铸态Mg-6Al-xGd合金凝固组织及力学性能研究

采用x射线衍射分析、扫描电镜分析、显微组织分析及拉伸性能测试,研究Gd含量对Mg-6A1-xGd(x=0,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%,1.8%)镁合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明:Gd含量逐渐增加,α-Mg晶粒尺寸先减小后增大,β-Mg_(17)Al_(12)相从连续网状变为断续网状、颗粒状,且体积数量减少。加入Gd后合金组织中出现了弥散分布的Al_2Gd相。Gd的添加使得合金晶粒得到细化,在Gd含量为0.9%时细化效果最为明显。Mg-6Al-xGd铸态合金的室温抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,在Gd的添加量为0.9%时,抗拉强度为210.93 MPa,比未添加Gd元素提高了21.4%。由铸态合金拉伸断口可见大量韧窝和撕裂棱,合金表现为韧-脆混合型断裂特征。     

Al含量对AZ系镁合金组织和力学性能的影响

以AZ61、AZ71、AZ81镁合金作为研究对象,研究了Al含量对镁合金的组织结构与力学性能的影响.结果表明,随着Al含量的增加,镁合金微观组织中分布在α-Mg固溶体间的β-Mg17Al12金属间化合物数量增加.分布更加连续,当Al含量达到8%时,α-Mg初生相的连续性被割裂;合金力学性能变化与组织结构特征紧密相关,AZ71镁合金具有较好的室温力学性能,铸态时抗拉强度为211.63 MPa,屈服强度为109.84 MPa,伸长率为7.20%.固溶处理后抗拉强度达到235.98MPa,屈服强度达到122.12 MPa,伸长率为14.72%;试样中脆性β-Mg17Al12金属间化合物的分布对于裂纹的扩展具有重要影响,铸态AZ系镁合金室温拉伸断口均表现为脆性断裂.     

Mn含量对Mg-5Al合金铸态组织和力学性能的影响

研究了合金元素Mn对Mg-5Al合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明,在Mg-5Al合金中加入Mn后,合金组织细化,连续或半连续网状分布的β-Mg17Al12相逐渐转变为断续、分散的骨骼状相,晶界附近出现颗粒相并且数量逐渐增多。随着Mn含量增加,合金室温抗拉强度、伸长率及冲击韧度先上升然后下降。当Mn含量为0.3%时,合金综合力学性能最好,抗拉强度、伸长率与冲击韧度达到190MPa、7.3%与21.1J·cm-2,分别提高了7.9%、9.1%与9.3%。继续增加Mn含量至0.5%时,Al8Mn5颗粒聚集长大粗化,导致Mg-5Al合金综合力学性能下降。     

Zr含量对Mg-5Zn-2Al镁合金组织与性能的影响

采用光学显微镜及拉伸试验机等手段,研究了Zr含量对Mg-5Zn-2Al合金铸态和热处理后显微组织及力学性能的影响.结果表明,Zr的加入使Mg-5Zn-2Al镁合金的铸态和热处理后的晶粒得到明显的细化.在铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度与伸长率均呈现先上升后下降的变化趋势.对于铸态合金而言,Zr含量为0.6%时,Mg-5Zn-2Al合金的晶粒最为细小,并且其抗拉强度与伸长率均达到最大值,为215 MPa和12.563%.经热处理后,合金的抗拉强度较铸态得到了显著地提高.当Zr含量为0.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为249 MPa.     

热处理对Mg-5Zn2Al镁合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、电子万能试验机、扫描电镜等研究了热处理对Mg-5Zn2Al镁合金组织及性能的影响。结果表明：试验合金在经过320℃固溶36h,175℃时效16h后的合金的晶粒尺寸明显增大,晶界却变得细小,晶界上析出物明显增多,而且合金经过热处理之后,该成分合金的抗拉强度达到最大243MPa,伸长率达11．3％,使铸态下的Mg-5Zn2Al镁合金相比综合力学性能得到了显著的提高。     

Mg-5Al-xY合金的铸态组织及力学性能

研究了稀土钇(Y)对Mg-5Al镁合金铸态组织、高温力学性能及硬度的影响.结果表明:一定含量稀土Y的加入抑制了合金中Mg17Al12相的析出,形成了细小颗粒状和粗大块状的Al2Y耐热新相,显著提高了合金在175℃高温下的拉伸性能以及合金的显微硬度,合金的断裂特性由准解理断裂向准韧性断裂转变.     

