ZM81-xSn变形镁合金的组织演变和力学性能（英文）

通过对不同Sn含量ZM81合金的微观组织和力学性能表征,研究了Sn在ZM81合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Sn元素主要以Mg2Sn共晶相形式存在,能够细化铸态组织;热挤压过程中,Sn添加能够起到抑制动态再结晶和晶粒细化的作用;T6处理,尤其是双级时效,能显著提升挤压态合金的力学性能,其中ZM81-4Sn合金具有最佳综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为416 MPa、393 MPa和4.1%。实验合金高强度主要源于Mg Zn2和Mg2Sn析出相的双重时效强化效果;相比单级时效,双级时效态合金的析出相更细小弥散,因此其力学性能更优。     

ZM81-xSn (x = 0, 2, 4, 6, 8 and 10)变形镁合金的组织演变和力学性能

通过对不同Sn含量的ZM81合金的微观组织和力学性能的测得,研究了Sn在ZM81合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Sn元素主要以Mg2Sn共晶相形式存在,能够细化铸态组织;热挤压过程中,Sn添加能够起到抑制动态再结晶和晶粒细化的作用;T6处理,尤其是双级时效,能显著提升挤压态合金的力学性能,其中ZM81-4Sn合金具有最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为416MPa、393MPa和4.1%。实验合金高强度主要源于MgZn2和Mg2Sn析出相的双重时效强化效果;相比单级时效,双级时效态合金的析出相细小弥散,因此其力学性能更优。     

Sn对镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Sn元素对镁合金显微组织、物相和力学性能的影响。结果表明,当Sn含量达到4%时,使得合金组织晶粒细化,合金的综合力学性能得到了改善,其抗拉强度和伸长率分别达到了112.9 MPa和10%。在铸态合金中发现了鱼骨状的共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)、杆状的离异共晶组织Mg2Sn和球形颗粒状的第二相Mg2Sn。此外,随着Sn含量的增加,合金室温下的断裂模式由解理断裂向准解理断裂,再向沿晶断裂转变。     

挤压态ZM61-Sn合金的显微组织及高温力学性能

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对挤压态ZM61-xSn(x=2, 4, 8 wt. %)合金的显微组织,高温力学性能和断裂机制进行了研究。结果表明添加Sn 元素可有效细化合金组织且细化效果随Sn 含量的增加而增强。挤压态ZM61-xSn(x=2, 4, 8 wt. %)合金的平均晶粒尺寸分别为11, 8和4 μm。随 Sn 含量的增加,合金的力学性能先升高后降低。 在所有的实验合金中ZM61-4Sn合金的强度最高,当在180 ℃下进行拉伸实验时,其极限抗拉强度和屈服强度分别为216和173 MPa。合金的延伸率随Sn 含量的增加而增加,当拉伸温度为300 ℃时,ZM61-xSn(x=2, 4, 8wt. %)合金的延伸率分别为183.8%, 235.8% 和258.6%。ZM61-4Sn合金具有最好的强度和塑性的结合。试样最后的断裂主要由局部缩颈引起以及试样的主要断裂机制为显微孔洞的聚集。当在260和300 ℃下拉伸时,合金发生了不完全的动态再结晶。     

热处理对真空压铸Mg-7Al-2Sn合金组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜,能谱分析仪、X射线衍射分析及差热分析研究了T4和T6热处理对真空压铸Mg-7Al-2Sn(AT72)合金组织和力学性能的影响。结果表明,真空压铸使得AT72合金组织更加致密,进而通过热处理可以进一步提高合金的力学性能。特别是T4固溶处理(400℃×20 h)后,晶粒尺寸变化较小,Al、Sn元素固溶到基体中产生固溶强化;同时,由于Mg17Al12相分解,使得高熔点的Mg2Sn颗粒相的析出强化效果更加明显。T4处理后的AT72合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到276 MPa,202.6 MPa和10.6%,其比压铸态合金分别提高了18.2%,7.0%,24.7%。T6(400℃×20 h+200℃×15 h)处理后由于脆性相Mg17Al12的非连续析出以及Mg2Sn相粗化,使得合金的强度和塑性均有所下降。由于耐热相Mg2Sn的存在,提高了Mg17Al12相的开始熔化温度,使得AT72合金表现出比商用AZ91合金具有更好的高温力学性能。     

