TiC/AZ91D镁基复合材料高温压缩变形行为

利用自发渗透原位合成法制备了不同体积分数的TiC增强AZ91D镁基复合材料,研究了不同压缩应变速率以及不同变形温度下复合材料的热变形行为,计算分析了不同温度下应变速率敏感指数(m)和表观激活能(Q)与TiC含量的关系．结果表明：TiC／AZ91D复合材料压缩流变应力随TiC含量的增加而升高;TiC含量相同时,流变应力随温度升高或初始应变速率减小而降低．m值随变形温度升高而增大;变形温度以及压缩应变速率相同时,m值随TiC含量升高而增大．Q值依赖于温度、应变速率和TiC含量及其分布,不同条件下其高温变形机制有所差异．     

n-SiC_p/AZ91D镁基复合材料高温力学性能

采用机械搅拌和高能超声处理法制备了n-SiCp/AZ91D镁基复合材料,测试了复合材料的室温及高温力学性能。结果表明,n-SiCp的加入能显著提高复合材料的高温力学性能,当n-SiCp加入量为1.5%时,复合材料的抗拉强度和伸长率都达到最大值。随着温度的升高,复合材料的强度降低,伸长率增加。断口形貌观察表明,复合材料的断裂方式由室温下的准解理断裂转变为高温下的韧性断裂。     

石墨烯纳米片/AZ91D镁基复合材料腐蚀行为

研究了固溶处理后不同石墨烯纳米片(G_nps)含量的AZ91D镁基复合材料在模拟体液(SBF)中的腐蚀行为。结果表明,随着G_nps含量的增加,镁基复合材料的固溶组织晶粒细化程度先增大后减小,耐腐蚀性也随着晶粒细化程度增加而增大。电化学试验结果表明,当G_nps质量分数为0.6%时,耐腐蚀性能最好,腐蚀电流密度(J_corr)降低至1.06×10^-4 A/cm²。研究表明,G_nps做为增强体对镁合金腐蚀性能的改善具有潜在价值。     

超声原位Al2Y /AZ91镁基复合材料流变模型研究

利用高能超声法原位制备Al2Y /AZ91镁基复合材料半固态浆料,对其半固态表观粘度进行测量,实验表明：半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料表观粘度随固相分数和Al2Y的体积分数的增加而增大,半固态表观粘度与固相分数之间关系按指数规律变化,在相同的实验条件下,半固态表观粘度随超声功率增大而减小。在对实验数据拟合的基础上,建立了半固态Al2Y /AZ91镁基复合材料的流变模型。     

原位合成TiC/AZ91复合材料力学性能的研究

采用重熔稀释法原位制备了不同质量分数的TiC颗粒增强的镁基复合材料,并对复合材料进行了力学性能测试。结果表明,原位合成的镁基复合材料的强度相比基体合金有了明显提高,塑性稍微降低。镁基复合材料强度的增加主要是因为位错强化、弥散强化和细晶强化协调作用的结果。     

CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料的热处理及其力学性能

采用高能超声分散技术和金属型重力铸造工艺制备了CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料,并对复合材料进行了固溶T4热处理和固溶时效T6热处理。T4态1.0CNTs/AZ91D复合材料的抗拉强度、伸长率分别为285 MPa、17.3%,与铸态复合材料的抗拉强度(196MPa)和伸长率(4.1%)相比,分别提高了45%、322%。T6态的抗拉强度进一步提高到296MPa,特别是屈服强度显著提高到155MPa,伸长率有所降低,但仍有5.5%。利用OM、SEM、TEM观察1.0CNTs/AZ91D复合材料的显微组织。结果表明,碳纳米管具有细化晶粒、促进滑移和孪生、载荷转移等作用,从而能够明显提高CNTs/AZ91D复合材料的综合力学性能。     

Ca及Ce低合金化对TiC_p/AZ91镁基复合材料组织性能的影响

将加入Ca及Ce元素低合金化和采用XD法制备的Ti Cp/Al预制块相结合,并进行半固态搅拌的方法制备Ti Cp/AZ91镁合金复合材料,对其显微组织和力学性能进行分析测试。结果表明:加入0.3wt%Ca、0.3wt%Ce后,AZ91镁合金与Ti Cp/AZ91镁基复合材料的组织明显细化,β-Mg17Al12相减少。少量Ca、Ce的加入有利于熔炼时镁合金的熔体保护,可减少细小Ti C粒子的团聚,提高抗拉强度及伸长率。     

