铸造冷却速度对Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y挤压态合金组织性能的影响

本文通过两种不同冷却速度制备成分相同、铸造组织特征不同的Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y铸态合金,研究不同铸造组织特征对挤压变形态合金组织和力学性能的影响。研究结果表明：与空冷铸造合金相比较,通过水冷冷却增大了熔体冷却速度,使铸态组织得到细化,抑制了W-相（Mg3Y2Zn3相）的形核,并促进了I-相（Mg3YZn6相）的生成,获得了更大体积分数的准晶相(I-相)。经过挤压变形后,水冷铸造合金中的再结晶晶粒细小均匀,经过挤压变形破碎的细小I-相颗粒弥散分布在基体上,{0002}基面织构得到弱化,而{101 ?2}织构强度增强,从而使挤压态Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y合金的强度和塑性都得到了大幅的提高。水冷铸造Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y合金经过挤压变形后,屈服强度和抗拉强度分别达到297.0MPa和327.3MPa,与空冷铸造挤压态合金相比分别提高了46.4MPa和21.4MPa。水冷铸造Mg-4.4Zn-0.3Zr-0.4Y挤压态合金的延伸率达到14.8%,与空冷铸造挤压态合金相比增大了4.7%。     

稀土Y元素对铸态镁合金组织与力学性能的影响

采用熔炼工艺制备了Mg-2.0Zn-0.2Ca与Mg-2.0Zn-0.2Ca-2Y合金,研究了两种合金的铸态组织及力学性能。结果表明,Y元素的添加细化了Mg-2.0Zn-0.2C合金的铸态组织。Mg-2.0Zn-0.2Ca合金主要由α-Mg与少量Mg₇Zn₃相组成,添加2wt%的Y后,改变了Zn在Mg基体中的固溶度,降低了其固溶强化效果,同时组织中形成了I相和W相。添加Y元素后,合金的规定塑性延伸强度升高,从41.0 MPa升高到50.6 MPa;伸长率降低,从12.6%降低到4.0%。     

挤压铸造压力对Mg-4Zn-1.2Y合金组织及力学性能的影响

采用显微组织观察、拉伸试验、密度测试等研究了不同挤压铸造压力对Mg-4Zn-1.2Y合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着挤压压力的增加,Mg-4Zn-1.2Y合金的平均晶粒尺寸和第二相体积分数逐渐减小,挤压压力从0增加到150 MPa时,合金晶粒细化明显,挤压压力超过150 MPa后,合金晶粒细化趋势变缓。随着挤压压力的增加,Mg-4Zn-1.2Y合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及密度均逐渐增加。与挤压压力为0 MPa的合金相比,挤压压力150 MPa的合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了24.4%、23.3%和72.7%,力学性能显著提高,挤压压力超过150 MPa后,合金力学性能提高幅度变缓。     

挤压态Mg-6Zn-xEr合金的微观结构和力学性能

研究铸态、挤压态和挤压峰值态的Mg-6Zn-xEr合金的微观组织和力学性能。结果表明,Er的加入可显著改善Mg-6Zn合金的力学性能,经过峰值时效后合金的力学性能得到进一步提高;挤压态Mg-6Zn-0．5Er合金经过峰值时效处理后具有最佳的拉伸强度。该合金的抗拉强度和屈服强度分别为329MPa和183MPa,伸长率为12％。这表明添加0．5％Er可显著提高Mg-6Zn合金的时效硬化行为。挤压峰值态Mg-6Zn-0．5Er合金较好的力学性能归因于结构的细化和β1相的析出强化。     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织,力学性能,腐蚀行为通过光学显微镜,扫描电镜,力学测试以及模拟体液浸泡手段进行了研究。X射线衍射结果表明该合金的主要第二相为Mg7Zn3, Mg2Zn3, 和Mg4Zn7的金属间化合物相。经过56:1挤压比后的挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的晶粒尺寸平均为2.5um,相比铸态的119.1um下降了47.6倍。屈服强度,抗拉强度以及延伸率分别为205MPa, 336MPa 和17.85%。挤压态合金的耐蚀性也明显优于铸态合金,其原因主要为晶粒细化。本文设计的新型生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出良好的综合力学性能以及耐蚀性。     

