稀土元素Nd对高铝镁合金组织性能的影响

:研究了稀土Nd含量对Mg-10Al-Zn合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加稀土后,合金主要由α-Mg相、β-Mg₁₇Al₁₂相和Al₂Nd相组成,其中Al₂Nd相成片状分布。Nd含量为2.5%时,其抗拉强度和伸长率最大,分别为130 MPa和4.37%。该稀土镁合金的断裂为塑性断裂。      

Sb变质Mg-10Al合金的组织与力学性能

研究了不同Sb含量的Mg-10Al合金的微观组织及在室温和150℃高温下的力学性能。结果表明,加入适量的Sb,Mg-10Al合金中生成了弥散分布的针状Mg3Sb2相,α-Mg初晶显著细化,抑制了网状共晶组织的形成。当Sb含量为0.5%(质量分数)时,组织细化效果最佳。随着Sb含量的增加,室温及高温下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后降低,均在Sb含量为0.5%(质量分数)时获得最佳综合性能。Mg-10Al-0.5Sb合金在150℃的抗拉强度为180MPa、伸长率为19%,比Mg-10Al合金分别提高了30%和90%。此外,在150℃条件下,含Sb合金仍保持了与其在室温下相当的强度,而未添加Sb的Mg-10Al合金的强度则明显下降。     

Sb对Mg-5Al-2Sr合金组织和性能的影响

采用表面活性元素Sb微合金化的方法制备了Mg-5Al-2Sr-xSb(x=0,0.3,0.6,1.0)合金,通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和力学性能测试等方法研究了Sb含量对Mg-5Al-2Sr合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Mg-5Al-2Sr-xSb合金铸态组织主要由枝晶α-Mg、沿晶界或分布在枝晶间的层状或离异共晶的Al4Sr相、块状三元Mg9Al3Sr相(τ相)和颗粒状SbSr2相组成,随着Sb含量的增加,Sb-Sr2相的数量逐渐增多,τ相逐渐减少.Sb的质量分数为0.6%时,断续分布的Al4Sr相和细小弥散分布的Sb-Sr2相能够提高Mg-5Al-2Sr合金的室温和高温(150℃)机械性能.     

固溶体Mg-5Al-xGd合金的制备及其压缩性能EI北大核心

利用Gd(0.00%,0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,质量分数,下同)元素和凝固压力(3 GPa)调控Mg-5Al合金凝固组织结构,对合金样品进行压缩测试,并研究组织结构与室温压缩性能相关性。结果表明:常压石墨型铸造下,仅Mg-5Al-0.75Gd合金获得了晶界无共晶相生成、粒状Al2Gd相弥散分布在基体上、晶粒平均尺寸约为85μm的固溶体组织,其抗压强度和最大压缩应变分别为379 MPa和33.46%,高于存在晶间第二相的合金。3 GPa高压下,Gd含量≤0.25%合金的凝固组织为单一固溶体,Gd含量≥0.50%合金的晶界(枝晶间)有共晶Al_(2)Gd相生成。固溶体Mg-5Al-0.25Gd合金的平均晶粒尺寸是74μm,抗压强度是402 MPa,最大压缩应变是33.61%。Mg-5Al-0.75Gd合金的平均晶粒尺寸是38μm,抗压强度和最大压缩应变分别是341 MPa和25.12%,其性能低于Mg-5Al-0.25Gd合金。可见,晶间Al,Gd元素的存在形式是影响铸造Mg-Al合金力学性能的重要因素。     

高性能Al-5Mg-2Si-xCe合金的制备及其力学性能研究

以Al-5Mg-2Si合金为基体合金,通过掺杂稀土Ce元素对合金进行改性,制备了不同Ce掺量的Al-5Mg-2Si-xCe(x=0,0.2,0.4和0.6)合金。采用XRD、SEM、EDS和力学性能分析等方式,研究了合金的结构、微观形貌和力学性能。结果表明,Al-5Mg-2Si-xCe(x=0,0.2,0.4和0.6)合金主要由α相组合而成,掺杂Ce元素后出现了Al_8CeFe_4三元含铁相的化合物,说明Ce具有促进β-Fe相转化成α-Fe相Al_8CeFe_4的作用;不掺杂Ce元素的Al-5Mg-2Si合金的枝晶排列紊乱且尺寸较为粗大,掺入稀土Ce元素后,枝晶的排列得到了明显改善,并且随着Ce掺量的增加,晶粒逐渐细化,分布更为均匀,α-Al的尺寸也逐渐缩小;当Ce掺量为0.4%(质量分数)时,合金的抗拉强度和延伸率均达到最佳,分别为133.70 MPa和1.64%,相比Ce掺量为0时,分别增长了26.49%和115.79%;未掺杂Ce的合金主要为解离断裂,掺入Ce后,合金的断裂方式主要为延晶断裂,且断口处晶粒均较为完整未被拉裂。     