原位反应自发渗透法TiC／AZ91D镁基复合材料及AZ91D镁合金的拉伸变形与断裂行为

利用原位反应自发渗透技术合成了47．5％碳化钛TiC（体积分数，下同）增强AZ91D镁基复合材料，对比研究了该复合材料与铸态镁合金AZ91D基体的室温与高温拉伸变形行为，观察了拉伸断口微观组织形貌，并分析了这两种材料的断裂特征。结果表明，TiC／Mg复合材料具有良好的高温力学性能，在拉伸变形速率为0．001s^-1以及温度为723K，时其拉伸强度可达91．1MPa，而此时相同变形条件下的铸态AZ91D镁合金拉伸断裂强度只有41．1MPa，增幅达120％。而在室温下，镁基复合材料的拉伸断裂强度仅高出基体铸态镁合金23．4％。镁基复合材料的断裂应变较低，高低温时均表现为脆性断裂；而镁合金则由室温下的脆性断裂向高温下的韧性断裂过渡。     

SiC_p/AZ91镁基复合材料的热挤压

采用搅拌铸造法制备SiC体积分数为5%、10%和15%的颗粒增强AZ91镁基复合材料（SiCp/AZ91）。复合材料经过T4处理后,于350°C以固定挤压比12：1进行热挤压。在铸态复合材料中,颗粒在晶间微观区域发生偏聚。热挤压基本上消除了这种偏聚并有效地改善颗粒分布。另外,热挤压有效地细化基体的晶粒。结果表明：热挤压明显提高复合材料的力学性能。在挤压态复合材料中,随着SiC颗粒含量的升高,基体的晶粒尺寸减小,强度和弹性模量升高,但是伸长率降低。     

挤压铸造SiC_p/AZ91D镁基复合材料的试验研究

以AZ91D镁合金和平均颗粒尺寸为0.5μm的SiC颗粒分别作为基体和增强相,通过全液态搅拌铸造法和挤压铸造法结合制备出SiC颗粒增强镁基复合材料。力学性能测试结果显示:当模具温度为200℃、保压时间为15 s时,SiCp/AZ91D镁基复合材料抗拉强度最高为157 MPa;金相显微组织显示,碳化硅颗粒可作为镁合金凝固时异质形核的中心,也可能会随着凝固时固液界面的推移,使SiC颗粒处于晶界处;存在SiC颗粒团聚现象,这是其抗拉强度降低的原因;SiCp/AZ91D镁基复合材料在室温下拉伸时的断口形貌呈现脆性断裂特征;热处理工艺为固溶处理温度420℃,保温20 h空冷,时效处理温度200℃,保温8 h空冷,经过热处理后,镁基复合材料的抗拉强度均有所提高,最高可提高48.95%。     

Aging behavior of nano-SiCp reinforced AZ61 magnesium matrix composites

The mechanical properties of magnesium matrix composties can be further improved by aging treatment.To study the aging behavior of SiC particles reinforced AZ61 magnesium matrix composites fabricated by ultrasonic method,an investigation has been undertaken by means of Vickers hardness measurement,scanning electron microscopy (SEM) and energy spectrum analyzing apparatus.The box-type heat treatment furnace was used in the study.The results showed that no discontinuous cellular precipitation is observed at the grain boundaries in the magnesium matrix of the composite while the Mg17Al12 preferentially precipitates in the matrix.The time to reach the peak hardness for AZ61 alloy or SiCp/AZ61 magnesium matrix composites is reduced with the increase of aging temperature.At the same temperature,the composite exhibit an accelerated aging manner but lower aging efficiency,compared with the unreinforced matrix alloy.The microhardness of the composite is higher than that of the unreinforced matrix alloy,because that the SiC particles distributes homogeneously in the matrix alloy under the ultrasonic processing condition.     