Ca对Mg-6Zn合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了Mg-6Zn-xCa(x=0~1.35)合金的铸态和挤压态组织与相组成,测试了其室温力学性能。结果表明,随着Ca含量的增加,铸态组织逐渐细化,生成的Mg6Zn3Ca2相逐渐增多,而MgZn2相逐渐减少直至完全消失,第二相趋于连续网状分布于晶界处;挤压态组织明显细化,且平均晶粒尺寸从Mg-6Zn合金的15μm逐渐减至Mg-6Zn-0.47Ca合金的10μm。随着Ca含量的增加,铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率先从Mg-6Zn合金的154MPa、67MPa、6.5%分别提高至Mg-6Zn-0.085Ca合金的230MPa、84MPa、14%,然后逐渐降低。挤压态力学性能明显提高,加入少量Ca(0.085%)后,抗拉强度和屈服强度稍降低,伸长率提高,而加入较多量Ca(0.47%)后,力学性能明显恶化。     

往复挤压对Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr铸态组织和力学性能的影响

研究了往复挤压对准晶增强Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr铸态合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,往复挤压可大幅度细化Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr铸态合金组织,且使I相等相对均匀地分布在α-Mg基体中。同铸态合金相比,挤压后Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别提高了75.8%,43.2%和35%。     

热挤压对Mg-6Zn-0.8Zr-1.5Nd-0.5Cu合金微观组织及力学性能的影响

对Mg-6Zn-0.8Zr-1.5Nd-0.5Cu合金铸态及挤压态的组织、力学性能进行研究。结果表明:热挤压后合金的微观形貌由铸态时等轴晶状变为沿挤压方向的长条状,并在晶界处伴有黑色析出相。热挤压后合金的力学性能得到提高,抗拉强度和屈服强度分别提高到302、292 MPa;抗压强度和压缩屈服强度分别达到485、357 MPa。     

Cu对铸造Mg-4Zn-0.5Ca镁合金的组织及性能影响

以Mg-4Zn-0.5Ca合金为研究对象,研究了Cu对Mg-4Zn-0.5Ca合金组织及力学性能的影响。结果表明,Cu可以通过与Zn原子结合形成Mg-Zn-Cu三元相在α-Mg基体边界富集,阻碍基体长大,使Mg-4Zn-0.5Ca合金铸态组织得到细化,合金主要由α-Mg,Ca2Mg6Zn3,Mg Zn Cu相组成。Cu元素可以提高Mg-4Zn-0.5Ca合金的硬度及抗拉强度,当Cu含量为1%时,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-1Cu合金的抗拉强度和屈服强度分别为149 MPa、102 MPa,相对于基本合金提高了14.6%和29.1%,合金硬度提高18.8%至63 HV。过量的Cu会使合金中的析出相呈连续的网状分布在晶界上,导致力学性能的下降。     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究（英文）

针对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca的显微组织、力学性能以及生物腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸实验机、电化学以及浸泡测试方法进行了研究。XRD结果表明Mg-3Zn-0.2Ca合金中的第二相主要为Mg_7Zn_3,Mg_2Zn_3,Mg_4Zn_7等金属间化合物相。相比于铸态,经过56:1挤压比变形后的Mg-3Zn-0.2Ca合金晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从119.1μm降到2.5μm,降低了47.6倍。挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的屈服强度(0.2%TYS)、抗拉强度以及延伸率分别为205,336 MPa和17.85%,电化学以及浸泡测试表明挤压态合金的耐蚀性明显优于铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金,其主要归因于晶粒细化。新设计的生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出了良好的综合力学性能以及生物耐蚀性。     

