Zn和Al含量对含Si的τ型Mg-Zn-Al合金组织及性能的影响

借助光学显微镜、X射线衍射仪和INSTRON拉伸机等,研究了不同Zn、Al含量对含Si的τ(Mg32(Al,Zn)49)型Mg-Zn-Al合金组织及性能的影响。结果表明,随着Zn、Al含量的增加,τ相体积分数增加,而基体α(Mg)相的体积分数下降;τ相连续程度增加,基体α(Mg)晶粒不断细化,Mg2Si颗粒略有增大。合金Mg-8Zn-3.2Al-1Si-0.3Mn-0.01P在室温或150℃下的拉伸性能相对最好,抗拉强度分别达到233 MPa和185 MPa。     

Al含量对Mg-xAl-1Zn-1Si合金组织与力学性能的影响

研究了Al含量对Mg-x Al-1Zn-1Si(x=4,6,8,wt%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Al含量的增加,α-Mg基体晶粒尺寸先减小后增大;呈网状分布于晶界上的Mg17Al12相的体积分数逐渐增大;Mg2Si相由原来粗大的汉字状逐渐转变为相对细小的杆状。Al含量从4%增加到6%和8%时,α-Mg基体晶粒的平均尺寸分别为30、20和40μm,合金硬度逐渐提高;其室温与150℃抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后下降;合金拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Mg-9Zn-xAl合金的显微组织和力学性能

借助金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计及电子万能试验机等研究了Mg-9Zn-xA(lx=2%、4%、6%)合金的显微组织和力学性能。试验结果表明:随着Al含量的增加,晶粒尺寸呈不断减小的趋势,合金中的第二相由断续状分布向连续网状转变;当Al含量为2%和4%时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32(Al,Zn)49相和MgZn相组成,当Al增加到6%时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32(Al,Zn)49相和少量Mg5Zn2A12相组成。抗拉强度随着Al含量的增加呈先增大后减小的趋势,当Al含量为4%时,抗拉强度为171MPa;伸长率和硬度随着Al含量的增加而逐渐增加,当Al含量为6%时,硬度为133HV。     

Mg-6Zn-6Al-0.5Mn-0.6Si-0.1Ca合金的组织和性能

在CO2+0.5%SF6的混合气体保护下制备了Mg-6Zn-6Al-0.5Mn-0.6Si-0.1Ca合金,并对该合金的组织和性能进行了研究。研究结果表明:合金的铸态组织由基体α-Mg固溶体、分布在晶界上的三元相τ(Mg32(Al,Zn)49)相和一些呈颗粒状分布于基体上的Mg2Si相。经固溶处理后,部分τ(Mg32(Al,Zn)49)相固溶到基体中,使呈断网状的三元相逐渐减少,分布逐渐弥散。该合金具有较好的综合力学性能。     

Mg-8Zn-4Al-1Si-0.3Mn-xAlP合金的显微组织及性能

研究了AlP对Mg2Si相及其基体组织的细化效果和机理.结果表明:AlP能够作为Mg2Si初生相的异质核心,促使其由汉字形变为颗粒状,并且促进τ(Mg32(Al,Zn)49)相的析出,而抑制ψ(Al2Mg5Zn2)相的析出,同时基体组织也得到显著细化,不仅改善了合金的室温性能,而且也改善了高温(150℃)性能.     

Ca对高Zn镁合金高温抗蠕变性能的影响

系统研究了微量Ca的加入对Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和高温抗蠕度性能的影响。结果表明,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金的显微组织主要由α-Mg基体和块状准晶晶界相组成,在成分上准晶相与三元平衡相图中τ相(Mg32(Al,Zn)49)接近。少量Ca加入母合金后,块状准晶相部分转变为τ相和层片状φ相(Al2Mg5Zn2)。随Ca加入量增加,φ相的体积分数增多。Ca的加入显著提高了合金高温抗蠕变性能,175 ℃, 70 MPa蠕变条件下,Ca加入量为0.6%时,合金呈现最好的蠕变抗力,其稳态蠕变速率比母合金下降了近一个数量级     

Sr对Mg-10Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和力学性能的影响

以Mg-10Zn-4Al-0.3Mn为基体合金,分别加入不同含量的Sr元素,制备了3种合金。试验观察可知,Mg-10Zn-4Al-0.3Mn基体合金的铸态组织由α-Mg基体与沿晶界分布的准晶相Q组成。加入Sr后,亚稳态准晶相Q转变为平衡相τ相Mg32(Al,Zn)49与共晶相ε相(Mg51Zn20)。随着Sr添加量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度以及断后伸长率均呈先上升后下降的趋势,有效提高了合金的拉伸性能。当Sr含量为0.3%时,三者均达到最佳值,抗拉强度、屈服强度以及断后伸长率分别达到195 MPa、147 MPa和7.4%,同时平均晶粒尺寸也减小到最小值37μm。     

