界处的非连续析出相,另一种是从过饱和基体中析出的小尺寸连续析出相。随着时效温度升高,原子扩散速度也随之提高,导致更多的析出相生成和长大。合金的维氏硬度和拉伸强度峰值在16小时时效后出现,而合金的延伸率随着时效时间的延长和时效温度的提高呈下降趋势。经过对实验结果的分析,适合提升合金综合力学性能的热处理制度为415°C固溶20小时加220°C时效16小时。经热处理后得到的维氏硬度、拉伸强度和延伸率分别为：99 HV,251 MPa和4.5%,各项性能均显著优于流变轧制态合金。相对于传统成型手段,流变轧制加热处理方法成型的AZ91合金展现了优异且均衡的综合力学性能。     

原位反应自发渗透法TiC／AZ91D镁基复合材料及AZ91D镁合金的拉伸变形与断裂行为

利用原位反应自发渗透技术合成了47．5％碳化钛TiC（体积分数，下同）增强AZ91D镁基复合材料，对比研究了该复合材料与铸态镁合金AZ91D基体的室温与高温拉伸变形行为，观察了拉伸断口微观组织形貌，并分析了这两种材料的断裂特征。结果表明，TiC／Mg复合材料具有良好的高温力学性能，在拉伸变形速率为0．001s^-1以及温度为723K，时其拉伸强度可达91．1MPa，而此时相同变形条件下的铸态AZ91D镁合金拉伸断裂强度只有41．1MPa，增幅达120％。而在室温下，镁基复合材料的拉伸断裂强度仅高出基体铸态镁合金23．4％。镁基复合材料的断裂应变较低，高低温时均表现为脆性断裂；而镁合金则由室温下的脆性断裂向高温下的韧性断裂过渡。     

Effect of heat treatment on microstructure and properties of semi-solid squeeze casting AZ91D

Semi-solid AZ91D magnesium alloy billets were prepared by near-liquidus heat holding. Semi-solid squeeze casting was conducted at 575, 585 and 595 ℃, respectively, with 1 mm·s~(-1) squeeze speed. The semisolid squeeze casting AZ91D samples were heat treated by T4(solution at 415 ℃ for 24 h) and T6(solution at 415 ℃ for 24 h + 220 ℃ for 8 h) processes, respectively. The microstructure and mechanical properties of the alloy in different states were investigated by means of OM, SEM and tensile testing machine. The results show that compared to as-cast alloy, the grain size of the semi-solid squeezed AZ91D decreased significantly, and with the increase of semi-solid squeeze temperature, the grain size of AZ91D increased. The grains of the alloy were refined by T4 treatment, and further refined by T6 treatment. T6 treatment greatly improved the tensile strength, elongation, and hardness, but did not significantly improve yield strength. After 575 ℃ squeeze casting and T6 treatment, the ultimate tensile strength(UTS) reached 285 MPa, the elongation reached 13.36%, and the hardness also reached the maximum(106.8 HV), but the yield strength(YS) was only 180 MPa. During the process of semi-solid squeeze casting and heat treatment, the matrix grain was refined and a large number of precipitated and secondary precipitated phases of Mg_(17)Al_(12) appeared. Both the average size of matrix grain and secondary precipitated phase decreased, while the volume fraction of secondary precipitated phase increased. All these resulted in high tensile strength, elongation and hardness.     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF AZ91D EXTRUDED TUBE

The effect of extrusion ratio on microstruetures and mechanical properties of magnesium alloy AZ91D extruded tube at 430℃ has been studied. After the evolution of microstracture and mechanical properties of AZ91D during extrusion were studied, the following parameters were obtained： tensile strength reached the climax value of 306.9MPa and elongation peak value of 10.1% at an extrusion ratio of 7.125, and with the increase of the extrusion ratio to 7.45, yield strength reached a top value of 285.795MPa with decreased tensile strength and elongation. It was concluded that mechanical properties of magnesium alloys AZ91D could be enhanced by adjusting the extrusion ratio near recrystallization.     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

触变成型镁合金铸件热处理显微组织的演变

通过金相显微镜、SEM及XRD等观察手段研究了触变成型AZ91D镁合金铸件固溶、时效处理时显微组织的演变。结果表明:触变成型AZ91D镁合金在415℃时固溶处理时β相溶解入α-Mg固溶体的速度比高压压铸的快。在固溶处理初期,铝元素从β相扩散至块状初生α-Mg相,导致块状初生α-Mg晶粒周围形成富铝晕圈。时效处理时,触变成型铸件在5h左右硬度达到峰值,高压压铸铸件在12h左右达到峰值。触变成型铸件时效析出方式存在片层状不连续析出和针状连续析出两种。     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。     

Effect of Ti-6Al-4V particle reinforcements on mechanical properties of Mg-9Al-1Zn alloy

Mg-9Al-1Zn (AZ91) magnesium matrix composites reinforced by Ti-6Al-4V (TC4) particles were successfully prepared via powder metallurgical method. The yield strength (YS), ultimate tensile strength (UTS), and elongation (EL) showed a mountain-like tendency with the increase of the TC4 content. The mechanical properties of AZ91 magnesium matrix composites reached the optimal point with TC4 content of 10 wt.%, realizing YS, UTS, and EL of 335 MPa, 370 MPa, and 6.4%, respectively. The improvement of mechanical properties can be attributed to the effective load transfer from the magnesium matrix to the TC4 particles, dislocations associated with the difference in the coefficient of thermal expansion, good interfacial bonding between the Mg matrix and TC4 particles, and grain refinement strengthening.