高Y添加量对Mg-2Zn-1Mn合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、X射线荧光法、电子探针显微分析仪、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和单轴拉伸测试等对Mg-2Zn-1Mn-x Y (x=0,1,3,5,7,质量分数,%)合金的显微组织和力学性能进行研究。结果表明：随着Y元素的加入,铸态合金的第二相由Mg₇Zn₃转变为Mg₃Zn₃Y₂,最终转变为Mg₁₂ZnY。Y元素的加入阻碍了动态再结晶的生长过程,使晶粒得到细化,但是进一步增加Y含量不会继续增强晶粒细化程度。挤压态Mg-2Zn-1Mn合金加入Y元素后,塑性呈现出先升高后下降的趋势,这可能是受到了织构取向变化和晶粒粗化的共同影响。此外,合金强度提高主要是由于细晶强化和第二相强化作用。Mg-2Zn-1Mn-7Y合金具有最佳的力学性能,其抗拉伸强度为357 MPa,屈服强度为262 MPa,延伸率为14%。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

Microstructures and Properties of Reciprocatingly Extruded Mg-6.4Zn-1.1Y Alloys

An icosahedral Mg3 YZn6 quasicrystalline phase can be produced in Mg-Zn- Y system alloys when a proper amount of Zn and Y is contained, and it is feasible to prepare the quasicrystal phase-reinforced low-density magnesium alloy. In this article, phase constituents and the effect of reciprocating extrusion on microstructures and properties of the as-cast Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy are analyzed. The microstructure of the as-cast Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy consists of the α-Mg solid solution, icosahedral Mg3YZn6 quasicrystal, and Mg3 Y2Zn3 and MgZn2 compounds. After the alloy was reciprocatingly extruded for four passes, grains were refined, Mg3 Y2 Zn3 and MgZn2 phases dissolved into the matrix, whereas, Mg3 YZn6 precipitated and distributed uniformly. The alloy possesses the best performance at this state; the tensile strength, yield strength, and elongation are 323.4 MPa, 258.2 MPa, and 19.7%, respectively. In comparison with that of the as-cast alloy, the tensile strength, yield strength, and elongation of the reciprocatingly extruded alloy increase by 258.3%, 397.5%, and 18 times, respectively. It is concluded that reciprocating extrusion can substantially improve the properties of the as-cast Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy, particularly for elongation. The high performance of the Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy after reciprocating extrusion can be attributed to dispersion strengthening and grain-refined microstructures.     

MICROSTRUCTURES AND PROPERTIES OF RECIPROCATINGLY EXTRUDED Mg-6.4Zn-1.IY ALLOYS

An icosahedral Mg3 YZn6 quasicrystalline phase can be produced in Mg-Zn-Y system alloys when a proper amount of Zn and Y is contained, and it is feasible to prepare the quasicrystal phase-reinforced low-density magnesium alloy. In this article, phase constituents and the effect of reciprocating extrusion on microstructures and properties of the as-cast Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy are analyzed. The microstructure of the as-cast Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy consists of the a-Mg solid solution, icosahedral Mg3 YZn6 quasicrystal, and Mg3 Y2Zn3 and MgZn2 compounds. After the alloy was reciprocatingly extruded for four passes, grains were refined, Mg3 Y2 Zn3 and MgZn2 phases dissolved into the matrix, whereas, Mg3YZn6 precipitated and distributed uniformly. The alloy possesses the best performance at this state; the tensile strength, yield strength, and elongation are 323.4 MPa, 258.2 MPa, and 19.7%, respectively. In comparison with that of the as-cast alloy, the tensile strength, yield strength, and elongation of the reciprocatingly extruded alloy increase by 258.3%, 397.5%, and 18 times, respectively. It is concluded that reciprocating extrusion can substantially improve the properties of the as-cast Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy, particularly for elongation. The high performance of the Mg-6.4Zn-1.1 Y alloy after reciprocating extrusion can be attributed to dispersion strengthening and grain-refined microstructures.     