不同合金元素对Mg15Al镁合金显微组织与腐蚀性能的影响

研究了Zn、Si、Nd三种元素对Mg15Al镁合金微观组织和腐蚀性能的影响,通过金相显微镜和XRD分析了Mg15Al-X合金的显微组织。结果表明:三种元素都能使Mg15Al合金的晶粒细化,Nd的细化效果最好。Mg15Al-1Zn中不出现新相,但是Zn的加入可促进β相的形成,而Mg15Al-1Si和Mg15Al-1.5Nd中分别出现了汉字状或块状新相Mg2Si和针状新相Al11Nd3,促使β相成均匀连续网状结构。添加Si元素,增加了β相含量,Mg2Si相与β相形成屏障保护α-Mg基体;添加Nd元素,β相含量减少,抑制了α-Mg基体与β相之间的微电偶腐蚀,从而提高了Mg15Al合金的耐腐蚀性。     

铸态Mg-5Sn-4Zn-xSi合金的显微组织及力学性能

采用XRD,SEM等手段研究了铸态Mg-5Sn-4Zn-(0~2.5)Si合金的显微结构。结果表明,Mg-5Sn-4Zn合金由枝晶状的α-Mg和Mg2Sn相组成,Si的加入使合金出现汉字状的Mg_2Si相。Zn存在于Mg_2Sn和Mg_2Si相中或者固溶到基体中。随着Si含量增加,晶粒逐渐细化,Mg2Sn相的量也逐渐增加。室温拉伸结果表明,Si的加入恶化了合金的力学性能。但在175℃,载荷为55 MPa的压缩蠕变试验结果表明,Si可以提高合金的抗蠕变性能。     

Fe、Mn、Ce对压铸Al-Mg和Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

研究了几种主要合金化元素Fe、Mn、Zn以及稀土元素Ce在Al Mg4.5和Al Mg4.5Si2.6压铸合金中的存在形式,比较了显微组织中第二相种类和形貌对合金力学性能的影响。结果表明Al Mg4.5Si2.6压铸合金中主要存在α-Al相、多边形状Al8(Fe,Mn)_2Si相、层片状Al-Mg_2Si共晶相和短棒状Al(Si)Ce相,Al Mg4.5压铸合金中主要存在α-Al相、少量Al-Al3Mg2共晶相、长条状Al_6(Fe,Mn)相以及不规则的小块状Al_4Ce相,微量Zn主要固溶于合金基体中。在两种合金金相组织中都有剪切带的存在,溶质原子在该区域富集,第二相含量更高。相比于Al Mg4.5合金,Al Mg4.5Si2.6合金强度和硬度更高,但是塑性较低。Al Mg4.5Si2.6合金中层片结构的Al-Mg2Si共晶组织在拉伸过程中容易形成解理台阶,表现为明显的脆性断裂。Al Mg4.5压铸合金在拉伸过程中表现为穿晶断裂和沿晶断裂的混合断裂机制,长条状的Al6(Fe,Mn)粒子尖端处很容易造成应力集中,加速了合金的断裂。     

Mg-9Zn—xAl合金的显微组织和力学性能

借助金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计及电子万能试验机等研究了Mg-9Zn-xAl（x=2％、4％、6％）合金的显微组织和力学性能。试验结果表明：随着Al含量的增加,晶粒尺寸呈不断减小的趋势,合金中的第二相由断续状分布向连续网状转变;当Al含量为2％和4％时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32（Al,Zn）49相和MgZn相组成,当Al增加到6％时,合金主要由α-Mg基体相、τ-Mg32（Al,Zn）49相和少量Mg5Zn2A12相组成。抗拉强度随着Al含量的增加呈先增大后减小的趋势,当Al含量为4％时,抗拉强度为171MPa;伸长率和硬度随着Al含量的增加而逐渐增加,当Al含量为6％时,硬度为133HV。     

含Sr和Ca的Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织和力学性能

以Mg-12Zn-4Al-0.3Mn(质量分数,%)为母合金,制备了6种合金.实验观察证实,Mg-12Zn-4Al-0.3Mn合金的铸态组织由α-Mg基体和沿晶界分布的准晶Q相组成.在母合金中加入少量的Sr后,亚稳准晶相转变为Mg32(Al,Zn)49平衡相以及Mg51Zn20共晶相.在母合金中复合加入Sr与Ca后,铸态组织出现了Al2Mg5Zn2共晶相.随着Sr含量的增加,合金室温和高温下的力学拉伸强度提高,高温蠕变性能下降;Sr与Ca的复合加入使合金抗拉强度和塑性下降,但高温屈服强度提高.在175℃/70 MPa条件下,Mg-12Zn-4Al-0.2Sr-0.4Ca-0.3Mn合金表现出良好的高温抗蠕变性能.     