稀土元素Nd对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

通过制备Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xNd(x=0、1、2、3、4)系列合金,研究了稀土元素Nd对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等手段,观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能。结果表明:合金中添加稀土元素Nd后晶粒明显细化,随着Nd元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析可知,添加Nd元素后,合金中并没有出现新的含Nd的物相;扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Nd置换了部分Y,形成了Mg3(NdY)2Zn3、Mg3-(NdY)Zn6的相结构,Nd元素对Y的置换主要出现在Mg3(NdY)2Zn3结构中,在Mg3(NdY)Zn6相结构中出现较少;力学性能测试结果表明,随着Nd含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Nd含量为3%(质量分数)时达到最大,比未添加Nd元素时提高约25%以上。     

Y对Mg-8Al-2Sr镁合金高温力学性能的影响

制备不同Y含量的Mg-8A1-2Sr-xY镁合金,用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、高分辨电子显微镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）以及力学性能测试等手段观测合金的显微组织和高温力学性,研究了Y对合金高温力学性能的影响。结果表明:适量的Y能明显细化Mg-8Al-2Sr镁合金的显微组织,改变合金的相组成,有效抑制β-Mg₁₇Al₁₂相的出现,在晶界上生成新的高温耐热相Al₂Y,促进Al₂Sr的生成,因此使合金的高温力学性能显著提高。但是,过多的Y导致合金的成分和组织不均匀,从而使合金的性能降低。     

(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料的高温性能及其强化机制

利用Al-La₂O₃的原位反应和粉末冶金工艺制备出(Al₁₁La₃+Al₂O₃)/Al复合材料。结果表明，高能球磨和高温烧结促进了原位反应，使Al与La₂O₃充分反应并制备出致密无缺陷的材料。对其微观组织的分析表明，微米Al₁₁La₃和纳米Al₂O₃颗粒均匀分散于基体之中。这种复合材料的室温抗拉强度为328 MPa、延伸率为10.5%,350℃的高温抗拉强度为119 MPa、延伸率为10.2%。与传统Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐热铝合金相比，本文的制备的(Al₁₁La₃+Al₂O₃)/Al复合材料其高温抗拉强度提高了大约20%。这种材料的室温强化机制源于Al₁₁La₃和Al     

热挤压Mg-3Sn-1Zn-xCu合金的显微组织与力学性能

研究了添加Cu对热挤压Mg-3Sn-1Zn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加少量Cu能显著细化热挤压Mg-3Sn-1Zn合金晶粒,同时在合金中形成具有高热稳定性的CuMgZn相,提高了合金的室温及高温强度和塑性。当Cu含量为0.5%时,热挤压Mg-3Sn-1Zn-0.5Cu合金的晶粒最细,为2.8 μm;其强度和塑性最高,室温屈服强度为241 MPa,伸长率为20.3%,150 ℃时屈服强度为128 MPa,室温拉伸力学性能优于挤压态AZ31B合金,高温强度优于铸态AE42合金。     

(Si+Mn)/Fe对Al-5Cu合金铸态组织及力学性能的影响

在Al-5Cu-0.3Fe高强铸造合金中添加Mn和Si,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究(Si+Mn)/Fe质量比(K=3、4、5和6)对其铸态组织及力学性能的影响。结果表明：随着K值的增大，富Fe相形貌的变化趋势为针状→汉字状→粗大汉字状富Fe相聚集，富Fe相由针状Al₃FeMn向汉字状Al₆FeMn转变。Al-5.0Cu-0.3Fe-1Si-xMn合金，K=4时，拉伸断口展现良好的塑性特征，合金的综合力学性能最佳，比K=3时抗拉强度和延伸率分别提高了22%和65%。Si和Mn元素对Al-5.0Cu-0.3Fe合金的富Fe相有良好的变质作用。适当减少Mn的添加量，而增加Si的含量，保持(Si+Mn)/Fe=4,有助于减少合金的孔洞缺陷，降低热裂敏感性，较好地调控富Fe相形貌和尺寸。     

Microstructure and Mechanical Properties of Mg-Al-Ca-Nd Alloys Fabricated by Gravity Casting

The aims of this study are to investigate the effects of Nd addition in the Mg-Al-Ca alloys on microstructure and mechanical properties.Microstructure of as-cast Mg-5Al-3Ca alloy containing Nd consists ofα-Mg matrix, eutectic phase and Al-Nd rich intermetallic compound.As Nd addition was increased,α-Mg matrix morphology was changed from dendritic to equiaxed grains and average value of grain size was decreased.Nd addition to Mg-5Al-3Ca based alloys resulted in the formation of Al-Nd rich intermetallic compounds at grain boundary andα-Mg matrix grains.And these Al-Nd rich intermetallic compounds were dispersed homogeneously.In these alloys,two kinds of eutectic phases were observed,i.e.coarse irregular-shape structure at grain boundary and fine needle-shape structure in theα-Mg matrix grain.It is found that the ultimate strength showed the maximum value of 271 MPa at Mg-5Al-3Ca-2Nd alloy and elongation was decreased as the addition of Nd was increased.     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

Effect of Cu addition on microstructures and tensile properties of high-pressure die-casting Al-5.5Mg-0.7Mn alloy

