Cu和Ce对Mg-1.5Zn-0.2Mn合金组织和力学性能的影响

本文通过光学显微镜、拉伸试验机对比研究了Ce、Cu元素对Mg-1.5Zn-0.2Mn合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,Cu、Ce元素对铸态Mg-1.5Zn-0.2Mn合金晶粒细化效果并不明显,但经350℃热变形后,能显著细化挤压态Mg-1.5Zn-0.2Mn合金的晶粒组织,其中Ce细化晶粒的效果更加明显,而且Ce能够抑制合金的动态再结晶。此外,Cu、Ce元素的添加均能提高Mg-1.5Zn-0.2Mn合金沿ED和TD方向的屈服强度和抗拉强度,其中Ce元素提高幅度更大,Mg-1.5Zn-0.2Mn-0.2Ce合金ED、TD方向屈服强度分别为185 MPa和162 MPa。与此同时,这两种元素还可以改善Mg-1.5Zn-0.2Mn合金板材强度的各向异性,其中Cu元素的改善效果更明显。     

Mn对碳质细化Mg-3Al合金效果的影响

利用ICP、SEM、EDS等分析手段,研究了Mn元素对碳质细化Mg-3Al合金剂效果的影响.通过对细化处理前后的镁合金铸态组织的显微分析发现,Mn元素对Mg-3Al合金凝固组织有良好的晶粒细化效果.添加0.32％的Mn可使Mn-3Al平均晶粒尺寸减小到66 μm,但进一步增加Mn含量,细化效果不再明显.分析认为,当Mn含量较小时,细小的球状和杆状AlMn相可与Al4C3一起作为α-Mg的有效形核核心.随着Mn含量增大,过饱和的溶质Mn、Al与Al4C3、Al-C-O等碳化物相互作用,形成更多粗大的十字花瓣状Al-Mn-C-O相,减少了有效形核核心数目,导致晶粒粗化.     

Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca合金的显微组织与力学性能

利用OM、SEM、EDS和抗拉强度测定等手段,研究了添加Si、Ca元素对Mg-1.6Mn变形镁合金显微组织与力学性能的影响.结果表明：Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca合金的铸态组织由α-Mg固溶体、块状或颗粒状Mg 2Si及β-Mn组成.Mg-1.6Mn合金中加入Si、Ca后,钙、硅化合物成为Mg 2Si初生相的异质形核核心,合金的晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从加入前的60 μm细化到加入后的30 μm.Mg-1.6Mn-1.5Si-0.3Ca的抗拉强度为148 N/mm^2,伸长率达5.6%,分别比Mg-1.6Mn的提高54.2%和55.5%.     

不同锰添加剂对Mg-3%Al合金显微组织的影响

采用光学和扫描电子显微镜研究了3种添加剂Mg-10Mn、Al-20Mn和MnCl_2对Mg-3Al%合金组织的影响,利用相提取技术分析不同锰添加剂下Mg-3%Al(质量分数)合金中生成的Al-Mn相,并通过边边匹配模型对Al-Mn相和α-Mg间的晶体学错配度进行计算。结果表明:不同锰添加剂对Mg-3%Al合金晶粒和Al-Mn相类型有显著影响。Mg-10Mn和Al-20Mn中间合金在Mn加入量为0.3%时,对Mg-3%Al合金晶粒有一定的细化作用,而MnCl_2导致晶粒显著粗化。Mn加入量为0.3%时,添加Mg-10Mn和Al-20Mn中间合金形成的Al-Mn相主要为Al_8Mn_5;而Mn量增至0.5%时,添加Mg-10Mn和Al-20Mn中间合金形成的Al-Mn相则主要为Al_(0.89)Mn_(1.11)。添加MnCl_2时,Mg-3Al%合金中形成的Al-Mn相主要为Al_(10)Mn_3。晶体学错配度计算表明:Al_8Mn_5能充当Mg-3%Al合金的异质形核核心,但形核效率一般,Al_(0.89)Mn_(1.11)和Al_(10)Mn_3不能充当异质形核核心。     

Ce元素对Mg-6Zn-1Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和差热分析等手段研究添加Ce对Mg-6Zn-1Mn镁合金在不同状态下的微观组织和相组成的影响,并对合金的室温力学性能进行测试和比较。结果表明:添加的Ce元素以Mg12Ce相存在于合金中,主要分布在晶界和枝晶间,铸态晶粒得到细化;添加Ce元素能够明显地提高挤压态Mg-6Zn-1Mn合金的屈服强度和伸长率,这是由于热挤压过程中弥散分布在晶界上的Mg12Ce相能够有效钉扎晶界,抑制再结晶晶粒长大,从而得到更加细小的热变形晶粒组织;然而,添加Ce元素恶化了时效态Mg-6Zn-1Mn合金的力学性能,这是因为热处理不能使这些Mg12Ce相固溶于基体中,在拉伸断裂时Mg12Ce相表面形成微裂纹,导致力学性能下降。     

