Mg_2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响

通过Al-Si中间合金取代Al添加,并经热挤压成形,在AZ31镁合金中引入Mg2Si强化相。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、电子万能试验机等研究了Mg_2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响。结果表明,添加Al-Si中间合金后的Mg-3(Al-Si)-Zn挤压组织呈现明显的双峰分布特征,Mg_2Si颗粒相可通过粒子激发形核(PSN)作用促进动态再结晶,在碎化的Mg_2Si颗粒相周围,合金组织显著细化,形成明显异于其他正常尺寸晶粒的细晶区。引入Mg_2Si强化相后,Mg-3(Al-Si)-Zn挤压态合金的屈服强度和抗拉强度都得到提高,分别达到175和269 MPa,同时伸长率略有降低。     

AZ91D镁合金激光熔覆Al-Si涂层微观组织及热力学分析

以Al-Si共晶成分合金粉末为熔覆材料在AZ91D镁合金表面进行了激光熔覆试验.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析了涂层的微观组织,并利用Thermo-Calc软件分析了涂层的相组成、相成分及结晶转变过程.结果表明,涂层微观组织分为两层,上半层为Al₁₂Mg₁₇基体上均匀分布着Mg₂Si树枝晶和细小的Al₃Mg₂针状相,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇+Al₃Mg₂;下半层由Mg₂Si颗粒、α-Mg树枝晶和(α-Mg+Al₁₂Mg₁₇)共晶组织组成,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→液相+Mg₂Si+α-Mg→Mg₂Si+α-Mg+(α-Mg+ Al₁₂Mg₁₇)共晶组织.研究结果对AZ91D合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层微观组织及其转变过程分析具有指导意义.     

AZ33M镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

利用激光熔覆技术在AZ33M镁合金表面制备了Al-Si涂层,通过采用腐蚀电化学测试结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及显微硬度计等对熔覆层微观组织和性能进行了表征。结果表明,熔覆层主要由Mg和Mg₁₇Al₁₂、Mg₂Si及Mg₂Al₃相组成。熔覆层显微组织由柱状树枝晶和方向各异的树枝晶组成。由于第二相强化和细晶强化等原因,制备的Al-Si涂层相比镁合金基体具有更高的硬度。熔覆层的自腐蚀电位相比基体提高了约400 mV,自腐蚀电流降低了一个数量级,熔覆层的耐蚀性明显优于基体镁合金。     

Cu添加对Mg-Bi合金铸态组织和沉淀硬化的影响

制备Mg-5Bi-xCu(x=0,0.2,0.5,1.0，质量分数，%)合金铸锭，研究其铸态组织和沉淀硬化行为。结果表明：铸态Mg-Bi-Cu合金主要由α-Mg枝晶、Mg₃Bi₂相、MgCu₂相和Mg₂Cu相组成，Mg₃Bi₂相和α-Mg基体的取向关系为■,Mg₂Cu相和Mg₃Bi₂相之间的取向关系为■。铸态合金硬度随Cu添加量提高先增大后减小，添加0.5%Cu时硬度最高，为(50.9±1.2)HV。固溶态Mg-5Bi-0.5Cu合金硬度为(49.8±0.9)HV。在175℃时效64 h后，硬度达到峰值(56.1±0.7)HV。时效硬度的提高主要是由于高密度Mg₃Bi₂相的沉淀强化作用，且由于Cu元素的添加，长杆状Mg₃Bi₂沉淀相转变为颗粒状和短棒状Mg₃Bi₂     

汽车用AZ31镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

通过激光熔覆Al-Si涂层的方法对AZ31镁合金表面进行了改性,研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明,熔覆层主要由Mg₂Si、Mg₁₇Al₁₂、Al₃Mg₂、Al₂Mg相组成,与基体呈冶金结合,硬度最高达到152 HV;耐磨性和耐腐蚀性较好,磨损失重及腐蚀速率分别为基体的1.75倍和1.88倍。     

铸态Mg-9Gd-1.5Zn-xAl合金的显微组织和力学性能

采用铸造法制备了Mg-9Gd-1.5Zn-xAl(x=0、0.3、0.8和1.3 mass%)合金,通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜等研究了不同Al含量对Mg-9Gd-1.5Zn合金物相和显微组织的影响,并采用电子拉伸试验机测试了室温下4种合金的力学性能。结果表明：铸态Mg-9Gd-1.5Zn合金的组织由α-Mg基体和沿晶界分布的Mg₅Gd和(Mg, Zn)₃Gd相组成,加入Al元素后,合金组织中Mg₅Gd相逐渐减少,并产生了新相Al₂Gd、Al₁₁Gd₃和LPSO(Mg₁₂Gd(Al, Zn))。Al元素促进了有效异质形颗粒(Al₂Gd)的产生,抑制了晶粒长大,合金的组织明显细化,起到了细晶强化的效果。当Al添加量为0.8%时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为192.2 MPa、154.8 MPa和16.6%,与不含Al的Mg-9Gd-1.5Zn合金相比,分别提升了47.1%、64.8%和121.3...     

Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr镁合金组织和性能的影响

通过在Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金中添加Zn,采用SEM、XRD及万能拉伸试验机,研究了Zn添加对其铸态组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y)和Mg₂₄(Y,Gd)5相组成,而添加质量分数为0.5%~1.5%的Zn后,合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅及Mg₁₂(Gd,Y)Zn相组成。添加0.5%的Zn后,合金的室温力学性能明显提高,当Zn含量高于1.0%后,镁合金的室温力学性能开始逐步降低。当Zn含量为0.5%时,合金具有较佳的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为197 MPa、160 MPa和4.37%。Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金铸态力学性能的影响与其铸态组织中Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅和Mg₁₂(Gd,Y)Zn第二相及其数量有关。     

复合加工Mg-Y-Zn-Ni合金的显微组织和性能

研究了复合加工(挤压+轧制)Mg-2Y-0.5Zn-0.5Ni(摩尔分数,%,MYZN)合金的显微组织和力学性能。结果表明,挤压MYZN合金的组织主要由α-Mg、片状和块状的18R-LPSO相、细条纹状的14H-LPSO相以及Mg₂Y和Mg₂₄Y₅颗粒相组成。在350℃下轧制后,合金发生了不均匀的塑性变形,形成了大量含有高位错密度的未再结晶区,再结晶晶粒和颗粒相得到显著细化,晶粒尺寸略微增加,LPSO相增多且弥散分布,同时形成了较强的基面织构。拉伸测试结果表明,挤压+轧制合金表现出理想的室温力学性能,其屈服强度(σ_0.2)、抗拉强度(σ_b)和伸长率(δ)分别为372 MPa、409 MPa和8.4%,与挤压合金相比,σ_0.2和σ_b分别提升了10.7%和4.1%。力学性能的提高主要归结为大量小角度晶界的晶界强化、LPSO相的析出和扭折强化以及织构强化。     

Zn对均匀化态Mg-3Sn-Ca镁合金腐蚀性能的影响

研究了Zn元素对均匀化态Mg-3Sn-Ca合金耐腐蚀性能的影响。通过XRD、金相、SEM、失重、析氢、电化学极化曲线和阻抗谱分析了Mg-3Sn-Ca(TX31)和Mg-3Sn-Ca-Zn(TXZ311)2种合金的耐蚀性能。结果表明,Mg-3Sn-Ca合金中主要由CaMgSn及Mg₂Sn相组成,加入Zn元素后晶粒得到显著细化,第二相体积分数增加并呈弥散分布,并有Mg₂Ca相析出。而Zn的添加可显著提高Mg-3Sn-Ca合金的耐蚀性能,这主要归因于TXZ311合金具有更细小的晶粒尺寸以及均匀密集分布的CaMgSn相,使合金在腐蚀过程中形成的钝化膜更加均匀。因此,TXZ311合金的耐蚀性远高于TX31合金。     

Sr变质Mg2Si/Al-Cu-Si复合材料的机理与组织性能

采用熔炼法制备了x%Mg₂Si/Al-3%Cu-3%Si(x=15,20,25和30)复合材料，并选择15%和25%Mg₂Si含量的复合材料通过添加微量Sr进行了变质处理。结果表明，铸态复合材料组织由多边形块状Mg₂Si初生、棒状Mg₂Si共晶、网状θ-Al₂Cu、过剩Si和块状Q-(Al₄Cu₂Mg₈Si₇)相组成。其中，Mg₂Si初生的晶粒尺寸约为31.2μm。随着Mg₂Si含量的增加，Mg₂Si初生由颗粒状转变为更为粗大的树枝状。加入0.04%Sr对15%Mg₂Si/Al-3%Cu-3%Si进行变质处理，Mg₂Si初生的晶粒尺寸减小至20.1μm，尖角状Mg₂Si初生转变为多边形。用第一性原理计算变质元素Sr在Mg₂Si中结合能和吸附...     

不同激光功率下镁合金表面激光熔覆Ni60合金涂层的显微组织和磨损性能

为提高镁合金表面的耐磨性,利用5kW横流连续CO2激光器在AZ31B镁合金表面熔覆Ni60合金粉末,制备了无裂纹、气孔等缺陷的熔覆层。分析讨论了不同激光功率下熔覆层的显微组织和磨损性能。结果表明:熔覆层的显微组织为典型的枝晶状态,且随着激光功率的增加,枝晶尺寸增加;不同的激光功率下,熔覆层都由Mg、MgNi2、Mg2Ni3Si、Mg2Ni、Mg2Si和FeNi组成,但当激光功率增加时,Mg相含量逐渐减小,其它相含量逐渐增多。在枝晶细化和各种金属间化合物的共同作用下,熔覆层的显微硬度和耐磨性能都得到提高,且激光功率P=3 000W时,提高程度最大,即显微硬度提高了840%～1 102%,磨损失量是原始AZ31B镁合金的8.57%。     