挤压铸造准晶增强AZ91D镁基复合材料组织与性能

为了改善AZ91D镁合金的性能,采用挤压铸造法制备了Mg-Zn-Y准晶中间合金增强AZ91D镁基复合材料,研究了准晶中间合金含量对复合材料组织和性能的影响。结果表明挤压铸造工艺可以有效细化晶粒,复合材料的显微组织主要由α-Mg基体、晶界上分布的β-Mg17Al12相以及Mg3Zn6Y准晶颗粒组成,准晶颗粒和α-Mg基体之间形成稳定结合。当准晶中间合金含量为5%时,抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为194.3MPa和9.2%。复合材料的强化机制为细晶强化和准晶颗粒强化。     

AZ91D镁合金的热压缩变形行为

在应变速率为0.005～1s~(-1)、温度250-350℃条件下,采用Instron-5500热模拟机对AZ91D镁合金的高温压缩特性进行研究,得到其真实应力-应变曲线.分析挤压温度和应变速率等对曲线的影响,得出本构方程的一系列常数,建立AZ91D镁合金在高温压缩中的本构方程关系式.结果表明:变形过程中AZ91D镁合金的流动应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;该流动应力可以用双曲正弦函数来描述,其双曲正弦值随Zener-Hollomon参数自然对数的升高呈线性增大;AZ91D镁合金是正应变速率敏感材料,其应变速率敏感指数m=0.14.     

纳米SiC_P/AZ61镁基复合材料的时效行为研究

采用箱式热处理炉、显微硬度计、SEM电镜、能谱分析仪,对纳米SiCP/AZ61镁基复合材料的时效行为进行分析,结果表明,复合材料在时效初期,未观察到不连续析出相在晶界析出,却观察到Mg17Al12比较分散的从基体中析出;随着时效温度的提高,SiCP/AZ61复合材料或AZ61合金到达时效峰值所需的时间减少;在同一温度下,SiCP/AZ61复合材料要比基体合金的时效速度快,但时效的效果比基体合金差;且在同一温度下,SiCP/AZ61复合材料的硬度值要比基体合金的硬度值高,主要是因为采用了高能超声法,使纳米SiC颗粒均匀地分布在基体中。     

碳纤维增强AZ91D复合材料微观组织

采用压力浸渗法制备碳纤维增强AZ91D镁基复合材料,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、透射电子显微镜等分析测试手段对其微观组织进行研究.结果表明,基体镁合金中的Al元素在界面处发生偏聚.随着纤维石墨化程度提高,界面反应程度降低,界面反应物Al4C3的量逐渐减少.由于受到复合材料制备过程中产生的热应力以及制备压力的共同作用,致使基体镁合金发生塑性变形,在近界面区形成大量的位错.在远离界面的基体合金中存在大量块状和杆状的a-Mg17Al12析出相.     

Thixotropic behavior of semi-solid AZ91D magnesium alloy

The thixotropie behavior of semi-solid AZ91D slurry was studied through a Couette type viseometer.The results show that the apparent viscosity of semi-solid AZ91D magnesium alloy slurry increases after being isothermally held, but the apparent viscosity quickly falls down to a steady state value after being stirred again and it takes on a sharp shear-thinning behavior. With the same shearing rate and the rest time increasing, the steady apparent viscosity increases because of the agglomeration of the solid particles, and the time required for the slurry to reach the steady state also becomes longer. If the solid fraction increases, it takes longer time for the slurry to reach the steady apparent viscosity with the same shearing rate and the same rest time. If the solid fraction and the rest time are the same, but the shearing rate rises, it takes shorter time for the slurry to reach the steady apparent viscosity and the final steady apparent viscosity also decreases.     

单轴应力循环作用下AZ91D镁合金的棘轮行为

对AZ91D镁合金进行了室温单轴应力控制下的循环实验,研究幅值应力σ_p、平均应力σ_m及峰值应力σ_a、应力比及加载历史对AZ91D镁合金棘轮行为的影响.结果表明:棘轮应变率随σ_a和σ_m的提高而增大;σ_p和应力比对棘轮行为产生很大的影响;先前高平均应力、幅值应力水平的循环历史很大程度上抑制后续低应力水平时的棘轮行为;先前低应力水平对后续的棘轮行为也会产生影响;AZ91D镁合金的ε_r与σ_p并不一一对应,给出了ε_r与σ_m和σ_a的关系式.