脉冲磁场对镁铜合金组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响

在生物医用Mg-0.6Cu合金的凝固过程中施加脉冲磁场处理,研究脉冲电压对合金凝固组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响。结果表明:随着放电电压的增加,在合金凝固组织逐渐细化的同时,第二相的数量也逐渐降低;当脉冲电压为300 V时,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率均逐渐提高,其较未处理合金分别提高了49.4%、45.7%和114.3%;试样在37℃的SBF溶液中的析氢速率、腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐降低,同时,其自腐蚀电位也逐渐向正向移动,这表明合金的耐腐蚀性能逐渐提高。     

超声处理对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

在Mg_(93)Zn_6Y合金凝固过程中施加超声处理,主要研究超声功率对合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,超声处理对Mg_(93)Zn_6Y合金铸态组织中的初生α-Mg和准晶相均具有显著的细化效果。随着超声功率增加,其细化效果逐渐加强,初生α-Mg相的形貌由粗大树枝晶状转变为细小花瓣状,准晶相由粗大的连续网络状转变为细小的孤岛状和颗粒状。当超声功率为600W时,合金的抗拉强度和伸长率分别达到215MPa和3.1%。相比未处理的合金,分别提升了51%和182%,表现出较好的综合力学性能。     

超声-合金化处理对Al-20Mg_2Si合金组织和性能的影响

研究了未处理、P和La合金化处理、超声处理和超声-合金化复合处理对Al-20Mg_2Si合金凝固组织和力学性能的影响,并研究了复合处理条件下不同的超声参数对初生Mg_2Si相大小和力学性能的影响。结果表明,经过超声-合金化复合处理后,合金的凝固组织和力学性能显著改善,其效果好于单一的合金化处理或超声处理;与未处理试样相比,初生Mg_2Si相的尺寸减小68%,抗拉强度提高62.3%,伸长率提高47%。复合处理条件下,随着超声功率的增加,初生Mg_2Si相尺寸逐渐减小,力学性能逐步提高;随着处理时间延长,初生Mg_2Si相尺寸先减小再增加,但力学性能逐渐提高;随着超声处理温度的提高,初生Mg_2Si相尺寸先减小后增加,力学性能变化规律与之对应。     

超声-合金化处理对Mg-9Al-3Si合金组织及性能的影响

以Mg-9Al-3Si合金为基体,首先对比研究了超声处理、Sr、Y合金化处理以及超声-合金化复合处理对其凝固组织及力学性能的影响,随后研究了复合处理条件下,不同超声参数对合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明,在超声-合金化复合处理条件下,合金的凝固组织和力学性能得到明显改善,优于单一合金化处理或超声处理;初生Mg_2Si相尺寸与未处理时相比减小了72.9%,合金的抗拉强度和伸长率与未处理时相比分别提高了125%和310%。复合处理条件下,随着超声功率或超声时间的增加,初生Mg_2Si相的尺寸均逐渐减小;合金力学性能的变化规律与初生Mg_2Si相的尺寸基本对应。     

超声处理对Mg-9Al-3Si合金组织及力学性能的影响

研究了超声处理对Mg-9Al-3Si合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明,通过控制超声工艺参数可改善Mg-9Al-3Si合金凝固组织,提高其力学性能的目的。在超声功率为0~900W时,随着超声功率增大,合金中的Mg2Si相逐渐细化,其抗拉强度先增后减,转折点为700W。在超声处理时间为0~90s时,随着超声处理时间延长,合金中的Mg2Si相逐渐细化,其抗拉强度先增后减,转折点为60s。分析其断口发现,未经超声处理的合金断裂形式为解理断裂,经过超声处理的合金断口解理台阶尺寸减小,呈准解理断裂特征。     

Sr对Mg-1.38Si合金凝固组织与生物腐蚀行为的影响

向Mg-1.38Si合金中添加Sr,主要研究了Sr含量对Mg-1.38Si合金凝固组织和生物腐蚀行为的影响。结果表明,Sr对Mg-1.38Si合金中的Mg_2Si相具有较好的变质效果。随着Sr含量增加,共晶Mg_2Si相形貌由粗大的汉字状逐渐转变为细小的短棒状,初生Mg_2Si相形貌也由粗大的多边形状转变为细小的颗粒状。随着Sr含量增加,4种合金的析氢速率、腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增大,表明合金在人体模拟组织液(SBF)中的耐腐蚀性能逐渐降低。     

超声处理对AZ91合金微观组织的影响(英文)

通过在AZ91合金熔体中引入超声振动研究超声处理对合金微观组织的影响。结果表明,超声处理并不改变合金的相组成,但对凝固组织有显著影响;随着超声功率的增加,层片状共晶组织的面积分数呈现先增加后降低的趋势,当超声功率为600 W时达到最高,而Al8Mn5相的平均面积变化规律则完全相反,Mg17Al12相的面积分数则随着超声功率的增加而逐渐降低。讨论了组织细化及相分数改变的超声处理机制。     