挤压态ZM61-Sn合金的显微组织及高温力学性能（英文）

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8,质量分数,%)合金的显微组织、高温力学性能和断裂机制进行了研究。结果表明添加Sn元素可有效细化合金组织且细化效果随Sn含量的增加而增强。挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8)合金的平均晶粒尺寸分别为11,8和4μm。随Sn含量的增加,合金的力学性能先升高后降低。在所有的实验合金中ZM61-4Sn合金的强度最高,当在180℃下进行拉伸实验时,其极限抗拉强度和屈服强度分别为216和173 MPa。合金的延伸率随Sn含量的增加而增加,当拉伸温度为300℃时,ZM61-x Sn(x=2,4,8)合金的延伸率分别为183.8%,235.8%和258.6%。ZM61-4Sn合金具有最好的强度和塑性的结合。试样最后的断裂主要由局部缩颈引起以及试样的主要断裂机制为显微孔洞聚集。当在260和300℃下拉伸时,合金发生了不完全的动态再结晶。     

Sn对镁合金显微组织和力学性能的影响

在镁合金中加入合金元素Sn,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机研究Sn的加入对镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Sn元素的加入可使镁合金组织细化,并有新相Mg2Sn生成。经390℃×18 h固溶处理或390℃×18 h固溶+200℃×12 h时效处理后,镁合金中的第二相粒子增多。固溶处理后,合金抗拉强度达到262.3 MPa,屈服强度达到192.6 MPa,伸长率为10.7%。     

Ca和Sn对ZM61合金微观组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)等分析方法研究了添加Ca和Sn对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:ZM61合金中主要的第二相为Mg_7Zn_3,添加0.5 mass%Ca后合金中出现Ca_2Mg_6Zn_3相,Mg_7Zn_3相减少,动态再结晶不完全,织构增强,强度和塑性提高;在ZM61-0.5Ca合金中添加1 mass%Sn,合金中出现针状新相CaMgSn,该相抑制Ca_2Mg_6Zn_3的形成。ZM61-0.5Ca-1Sn合金综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为319 MPa,358 MPa和13.5%。     

热处理对Mg-7Sn-4Al-2Zn-xSr合金的组织演变和力学性能的影响

采用OM、SEM、XRD和电子材料试验机研究了热处理对Mg-7Sn-4Al-2Zn-xSr(x=0,2,3,4)合金组织和力学性能的影响。结果表明,铸态和热处理后的Mg-7Sn-4Al-2Zn合金主要由α-Mg、Mg2Sn和β-Mg17Al12相组成,加入适量的Sr后,合金中形成新的Srx Mgy Snz相,组织得到了细化;合金经T6(固溶430℃保温12 h+时效250℃保温8 h)处理后,Mg2Sn和Srx Mgy Snz相更均匀的析出,弥散分布在晶界和基体中。当Sr含量为3 wt.%时,铸态和热处理态合金都表现出最佳的常温力学性能,铸态合金的抗拉强度和伸长率分别为197 MPa和5.6%,热处理后合金的抗拉强度和伸长率分别为207 MPa和8.6%,合金力学性能的提高主要是归因于晶粒细化和第二相弥散强化。     

Sn对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Sn对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,当加入Sn后,在铸态及热处理态合金中均发现了球形颗粒状的Mg2Sn相;0.5%的Sn可以明显提高合金在20℃、150℃、175℃的抗拉强度.合金力学性能的提高一方面是固溶强化,另一方面是高熔点的Mg2Sn相的弥散强化.     

Sn对AZ61镁合金微观组织与力学性能的影响

研究了Sn对AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响。对显微组织的观察表明，当加入Sn之后，在铸态和热处理态合金中均发现了球形颗粒状的Mg：Sn。对合金力学性能的试验表明，少量的Sn可提高合金的抗拉强度和屈服强度。热处理态下，当Sn含量达到3％时合金的抗拉强度和屈服强度分别达到了274MPa和172MPa，但是伸长率下降到9％。拉伸断口的SEM形貌分析表明，加入Sn以后，合金断裂方式由解理断裂向准解理断裂转变。     

Sn对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和性能的影响

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究Sn对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明, Sn可以显著提高合金从室温到175 ℃区间的抗拉强度,当Sn含量为1%时,镁合金在室温和175 ℃时抗拉强度达到最大值,分别为242和192 MPa,合全的拉伸断口为具有塑性特征的准解理断裂。 Sn的加入使合金的显微组织得到明显细化,并出现高熔点Mg2Sn合金相。合金力学性能的提高主要是由于细晶强化、弥散强化和固溶强化。     