连续挤镦Mg-Sn合金的显微组织与力学性能

通过光学显微金相、扫描电镜和力学性能测试等手段,研究了Sn添加量为3wt%、5wt%、8wt%和10wt%的铸态和连续挤镦态的Mg-Sn二元合金的显微组织与力学性能。结果表明,Sn含量≤8wt%时,Mg-Sn二元合金的组织被细化。铸态的Mg-Sn合金经连续挤镦后,晶粒得到明显细化。同时,Mg2Sn相含量随锡含量的升高而增加;连续挤镦的Mg-8wt%Sn合金组织抗拉强度最大,达到204 MPa,比相应的铸态组织增加67%;连续挤镦变形合金的拉伸断口出现大量韧窝,断裂方式为典型韧性断裂。     

Fe元素对Mg-3Al合金的晶粒细化与机理

将无水FeCl3直接添加到Mg-3Al合金熔体中进行孕育处理,研究了Fe元素对合金的晶粒细化现象和机理。结果表明,高纯Mg-3Al合金存在"本能晶粒细化"现象,当引入Fe元素时,微量的Fe可引起合金晶粒的明显粗化,但当Fe元素含量较高时,Fe的存在又能引起合金晶粒的再次细化。分析表明,Fe元素能够与高纯熔体中的含碳晶核相互作用,降低晶核的形核能力,这是Fe元素引起合金晶粒粗化的主要原因,但之后的晶粒细化现象与Al-Fe颗粒的析出无关,而更可能是形核能力已降低的形核相随着Fe含量的增加其点阵结构和参数再次发生了明显的改变,并再次成为合金凝固时的主要晶核。     

Zr对铸态Mg-7Gd-3Y镁合金组织和性能的影响

在稀土镁合金专用熔剂覆盖和氩气保护下制备了Mg-7Gd-3Y、Mg-7Gd-3Y-0.5Zr两种合金。采用光学显微镜、X射线衍射、室温力学测试对合金的显微组织与力学性能进行了分析,研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响。结果表明,Zr可以极大地细化Mg-7Gd-3Y合金的晶粒;Zr元素的添加,使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了较大提高。     

Er对铸态Mg-Al-Zn-Mn合金组织与力学性能的影响

通过熔炼铸造法制备了不同Er含量的铸态Mg-9．0Al-0．8Zn-0．15Mn合金。采用X射线衍射、金相观察、扫描电镜及拉伸性能测试，研究了Er的添加对合金的显微组织与力学性能影响。结果显示，基体合金中添加Er后，显微组织主要由α-Mg相、Mg17Al12相及Al3Er相组成。添加Er元素能有效细化铸态合金的晶粒，使其平均晶粒尺寸从57μm降低到21μm；同时Er的添加改善了基体合金中Mg17Al12相的形态与分布，最终使基体合金的室温抗拉强度得到提高。     

Mn对Al-Ti-B、Al-Ti-C中间合金细化铝晶粒效果的影响

试验研究了Mn元素对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C两种铝用中间合金晶粒细化效果的影响,分析了Mn元素影响两种中间合金晶粒细化效果的机制。结果表明,总体来讲,Mn对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C的晶粒细化效果有不同程度的破坏作用。微量Mn元素不会影响铝熔体中形核基底的活性,Mn元素加入铝熔体后的生长限制因子很小,不能有效阻止小尺寸晶粒的长大和相互融合,添加Mn元素所导致的熔体过热对晶粒细化的破坏作用占主导地位,最终导致中间合金的晶粒细化效果被削弱。     

稀土Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响

通过含量的变化研究了微量稀土元素Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响规律。实验结果表明,添加微量的Er元素不仅可通过在合金熔体中产生大量异质形核核心(Al_3Er)细化初生α-Al晶粒,而且Er元素还可有效细化铝-硅共晶团,从而显著提高合金的力学性能。当Er含量为1%时合金的力学性能最高,抗拉强度为240 MPa,伸长率为9.8%。     

Zn-Mg-Ti中间合金对纯镁组织及性能的影响

本文通过模铸法制备了一种Zn-Mg-Ti中间合金,并研究分析了Zn-Mg-Ti中间合金对纯镁显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：中间合金主要由基体及“花朵状”Zn-Mg-Ti三元相组成。Zn-Mg-Ti中间合金对纯镁的晶粒组织有显著影响,镁合金晶粒尺寸随中间合金添加量的增大先减小后增大,当中间合金添加量为8%时,镁合金晶粒尺寸最小。镁合金晶粒细化主要归因于Ti原子在固液界面前沿偏聚,造成成分过冷,抑制晶粒长大。对比Mg-6.4wt.%Zn合金和Mg-8（Mg+8wt.%Zn-Mg-Ti中间合金）合金微观组织,发现Ti元素不仅能显著细化Mg-Zn合金晶粒尺寸,而且能够促进M-8合金中的第二相固溶于基体中。挤压态合金力学性能测试结果表明镁合金力学性能随Zn-Mg-Ti中间合金添加量增加先增大后减小,当中间合金添加量为8%时,镁合金综合力学性能最佳,其抗拉强度和延伸率分别为308MPa和21.5%。     