脉冲磁场对Mg-Zn-Y合金组织及力学性能的影响

在Mg93Zn6Y1合金凝固过程中施加脉冲磁场处理,主要研究了放电电压对Mg93Zn6Y1合金组织和力学性能的影响。结果表明,施加脉冲磁场对Mg93Zn6Y1合金凝固组织中的初生α-Mg相和准晶相均具有显著的细化效果。随着放电电压的增加,初生α-Mg相尺寸逐渐减小,其形貌由粗大枝晶状逐步转变为细小花瓣状和颗粒状。同时,准晶相也得到逐步细化,其形貌由粗大的连续网络状转化为不连续状和颗粒状,平均宽度和平均面积比分别由26μm和32%减小至10μm和14%。随着放电电压的增加,Mg93Zn6Y1合金的力学性能显著提高。当放电电压为300V时,Mg93Zn6Y1合金的抗拉强度和伸长率分别为172.1 MPa和1.6%,相比未处理合金提高了71.2%和60.0%。     

熔体超声处理对Al-Si合金组织和力学性能的影响

利用超声处理器对Al-Si合金熔体进行处理,研究超声功率对Al-12Si-4Cu-3Ni-Mg合金显微组织与力学性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:合金熔体超声处理后,铸态组织中初晶硅相由粗大多边形变成细小且均匀分散的颗粒,α-Al细小圆整,富铁相由粗大的十字状转变为细小的块状;当熔体处理温度720℃、超声功率1.5k W、处理时间2 min时,合金的350℃抗拉强度和伸长率分别为110 MPa和5%,是未经超声处理的1.33倍和1.67倍;随超声功率的增加,初晶硅尺寸逐渐减少并呈线性关系;超声处理提高了Al-Si合金熔体凝固过程中初晶相、共晶相的析出温度,细化了合金组织。     

Zr对Mg_(97)Y_2Cu_1合金组织与性能的影响

研究了0~1.2%的Zr含量对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,Zr可以显著细化合金的初生晶粒,使第二相分布变得均匀。在合金中加入Zr后,生成了少量颗粒状的CuZr2相,分布在α-Mg基体中。随着Zr加入量的增加,合金的力学性能逐渐提高;当Zr加入量为1.2%时,合金的抗拉强度和伸长率分别为218MPa和9.4%,较未合金化处理的试样分别提高了26%和62%。     

功率超声对Pb-Sn合金凝固行为的影响

研究了功率超声对铅锡合金凝固过程的影响,分析了其影响机制.结果表明,在功率超声作用下,声空化效应和声流效应使含铅5%的铅锡合金的凝固组织明显细化,并且经过功率600W的超声处理后,先析出相的析出温度升高3℃,凝固温度升高了5℃.随着超声功率的增加,合金组织的细化程度提高,但功率提高到一定程度时,细化作用减弱.     

超声时间对生物医用可降解Zn-0.5Sr合金微观组织和性能影响

为了提高生物医用可降解锌合金的力学性能，同时符合植入人体后的腐蚀速率需求，本文研究了在超声功率为600 W时，不同超声处理时间(0、2、5、8 min)对Zn-0.5Sr合金微观组织及性能的影响。研究结果表明，当超声时间为5 min时，初生α-Zn和SrZn₁₃第二相尺寸减小到87.24和35.01μm，合金的抗拉强度和延伸率提高到118.93 MPa和1.32%。15天浸泡腐蚀实验结果表明，未经超声处理的合金腐蚀速率最低，为0.046 mm/a，当超声时间达到5 min时，合金的腐蚀速率提高到(0.085±0.003 1) mm/a。电化学实验结果表明，超声时间为5 min的Zn-0.5Sr合金腐蚀速度由(2.340±0.159) mm/a增加到(5.207±0.354) mm/a。     

Zr和超声对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

对比研究了Zr、超声以及Zr和超声复合处理对长周期结构Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响,同时考察了复合处理条件下,不同的超声输出功率、处理时间和施振温度对合金凝固组织的影响。结果表明,Zr和超声均可以显著细化合金的凝固组织,且Zr和超声复合处理对合金凝固组织的细化效果最佳;在复合处理条件下,当超声输出功率在0~900 W范围内,超声处理时间在0~120s范围内,随着输出功率或处理时间的增加,合金的晶粒逐渐细化;在660~730℃范围内,随着超声施振温度的降低,合金的晶粒逐渐细化。     

侧部导入超声处理对共晶Al-Si合金凝固特性的影响

研究了功率超声处理对ZL102铝硅合金凝固特性的影响。研究发现:在凝固过程中进行超声处理能显著细化共晶硅相,改善其形貌及分布;通过对比未处理、300 W超声波及500 W超声波处理条件下铝硅合金不同部位的力学性能及断口形貌,发现功率超声处理明显提高铝硅合金的力学性能,且随着处理功率的增大,合金的力学性能随之提高。并分析了超声波在铝硅合金中传播时衰减的原因,通过数学方法得到衰减方程,并探讨了其衰减规律。     