Mg-12Al-12Zn-xSi合金的显微组织与力学性能

研究了Si含量对铸态Mg-12Al-12Zn-x Si(x=1,2,4;wt%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入Si元素后,合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相、Mg2Si相和Mg2Zn11相组成;随Si含量从1%增加到4%,合金中的Mg2Si颗粒从少量的多边形块状、花瓣状转变为大量的多边形块状、条棒状,最后转变为多边形块状和粗大的骨骼状;且Si含量为2%时,Mg2Si相颗粒呈相对弥散分布;此时,合金的室温和高温抗拉强度、屈服强度和伸长率达到最大值。合金的室温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Zn含量对Mg-Gd-Zn合金显微组织与力学性能的影响

研究了3种成分的Mg-11Gd-(1,1.5,2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大,且其热稳定性不断提高。同时,合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低,其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时,合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加,合金在200℃高温下的抗蠕变性能也略有下降,但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金。     

Mg-9AI-6Si镁合金组织及性能研究

利用普通重力铸造方法,制备了Mg-9Al-6Si镁合金.用光镜(OM),扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)研究了铸态Mg-9Al-6Si镁合金的显微组织,用XRD分析了合金的相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,用SEM观察了合金拉伸断口形貌.结果表明:Mg-9Al-6Si镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和分布在其上的粗大棱状枝晶或多边形块状初晶Mg2Si相及连成网状的β-Mg17Al12相组成,无汉字状Mg2Si相.该合金室温拉伸断口是以准解理断裂为主的脆性断裂,断裂沿α-Mg基体和Mg2Si相的界面处产生并扩展,抗拉强度为137.45 MPa,硬度为123 Hv1.     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

Zn对铸态及ECAP态Mg15Al合金组织与性能的影响

采用XRD、SEM、EDS和拉伸试验,研究添加Zn元素前后铸态和等通道转角挤压(ECAP)态Mg15Al高铝镁合金的组织和力学性能。结果表明,Zn添加到Mg15Al合金中,主要固溶于β-Mg17Al12相,不生成新相。能够促进铸态Mg15Al合金中α-Mg晶粒细化,使β-Mg17Al12相质量分数增加,以及网状化加剧;使ECAP挤压后Mg15Al-1Zn合金中α-Mg基体晶粒平均尺寸由ECAP态Mg15Al合金的11.3μm减少到8.73μm,促进了β-Mg17Al12相的碎化和均匀分布;ECAP挤压能显著提高Mg15Al-1Zn和Mg15Al合金的综合力学性能,ECAP态Mg15Al-1Zn合金的抗拉强度较铸态合金提高了86%,ECAP态Mg15Al合金抗拉强度较铸态提高了60%,而且在屈服强度和塑性变化不大的情况下,ECAP态Mg15Al-1Zn合金比ECAP态Mg15Al合金室温抗拉强度提高了61.8MPa。说明Zn元素添加,能促进ECAP挤压对Mg15Al合金的晶粒细化效果,提高合金的综合力学性能。     

Mg-x％Zn-(Al)合金显微组织及力学性能

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能力学试验机研究了Mg-x％Zn(5、7、9、15和20％)二元合金和Mg-7Zn-4Al合金的显微组织及力学性能.结果表明:Mg-Zn合金铸态显微组织主要由α-Mg和沿晶界分布的Mg7Zn3共晶相组成.随着Zn含量的增加,Mg-Zn二元合金的抗拉强度呈先上升后下降的趋势,而伸长率呈逐渐下降的趋势.当Zn含量为7％时,合金的抗拉强度达到最大,为213.3 MPa;当Zn含量高于9％后,合金的抗拉强度和伸长率急剧下降.在Mg-7Zn基体合金中添加4％Al后,合金的显微组织主要由oα-Mg和Mg32(Al,Zn)49三元共晶相组成.合金的铸态力学性能相对于基体有所下降,但是热处理后抗拉强度得到显著提高,为305 MPa,相对铸态提高了57.8％.Mg-Zn合金中添加A1元素有利于合金的热处理强化.     

钪对镁-铝-锌合金显微组织与力学性能的影响

通过铸锭冶金及形变热处理工艺,制备了含0.3%Sc的Mg-llAl-1.2Zn(质量分数)合金.采用X射线衍射、金相及扫描电镜观察与拉伸性能测试,研究微量钪在基体合金中的作用与存在形式.结果表明,基体合金中添加0.3%Sc后,合金的晶粒明显得到细化,Mg17Al12相的形态与分布得到有效改善.合金的相组成主要由a-Mg基体相、Mg17Al12相及MgAlSc相组成.同时,0.3%Sc的添加也提高了挤压态合金在室温与高温下抗拉强度,室温时的抗拉强度达到340MPa,而伸长率超过了10%.     

Mg-6Al-1Zn-xSi合金的显微组织与高温力学性能

采用重力铸造法制备了不同Si含量的Mg-6Al-1Zn-x Si合金,分析了合金的显微组织,测试了合金在150℃下的拉伸力学性能。结果表明,合金均由α-Mg基体、β-Mg17Al12和Mg2Si相组成。随着Si含量的增加,α-Mg基体晶粒的平均尺寸逐渐减小,Mg2Si颗粒的平均尺寸逐渐增大;β-Mg17Al12由分布于晶界及晶内的点状转变为网状分布于晶界上;合金的高温抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。此外,高温拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。