Sb对Mg-6Al合金力学性能的影响

采用拉伸试验、断口分析和组织观察,对150和175℃下不同Sb含量的Mg-6Al合金的抗拉强度和伸长率进行了研究,得出Mg-6Al合金的力学性能随Sb含量的变化关系.结果表明,随Sb含量的增加,Mg-6Al合金的抗托强度和伸长率均先增加后降低,且均在w(Sb)=1%时取得最大值.加入适量的Sb可改善Mg-6Al合金的显微组织,从而提高其力学性能.     

Sb对Mg-6Al合金力学性能的影响

为了找出Sb对镁合金力学性能的影响作用,采用拉伸试验、断口分析和组织观察,对150℃和175℃下不同Sb含量的Mg-6Al合金的抗拉强度和伸长率进行了研究,得出了MR-6Al合金的力学性能随Sb含量的变化关系.结果表明,随着Sb含量的增加,Mg-6Al合金的抗拉强度和伸长率均先增加后降低,且均在Sb含量为1%时取得最大值.加入适量的Sb可改善Mg-6Al合金的显微组织,从而提高其力学性能.     

Ca对Mg-6Al合金力学性能的影响

采用拉伸试验、断口分析和组织观察,对室温和150℃下不同Ca含量的Mg-6Al合金的力学性能进行了研究.结果表明,随着Ca含量的增加,Mg-6Al合金的抗拉强度和伸长率均先增加后降低,且均在w(Ca)=1%时取得最大值.加入适量的Ca可改善Mg-6Al合金的显微组织,从而提高其力学性能.     

铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn镁合金组织和力学性能

通过OM、SEM、XRD和力学性能测试等手段研究了半连续铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn(ZTM630)镁合金铸锭的组织和力学性能。结果表明,铸态显微组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相、Mg_7Zn_3相组成;经过420℃×8 h固溶处理,Mg_7Zn_3相和绝大部分的Mg_2Sn相全部溶解到基体中,剩余少量Mg_2Sn相呈颗粒状分布在晶界或晶粒内部;固溶处理后实验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均有所提高。     

Ce元素对Mg-6Zn-1Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和差热分析等手段研究添加Ce对Mg-6Zn-1Mn镁合金在不同状态下的微观组织和相组成的影响,并对合金的室温力学性能进行测试和比较。结果表明:添加的Ce元素以Mg12Ce相存在于合金中,主要分布在晶界和枝晶间,铸态晶粒得到细化;添加Ce元素能够明显地提高挤压态Mg-6Zn-1Mn合金的屈服强度和伸长率,这是由于热挤压过程中弥散分布在晶界上的Mg12Ce相能够有效钉扎晶界,抑制再结晶晶粒长大,从而得到更加细小的热变形晶粒组织;然而,添加Ce元素恶化了时效态Mg-6Zn-1Mn合金的力学性能,这是因为热处理不能使这些Mg12Ce相固溶于基体中,在拉伸断裂时Mg12Ce相表面形成微裂纹,导致力学性能下降。     

热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

Sb对Mg-6Al金力学性能的影响

为了找出Sb对镁合金力学性能的影响作用,采用拉伸试验、断口分析和组织观察,对150℃和175℃下不同sb含量的Mg-6Al合金的抗拉强度和伸长率进行了研究,得出了Mg-6Al合金的力学性能随sb含量的变化关系。结果表明,随着sb含量的增加,Mg-6Al合金的抗拉强度和伸长率均先增加后降低,且均在Sb含量为1％时取得最大值。加入适量的sb可改善Mg-6Al合金的显微组织,从而提高其力学性能。     

含钇Mg-6Al镁合金组织和高温力学性能

研究了稀土元素Y(0～2.4wt%)对Mg-6Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,添加稀土元素Y可以显著提高时效态合金从室温至200℃区间的拉伸屈服强度和抗拉强度.在Mg-6Al合金中加入0.6wt%～2.4wt%的Y后,合金的显微组织均得到细化,Al2Y高熔点点状稀土合金相产生.在本研究的范围内,加入1.2wt%Y的合金从组织到性能各项性能最优.     