复合处理对熔模铸造AZ91D-3Ca合金凝固组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、材料试验机及扫描电镜,研究了机械振动、超声及超声-机械振动复合作用,对熔模铸造AZ91D-3Ca阻燃镁合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明:经复合处理后,合金的凝固组织改善效果最好,其初生相由发达的树枝晶转变为细小的等轴晶,第二相呈条状或颗粒状;合金的抗拉强度和伸长率最高,与未处理的试样相比分别提高了109.6%和52.2%。     

La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金力学性能及耐蚀性能的影响

研究了La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金组织形貌、力学性能及耐蚀性的影响。采用T-1200CB坩埚炉冶炼稀土含量(质量分数)分别为4.63%、5.81%、6.18%的Mg-Al-Mn合金。在箱式电阻炉中对研究试样进行430 ℃保温24 h的固溶处理,然后进行200 ℃保温24 h时效处理。对不同热处理状态的试样进行组织观察,对固溶时效后的试样进行拉伸、硬度及盐雾腐蚀试验,从而分析La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金显微组织、力学性能及耐蚀性的影响。研究表明,随着合金中的La-Ce混合稀土含量的增加,Mg₁₇Al₁₂相逐渐被Al₄(La, Ce)相代替;硬度、抗拉强度和伸长率都逐渐减小,力学性能下降;合金的腐蚀速率逐渐下降,耐蚀性提高。     

超声处理对Mg-6Zn-0.5Y-2Sn合金显微组织及力学性能的影响（英文）

研究超声处理对Mg-6Zn-0.5Y-2Sn合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,超声处理对Mg-6Zn-0.5Y-2Sn合金显微组织及力学性能有显著影响。Mg-6Zn-0.5Y-2Sn合金是由α-Mg相、MgZn_2相、MgSnY相、Mg_2Sn相和少量I相组成。经超声处理后,I相基本消失,并且随着超声功率的提高,粗大的枝晶结构逐渐变成圆整的等轴晶,位于晶界附近粗大、半连续、不均匀分布的第二相逐渐变得细小、不连续、均匀且弥散分布。当超声功率达到700 W时,Mg-6Zn-0.5Y-2Sn合金的综合力学性能达到最佳。与未超声处理的镁合金相比,其屈服强度、极限抗拉强度和伸长率分别提高了28%、30%和67%。     

超声场作用下Mg-4Al-1Si合金凝固组织

采用自行研制的镁合金熔体超声处理装置对Mg-4Al-1Si合金熔体进行处理,研究超声处理功率、超声处理时间和超声处理温度对其凝固组织及相形貌的影响。结果表明:超声处理可以显著细化Mg-4Al-1Si合金的凝固组织,适当提高超声功率和处理温度以及适当延长处理时间均可增强细化效果。650℃Mg-4Al-1Si合金熔体经270W超声处理50s可以取得较好的细化效果,平均晶粒尺寸为107μm,为未经超声处理合金晶粒尺寸(383μm)的28%。另外,经超声处理的Mg-4Al-1Si合金中Mg2Si相由未经超声处理时的粗大汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状。     

等通道转角挤压Zn-22Al合金在NaCl水溶液中的腐蚀行为

研究了等通道转角挤压 (ECAP) 工艺处理对Zn-22Al合金耐腐蚀性能的影响,考察了显微组织演变对Zn-22Al合金在3.5% (质量分数) NaCl溶液中的失重及电化学腐蚀行为的影响。结果表明：相比铸态Zn-22Al合金,经过ECAP处理后的试样组织明显细化,晶粒尺寸均匀。晶粒细化导致晶界大量增加及应力增大,试样表面缺陷增多,富铝相被优先腐蚀后,导致被富铝相包围的富锌相脱落,腐蚀速率加快,腐蚀失重随着挤压道次的增加而增加。电化学测试结果表明,随着挤压道次的增加,Zn-22Al合金腐蚀电流密度逐渐增加,腐蚀电位逐渐下降,合金的耐腐蚀性能随挤压道次的增加而逐渐降低。     

固溶处理Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd生物可降解镁合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能（英文）

研究了Mg-0.5Zr-1.8Zn-x Gd (x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,质量分数,%)镁合金经过470℃和10 h固溶处理后的组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,Gd含量在0%～2.5%范围内,随着Gd含量增加,合金晶粒尺寸逐渐减小。当Gd含量低于1.5%时,合金元素几乎完全固溶于合金基体中,第二相主要由纳米尺度的(Mg,Zn)3Gd析出颗粒组成。当Gd含量在1.5%～2.5%范围时,合金中出现未固溶的微米尺度的(Mg,Zn)3Gd相,并且该相数量和尺寸随着Gd含量增加而增加。由于组织均匀分布和纳米尺寸的第二相颗粒存在,Mg-0.5Zr-1.8Zn-1.5Gd合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。在120 h浸泡实验中,Mg-0.5Zr-1.8Zn-1.5Gd合金平均腐蚀速率首先降低,然后增加,接着缓慢降低,最后,随着浸泡时间延长,腐蚀速率最终变得稳定。