Microstructure and mechanical properties of Mg-6Al-0.3Mn-xY alloys prepared by casting and hot rolling

Mg-6Al-0.3Mn-xY(x=0,0.3,0.6 and 0.9,mass fraction,%) magnesium alloys were prepared by casting and hot rolling process.The influence of yttrium on microstructure and tensile mechanical properties of the AM60 magnesium alloy was investigated.The results reveal that with increasing the yttrium content,Al2Y precipitates form and the grain size is reduced.The ultimate strength,yield strength and elongation at room temperature are 192 MPa,62 MPa and 12.6%,respectively,for the as-cast Mg-6Al-0.3Mn-0.9Y alloy.All ...     

稀土钇对铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金显微组织和力学性能的影响

镁锂(Mg-Li)合金是现今最轻的金属结构材料,在航空航天及交通运输等领域具有重大的应用价值。但铸造镁锂合金绝对强度低限制了其发展和应用。在Mg-Li二元合金中添加铝(Al)、锌(Zn)和稀土元素钇(Y)三种强化元素制备Mg-Li-Al-Zn-Y五元铸态镁锂合金来提高镁锂合金的力学性能。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试对比研究添加稀土Y前后铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金中相组成、微观组织和力学性能,揭示稀土元素Y对铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金的增强机制和断裂机理。结果表明:铸态Mg-8Li-3Al-3Zn合金主要包含3种相:基体α-Mg、第二相AlLi和MgLi2Zn。添加1.0%(质量分数)Y后,铸态镁锂合金中AlLi相消失,并析出了大量富集在α-Mg晶界处的硬质Al2Y相,合金的晶粒发生细化。与Mg-8Li-3Al-3Zn(抗拉强度134.40 MPa、屈服强度96.46 MPa和伸长率7.5%)相比,Mg-8Li-3Al-3Zn-1Y抗拉强度、屈服强度和伸长率依次为189.99 MPa、128.2 MPa和7.8%,分别提高了41.4%、32.9%和4%。合金的断裂方式由解理断裂转变为准解理断裂。铸态镁锂合金力学性能的提高主要归因于Al2Y的形成及其对α-Mg相的细化作用。     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

不同Zn/Cu质量比对Mg-Zn-Cu显微组织和性能的影响

论文采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及显微硬度测试、室温和高温拉伸性能测试、蠕变性能测试研究了Ce和不同的Zn /Cu质量比对Mg-Zn-Cu显微组织和室温及高温力学性能的变化规律、高温变形性能、强化机制和抗蠕变性能的影响。研究结果表明,室温下挤压态Mg-8Zn-8Cu-Ce的拉伸强度和屈服强度分别为320 MPa和291 MPa,在423K温度下,拉伸强度仍高于220MPa。合金具有优良的蠕变性能,稳态蠕变速率为1.21×10_-8 s_-1,蠕变量仅为0.562%。在相同的变形温度下,铸造Mg-7Zn-3Cu-Ce的真实应力随着应变速率的增大而增大,表明合金是应变速率敏感材料。相同的应变速率下,合金的真实应力随着温度的升高而减小,但没有明显的动态再结晶和软化现象。     

Nd对铸态及轧制态Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

在Mg-3.5Zn-0.6Y合金中添加不同含量(0、0.4%、0.8%、1.2%)的稀土元素Nd,研究其对Mg-3.5Zn-0.6Y合金铸态及轧制态显微组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.4%、0.8%的Nd的合金晶粒较细小,呈等轴晶,并且含有Mg41Nd5和Mg24Y5相。镁合金在热轧时第二相被破碎,晶粒变得更加细小。铸态合金经400℃×12h扩散退火,轧制态合金经400℃×0.5h退火后抗拉强度及伸长率最大,分别为234MPa、14.6%和265MPa、11.7%。