Ca对Mg-3Al合金微观组织和力学性能的影响

通过采用合金制备,组织分析,力学性能测试等手段研究了Ca的加入对Mg-3Al合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：Ca的加入改变了组织相的分布和形貌,随着Ca加入量的增加,β-Mg17Al12相逐渐消失,并沿晶界析出了高熔点的Al2Ca相。Ca的加入使得相形貌从细骨骼状逐渐演变为连续网状。Ca的加入能够提高实验合金在高温时的力学性能,但降低了实验合金的室温力学性能。     

RE元素Y和Nd对Mg-6Al合金显微组织的影响

研究了RE元素Y和Nd元素对Mg-6Al镁合金在铸态和固溶热处理状态下显微组织的影响。金相显微镜、扫描电镜及电子探针分析结果表明，Y和Nd稀土元素均有促进Mg-6Al合金铸态组织晶粒细化的作用，添加质量分数为0．5％的Y元素可使合金的晶粒尺寸由Mg-6Al合金的102．00μm细化至76．92μm，加入质量分数为1％的Nd后合金晶粒尺寸为65．79μm，而且Y和Nd在复合加入时，细化效果更为显著，晶粒尺寸为57．47μm。Y和Nd与合金中的铝元素形成热稳定性较高的块状YAl2相和条状NdAl2相，两者在α-Mg晶粒内和晶界均有分布。     

5％Al合金化对Mg-6Zn镁合金非枝晶组织演变的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金(质量分数)的铸态组织和等温热处理后非枝晶组织的演变规律。结果表明:Mg-6Zn合金的铸态组织主要由α-Mg和MgZn_2相组成;Mg-6Zn-5Al合金铸态组织主要由α-Mg、Mg_2Zn_3、Mg_(17)Al_(12)和Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相组成,其共晶组织形貌演变成粗大连续,且晶内颗粒状的第二相粒子数量增加。Mg-6Zn-5Al合金经600℃保温30 min后获得了细小圆整、均匀分布的近球状颗粒,其平均尺寸和圆整度分别为75μm和1.09。非枝晶组织演变的主要机制包括共晶组织熔化,溶质原子扩散,枝晶组织的粗化、分离、球化和颗粒的合并与长大。5%Al合金化促进了Mg-6Zn合金的非枝晶组织演变,主要归于合金化使铸态组织中析出了亚晶界,其为溶质原子的扩散提供便捷通道和润湿驱动力,同时降低了体系的总自由能和异质形核功,使合金在成分起伏和能量起伏作用下加快了枝晶组织的熔断、分离和球化。     

Pr对Mg-0．6Zr合金组织和力学性能的影响

用金属型铸造的方法制备得到由α-Mg及Mg12Pr组成的复相镁合金,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对合金显微组织和相组成进行了研究,通过拉伸试验测试了所制备合金的室温力学性能.研究发现,少量Pr可以细化Mg-0.6Zr合金晶粒,并生成强度较高的金属间化合物,Mg-0.6Zr-0.6Pr合金同时具有最高的抗拉强度和伸长率,分别比Mg-0.6Zr合金提高了9.8%和118%,其屈服强度则提高了42%.     

Mg-6Y-7RE-0.4Zr镁合金的显微组织和力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验等方法,研究了固溶处理和挤压对Mg-6Y-7RE-0.4Zr合金显微组织和力学性能的影响,以及挤压后合金的高温力学性能。结果表明,铸态合金组织主要由α-Mg基体和Mg24Y5、Mg12RE相组成,经过固溶处理(500℃×8h)之后,Mg-Y相基本消失,Mg-RE相仍有部分存在于晶界处;室温条件下,挤压后合金塑性有了大幅度提高,抗拉强度由156MPa提高到260MPa,且出现了明显的屈服特征,屈服强度为220MPa,伸长率由0.5%提高到7.0%;高温条件下,低于250℃时挤压态合金仍保持与室温条件下相当的力学性能,300℃时强度有所降低,伸长率大幅度提高,σ=215MPa,σ=164MPa,δ=20.5%。