In this study, Cu was added into the high-pressure die-casting Al-5.5Mg-0.7Mn (wt%) alloy to improve the tensile properties. The effects of Cu addition on the microstructures, mechanical properties of the Al-5.5Mg-0.7Mn alloys under both as-cast and T5 treatment conditions have been investigated. Additions of 0.5 wt%, 0.8 wt% and 1.5 wt% Cu can lead to the formation of irregular-shaped Al₂CuMg particles distributed along the grain boundaries in the as-cast alloys. Furthermore, the rest of Cu can dissolve into the matrixes. The lath-shaped Al₂CuMg precipitates with a size of 15–20 nm × 2–4 nm were generated in the T5-treated Al-5.5Mg-0.7Mn-xCu (x = 0.5, 0.8, 1.5 wt%) alloys. The room temperature tensile and yield strengths of alloys increase with increasing the content of Cu. Increasing Cu content results in more Al₂CuMg phase formation along the grain boundaries, which causes more cracks during tensile deformation and lower ductility. Al-5.5Mg-0.7Mn-0.8Cu alloy exhibits excellent comprehensive tensile properties under both as-cast and T5-treated conditions. The yield strength of 179 MPa, the ultimate tensile strength of 303 MPa and the elongation of 8.7% were achieved in the as-cast Al-5.5Mg-0.7Mn-0.8Cu alloy, while the yield strength significantly was improved to 198 MPa after T5 treatment.     

Microstructural evolution,mechanical properties and corrosion behavior of as-cast Mg-5Li-3Al-2Zn alloy with different Sn and Y addition

Influences of Sn and Y on the microstructure,mechanical properties,and corrosion behavior of as-cast Mg-5Li-3Al-2Zn (LAZ532) alloy were investigated.The addition of Sn and Y refines grains and results in the formation of Mg2Sn and Al2Y phases,thus improving the mechanical properties of alloy by second phase strengthening and grain refinement strengthening.As-cast LAZ532 alloy shows typical filiform corrosion morphology,and the addition of Sn and Y does not change the corrosion mode of alloy.Ascast LAZ532-0.8Sn-1.2Y alloy shows excellent mechanical properties with yield strength of 166.2 MPa,ultimate tensile strength of 228.6 MPa and elongation of 14.8 ％,and exhibits the best corrosion resistance with the smallest corrosion current density and the lowest anodic dissolution rate.     

Y对Mg-14Al-5Si合金性能的影响

使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)及X射线衍射仪(XRD)等手段分析了Mg-14Al-5Si合金的组织和成分,用布洛维硬度计和电子万能试验机测试了这种合金的力学性能,研究了在Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Y元素对其组织和力学性能的影响。结果表明：在Mg-14Al-5Si合金中分别添加0.5%、0.8%、1.0%和1.5%(质量分数,下同)的Y元素,使合金中的Mg₂Si相由粗大的树枝状变为多边形和圆形,共晶β-Mg₁₇Al₁₂相由粗大的连续网格状变为细小的网格状和孤岛状。Y的添加量为1.0%时改性效果最佳,Mg₂Si相的平均尺寸由42.21 µm减小到8.15 µm,此时合金的力学性能最佳,硬度为135 HB,抗拉强度为147 MPa,屈服强度为76 MPa,伸长率为5.04％。在Y的添加量为1.5%的合金中发现白色块状的Mg-Si-Y化合物。Y元素能促进Mg₂Si相形核、抑制其各向异性生长,并在β-Mg₁₇Al₁₂相的生长前沿偏析形成过冷结构,抑制其生长。     

热处理对Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr合金拉伸性能的影响

研究了固溶+单级时效处理、固溶+双级时效处理、固溶+随炉冷却处理对新型亚稳β钛合金Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：与固溶+单级时效处理相比,固溶+双级时效处理析出的晶内次生α相间距减小和体积分数增大而使合金的强度提高。两种热处理都使合金中生成连续的晶界α相,导致合金的塑性降低;与上述两种热处理相比,固溶+随炉冷却处理使合金中析出的晶内次生α相的间距明显减小且沿晶界生成向晶内生长的α_wgb相,使合金的强度和塑性显著提高,其抗拉强度达到1421 MPa,断后伸长率为7.7%;与次生α相的体积分数相比,其间距是影响合金强度的主要因素。随着次生α相间距的减小,合金的强度提高。     

稀土Y和Sm对AZ91D镁合金组织与性能的影响

采用控制变量法研究单一稀土Y和复合稀土Y,Sm元素对AZ91D镁合金微观组织与力学性能的影响,分析稀土元素对AZ91D合金的细化机理。结果表明：复合添加稀土Y和Sm对AZ91D合金的作用效果明显好于单一添加稀土Y对AZ91D合金的作用效果,添加Y和Sm后,生成了块状相Al₂Y相和针状相Al₂Sm相,可以作为α-Mg的有效异质形核点。当加入量为0.8%（质量分数,下同）Y+1.0% Sm时,α-Mg晶粒尺寸最为细小,分布最为均匀,其合金的硬度、抗拉强度及伸长率分别为67.42HV,153.37 MPa和3.62%,改善了铸态AZ91D合金的室温力学性能,但是超过这个最佳添加量后,合金的室温力学性能开始下降。