Mg-Gd-Y-Zr镁合金高速激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备Al-Si涂层。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学分析测试、摩擦磨损测试对熔覆层的微观组织及性能进行表征,研究了基体与Al-Si涂层的冶金机理以及耐磨耐蚀能力。结果表明,熔覆层组织包括树枝状α-Mg固溶体、不规则块状Mg₂Si、α-Mg+Al₁₂Mg₁₇共晶以及花瓣状组织Al₃Mg₂。由于细晶强化和第二相强化等原因,Al-Si涂层的硬度达到160 HV0.1。此外,与镁合金基体相比,Al-Si涂层的耐腐蚀性能显著提高,自腐蚀电位相比基体提高约200 mV,自腐蚀电流密度降低2个数量级,抗磨损效果提高30.7%,因此Al-Si涂层有望成为稀土镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。     

Effect of Hot Extrusion on Microstructures and Properties of TiB2/AZ31 Magnesium Based Composites

采用原位合成-半固态搅拌铸造法制备了TiB2/AZ31镁基复合材料,研究了热挤压对TiB2/AZ31镁基复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：热挤压不仅能显著细化合金组织,而且能有效改善TiB2颗粒分布的均匀性。与铸态AZ31镁合金相比,铸态TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度、抗拉强度都有一定程度的提高。经过热挤压后,TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度和抗拉强度分别比基体合金提高了126.2%和98.8%,达到950 MPa和322 MPa。磨损表面形貌显示,TiB2颗粒的引入以及对TiB2/AZ31镁基复合材料进行热挤压,都可有效地提高材料的耐磨性。     

采用冷喷涂铜涂层做中间层的镁合金与钢共晶接触反应钎焊工艺及接头性能

采用厚度为50 μm的冷喷涂铜涂层作为中间层,研究了连接温度和保温时间对AZ31B镁合金/钢异种金属接触反应钎焊接头剪切强度的影响规律.通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度和剪切强度试验,研究了AZ31B镁合金/钢钎焊接头界面微观组织和力学性能.结果表明,当连接温度为530℃,保温时间为60 min时,接头剪切强度达到最大值36.9 MPa.AZ31B镁合金/钢钎焊接头界面反应产物主要为Mg₂Cu,α-Mg固溶体和Mg-Cu-Al三元相.Mg-Cu-Al三元相的尺寸和分布,以及08F钢侧是否存在Mg₂Cu共晶相共同决定了接头的强度.由钎焊接头断口可知,最佳工艺参数下断裂方式为脆性断裂与韧性断裂的混合方式.     

新型高强度压铸Al-Si-Mg-Mn合金组织和性能的演变

研究了新型高强度Al-Si-Mg-Mn合金组织和性能的演变。基于JMatPro相图模拟计算,设计了不同共晶体积分数的Al-Si-Mg-Mn合金成分。结果表明,新型Al-Si-Mg-Mn合金压铸后(铸态)的抗拉强度可达230~310 MPa,屈服强度200~240 MPa,伸长率约0.5%。铸态组织中包含α-Al、α-AlFeMnSi、二元(α-Al+α-AlFeMnSi/α-AlFeMnSi+Mg₂Si)、四元(α-Al+α-AlMnSiFe+Mg₂Si+Si)共晶。微观组织观察表明,细小α-AlFeMnSi相和多尺度的共晶组织的形成使得该合金具有高的强度;断口形貌分析发现,合金伸长率较低是较大的气孔以及粗大的第二相直接导致的。     

Regulative effect of Mg/Si ratio on microstructure evolution and mechanical properties of cast Al-Li-Mg-Si alloys

The effect of the Mg/Si ratio of Al-2.5Li-1Cu-0.8Mg-0.8Si,Al-2.5Li-1Cu-1.6Mg-0.8Si,and Al-2.5Li-1Cu-2.4Mg-0.8Si alloys on the microstructure evolution and mechanical properties was investigated.The results show that the primary phases and their morphologies in the as-cast alloys are found to vary with the Mg/Si ratio.The improvement of Mg/Si ratio of as-cast alloys promotes the formation of Mg₂Si primary phase at the expense of the AlLiSi primary phase.Moreover,a tiny amount of T_B-Al_7.5Cu₄Li phase transforms into S-Al₂CuMg phase with the increase of Mg content.In addition,the increase of Mg/Si ratio also causes the Cu-rich intergranular phase distributed along crystal boundary to Si-rich intergranular phase.After ageing treatment,the precipitation sequence as a function of Mg/Si ratio is as follows:δ/δ'+AlLiSi(Mg/Si is~1)→δ/δ'+β'-Mg₂Si+AlLiSi(Mg/Si is~2)→δ/δ'+β'-Mg₂Si(Mg/Si is~3).A good combination of strength and ductility can be obtained in Al-2.5Li-1Cu-2.4Mg-0.8Si alloy after solution and ageing.The rod-likeβ'-Mg₂Si precipitate has a positive influence on the comprehensive mechanical properties of the alloy.