生物可降解Mg-3Zn-0.8Zr-xMn合金的组织与性能

开发具有良好生物相容性、耐蚀性及综合力学性能的镁合金是当前可降解金属研究领域的重要方向,本文选取具有良好生物相容性的Zn、Zr、Mn合金元素,通过真空熔炼法制备了新型的Mg-3.0%Zn-0.8%Zr-x%Mn(质量分数,x=0,0.1,0.5,1.0,1.5)系列合金。研究了Mn含量变化对该类合金组织、力学性能及腐蚀降解行为的影响。结果表明:Mn的添加可以细化挤压态Mg-Zn-Zr合金的晶粒尺寸;合金的抗拉强度和屈服强度随着Mn含量的增加先升高后降低,在Mn含量为1.0%时,抗拉强度达到255 MPa,电化学及浸泡测试结果表明Mn的添加使合金的自腐蚀电位增加,耐蚀性能升高,当Mn含量为1.0%时,合金耐蚀性能最好;本研究成分范围内Mg-3Zn-0.8Zr-1Mn合金有最佳的综合力学及耐蚀性能。     

Zr含量对Mg-Gd-Y镁合金组织和性能的影响

在稀土镁合金专用熔剂覆盖和氩气保护下制备了Mg-7Gd-3Y、Mg-7Gd-3Y-0.3Zr、Mg-7Gd-3Y-0.5Zr、Mg-7Gd_3Y-0.7Zr 四种合金.采用光学显微镜、X射线衍射、室温力学测试对合金的显微组织与力学性能进行了分析.研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明,Zr显著地细化 Mg-7Gd-3Y-合金的晶粒.力学性能测试表明,Zr元素的添加,使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了较大提高.     

Mn元素对高纯Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响

研究Mn元素对高纯Mg-3Al(质量分数,%)合金晶粒尺寸的影响。结果表明:当合金中的Mn元素含量小于0.21%(质量分数)时,合金的晶粒尺寸变化不大;但当Mn元素含量大于0.21%时,Mn元素的存在则使合金的晶粒尺寸迅速增大;Mn元素的作用主要与影响熔体中含碳晶核的形核能力有关;当Mn元素的含量小于其溶解度时,Mn元素对含碳晶核的形核能力影响不大,但当Mn元素的含量达到或超过其溶解度时,Mn元素对含碳晶核的影响迅速增大,最终导致含碳晶核的形核能力降低,引起晶粒粗化。     

微量Gd添加对Mg-8Zn-1Mn-3Sn合金组织转变及性能的影响

研究了微量Gd的添加对Mg-8Zn-1Mn-3Sn合金显微组织及性能的影响。结果表明,Mg-8Zn-1Mn-3Sn-xGd主要由α-Mg基体、MgZn₂、Mg₇Zn₃、Mg₂Sn相、MgSnGd相组成。MgSnGd相为高温相,在合金凝固过程中最先形成,改变了凝固过程,使晶界处半连续第二相转变为断网状。MgSnGd相与α-Mg基体存在共格位向关系,能作为异质形核核心细化合金晶粒。Mg-8Zn-1Mn-3Sn-0.5Gd合金的综合力学性能最佳,合金力学性能得到显著提高的机制为通过添加Gd元素细化晶粒组织、MgSnGd相钉扎晶界阻碍位错运动以及晶界第二相形貌转变。     

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。     

Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、X射线衍射分析和力学性能测试等手段,研究了稀土元素Gd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,Gd的添加并没有细化Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的晶粒尺寸,但晶粒尺寸保持在较小的范围内,合金显微组织有所粗化。Gd含量为3.6%时,合金的室温及高温强度达到最大值。Gd的添加对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的高温力学性能有一定改善,尤其是200℃时的力学性能提高较明显,但过量的稀土元素添加使得Mg-6Al合金的强化作用减弱。     

不同Y含量对ZM21镁合金组织和力学性能的影响

本文主要通过OM、SEM、EDS和XRD等研究了铸态及挤压态Mg-2Zn-1Mn-xY (Y=0,0.8,2.2,wt.%) 镁合金显微组织和力学性能。由实验结果可知,稀土Y的添加,不仅可以细化铸态及挤压态合金晶粒,还可以弱化挤压态合金的基面织构强度,从而同时提高合金的强度以及韧性。本文中最优化合金挤压态Mg-2Zn-1Mn-xY合金具有良好的力学性能,与原始Mg-2Zn-1Mn合金相比,屈服强度从164MPa提高到204MPa、抗拉强度从237MPa提高到298MPa以及延伸率从12%增加到18%。     

微量Ca添加对铸造Mg-Sm-Gd基合金显微组织与力学性能的影响（英文）

主要通过透射电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和拉伸测试研究微量Ca元素对Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金中主要第二相为Zn元素富集的Mg₃RE相,Ca元素添加不仅可以细化晶粒,还可以促进Mg₅RE相和溶质原子富集的层错形成。此外,共格界面表明Mg₃RE相可以作为Mg₅RE相的形核位点,这些均有利于合金力学性能的提高。