稀土Ho对ZA52合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对ZA52合金的微观组织与力学性能的影响.结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使Mg32 (Al,Zn)40相由半连续网状结构转变为孤岛状或颗粒状,同时会生成花瓣状和块状的Al2Ho相.当Ho含量超过0.5％时,花瓣状Al2Ho逐渐消失,块状相逐渐增多,随着Ho含量的增加,常温和高温下的抗拉强度和伸长率都有了显著的提高.其中添加Ho含量为1.5％时,常温抗拉强度σb和伸长率δ达到最大值分别为234.3 MPa、13.6％.高温抗拉强度σb为117.5 MPa,高温伸长率无明显变化.加Ho后的合金200℃下断裂方式属于以韧性为主的准解理断裂和韧窝断裂的混合断裂形式.     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

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%     

硅对Mg2Si/ZM5复合材料组织和性能的影响

在真空感应炉中氩气保护下制备材料，采用OM，SEM，EDAX和XRD及拉伸试验，研究分析了硅对原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料铸态显微组织和性能的影响规律。结果表明，反应添加物Si在ZM5合金中形成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相，明显地提高了材料的室温与高温强度，如Si的质量分数为1.5％时，室温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别可达20.1％和61.5％，Si的质量分数为1.0％时，高温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别可达14.9％和25.7％；Mg2Si相的形貌随着硅含量的不同而变化，如Si的质量分数为0.5％时，主要生成细小短棒状或片状共晶Mg2Si相，Si的质量分数大于1％时，则出现了粗大块状或汉字状初生Mg2Si相和片状或短棒状的共晶Mg2Si相；由于所生成的Mg2Si相本身是一种脆性相，使得该材料呈现出解理断裂，降低了材料的塑性。     

Effects of Cu addition on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn magnesium alloy

The application of Mg-Zn binary alloys is restricted due to their developed dendritic microstructure and poor mechanical properties. In this study, an alloying method was used to improve the mechanical properties of Mg-Zn alloy. The Mg-6Zn magnesium alloys microalloyed with varying Cu content(0, 0.8, 1.5, 2.0 and 2.5wt.%) were fabricated by permanent mould casting, and the effects of Cu content on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-6Zn alloys were studied using OM, SEM, XRD and tensile tests at room temperature. The obtained results show that the addition of Cu not only can refine the grains effectively, but also can modify the eutectic morphology and improve the mechanical properties of the alloys. The main phases of the studied alloys include α-Mg, MgZn_2, Mg_2Cu and CuMgZn. When the content of Cu exceeds 0.8wt.%, Mg_2Cu phase appears. Meanwhile, the eutectic morphology is modified into dendritic shape or lamellar structure, which has an adverse effect on the tensile properties. Furthermore, among the investigated alloys, the alloy containing 0.8% Cu shows an optimalultimate tensile strength of 196 MPa, while the alloy with 1.5wt.% Cu obtains an excellent elongation of 7.22%. The experimental alloys under different Cu contents show distinguishing fracture behaviors: the fracture of the alloy with 0.8wt.% Cu reveals a mixed mode of inter-granular and quasi-cleavage, while in other investigated alloys, the fracture behaviors are dominated by cleavage fracture.     

Development of High Strength and Toughness Non-Heated Al–Mg–Si Alloys for High-Pressure Die-Casting

Based on the 3 factors and 3 levels orthogonal experiment method, compositional effects of Mg, Si, and Ti addition on the microstructures, tensile properties, and fracture behaviors of the high-pressure die-casting Al-x Mg-y Si-z Ti alloys have been investigated. The analysis of variance shows that both Mg and Si apparently infl uence the tensile properties of the alloys, while Ti does not. The tensile mechanical properties are comprehensively infl uenced by the amount of eutectic phase(α-Al + Mg_2Si), the average grain size, and the content of Mg dissolved into α-Al matrix. The optimized alloy is Al-7.49 Mg-3.08 Si-0.01 Ti(wt%), which exhibits tensile yield strength of 219 MPa, ultimate tensile strength of 401 MPa, and elongation of 10.5%. Furthermore, contour maps, showing the relationship among compositions, microstructure characteristics, and the tensile properties are constructed, which provide guidelines for developing high strength and toughness Al–Mg–Si–Ti alloys for high-pressure die-casting.     

微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

目的研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的Mg ZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律。方法采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响。结果添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10~(-4)A/cm~2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621MPa,塑性压缩应变为0.8%。添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10~(-4)数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6%。结论添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能。添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性。