Y和Ce对Mg-6Al合金挤压铸造组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜和万能拉伸测试仪,对添加稀土Y和Ce的挤压铸造Mg-6Al合金的显微组织和力学性能进行了分析.结果表明,采用挤压铸造工艺,在复合添加稀土Y和Ce后,晶粒组织明显细化,显微组织由网状变为断网状,室温力学性能得到大幅度提高.添加0.5?和0.5%Y时,挤压铸造Mg-6Al合金的抗拉强度从126 MPa提高到了200 MPa,伸长率从1.0%提高到了8.5%.     

微量Y对Mg-5Al-0.8Zn-0.5Mn合金组织性能的影响

在熔炼过程中以Mg-Y中间合金形式加入稀土Y元素,研究0%～2.5%(质量分数,下同)范围内不同含量的Y对Mg-5Al-0.8Zn-0.5Mn合金显微组织、力学性能及腐蚀性能的影响。结果表明:经过适量稀土Y微处理后的合金材料具有细小均匀的铸态组织,平均晶粒尺寸维持在35μm左右。Y元素从0变化到2.5%过程中,合金室温力学性能在0～1.3%范围内增加,在1.3%～2.5%范围内降低,材料高温强度则一直呈现升高趋势。稀土Y对合金的腐蚀性能具有改善作用,当Y含量为1.0%时合金的耐蚀性能较好,过量加入Y元素对腐蚀性能有负面影响。     

锑和稀土对Mg-9% Al-0.4% Zn合金铸态组织与力学性能的影响

锑和稀土均有细化Mg-9%Al-0.4%Zn合金铸态组织的作用，而且锑和稀土的同时加入，复合细化效果更显著，锑与合金中的镁元素形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2，稀土与合金中的铝元素形成片状金属间化合物Al11La3 和Al11Ce3。各相在a-Mg晶粒内和晶界均有分布，单独加入锑或稀土时对该合金的铸态室温力学性能基本没有影响，但同时添加0．8％RE和0．4％Sb时，合金的铸态室温力学性能显著提高，与Mg-9%Al-0.4%Zn合金相比，添加0.8%RE和0．4%Sb合金的铸态拉伸强度σb提高了33％，伸长率δ提高了70％，铸态Mg-9%AL-0.4%Zn-0.4%Sb-0.8RE拉伸断口具有明显的塑性变形特征。     

RE对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金组织的影响

研究了RE对Mg-8Zn-4Al-0．3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明：Mg-8Zn-4Al-0．3Mn-χRE铸造镁合金的显微组织主要由口(Mg)基体、φ(Al2Mg5Zn2)相、r(Mg32(Al,Zn)49)相和Mg3Al4Zn2RE相组成。随RE加入量的增加，合金晶界上三元相的形态由半连续网状改变为颗粒状，三元相的分布逐渐变得弥散而均匀。晶界上针状或棒状Mg3Al4Zn2RE相的量也随着RE加入量的增加而增加。加入1．5％的RE可显著细化合金的铸态组织，晶粒大小由120～130μm减小到40-50μm。合金的显微硬度值随着RE加入量的增加而增加。     

Ca对铸态Mg-6Al及Mg-6Al-2Si系合金组织与性能的影响

为了明确不同服役温度下Ca对Mg-Al和Mg-Al-Si系合金性能的影响,采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验机,分别研究了Mg-6Al-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-xCa(x=0,0.5%)和Mg-6Al-2Si-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-xCa(x=0,0.5%)合金的相组成、显微组织、断口形貌,以及室温和150℃时的拉伸性能。结果表明,Ca的加入会促使CaMgSn和CaMg(Sn,S)i等第二相的生成,产生明显的固溶强化作用,提高合金的室温和高温拉伸性能。Si的加入可显著提高合金的高温性能,但会降低合金的室温性能。因此,Mg-6Al-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-0.5Ca合金适用于室温部件,而Mg-6Al-2Si-0.3Mn-0.5Zn-1.5Sn-0.3Sr-0.5Ca合金适用于高温部件。     

时效对挤压变形Mg-6%Al-0.5%Ni合金组织与性能的影响

通过显微组织观察、拉伸性能测试及断口分析,研究了时效处理对挤压变形Mg-6%Al-0.5%Ni合金显微组织及拉伸性能的影响.结果表明,挤压变形Mg-6%Al-0.5%Ni合金时效后,强化相粒子可在晶界处以及晶粒内部析出,有效地提高其高温屈服强度和抗拉强度,但导致合金的伸长率降低;合金的拉伸断口呈现韧性和脆性混合断裂特征,而挤压态Mg-6%Al-0.5%Ni合金的拉伸断口均呈现典型的韧性断裂特征.     

Mg-5.5Al-0.5Y-xSm合金的显微组织和力学性能

采用XRD、OM、SEM和EDS等手段研究了Mg-5.5Al-0.5Y-xSm(x=0~2.0%)合金的显微组织和力学性能。实验结果表明,加入适量的Sm后,合金晶粒和Al2Y相得到细化,Mg17Al12相数量减少,同时基体中出现高熔点相Al2Sm相。随着Sm含量的增加,合金的室温(25℃)和高温(150℃和175℃)力学性能先升高后降低,且在Sm含量为1%时达到最佳。     

稀土Ce对Al-10Mg合金组织及力学性能的影响

研究了添加稀土Ce及固溶处理对Al-10Mg合金显微组织及力学性能的影响。添加Ce能够细化Al-10Mg合金的铸态组织,并形成Al4Ce相,固溶处理可使Al3Mg2相溶解。随Ce添加量的增加,Al4Ce相由弥散分布的颗粒状、短杆状形态转变为粗大连续的枝状形态。综合考虑,添加0.4%的Ce对提高Al-10Mg合金的力学性能最为有效。     

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。     

Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金组织和性能的影响

采用光学金相、扫描电镜、X射线衍射分析和力学性能测试等手段,研究了稀土元素Gd对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Gd的添加并没有细化Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的晶粒尺寸,但晶粒尺寸保持在较小的范围内,合金显微组织有所粗化。Gd含量为3.6%时,合金的室温及高温强度达到最大值。Gd的添加对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd合金的高温力学性能有一定改善,尤其是200℃时的力学性能提高较明显,但过量的稀土元素添加使得Mg-6Al合金的强化作用减弱。     

压铸态Mg-7Al-0.5Y合金的低周疲劳行为

研究了压铸态Mg-7Al-0.5Y合金在全反向总应变模式控制下的低周疲劳行为。结果表明,在所采用的不同外加总应变幅下,压铸态Mg-7Al-0.5Y合金均可呈现循环应变硬化,且在0.9%的外加总应变幅下,合金在疲劳变形期间发生了动态应变时效;合金的弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别由Basquin和Coffin-Manson描述。断口形貌的扫描电子显微分析揭示,低周疲劳加载条件下,对于压铸态Mg-7Al-0.5Y合金而言,疲劳裂纹以穿晶方式萌生于疲劳试样表面,并以穿晶方式扩展。     

Mg-6Al-0．5Y-1．0Ce合金固溶处理工艺的研究

研究了Mg-6Al-0.5Y-1.0Ce合金在410℃下固溶处理对合金性能的影响.结果表明:随固溶时间的延长,合金中β-Mg17Al12溶入基体,稀土相析出,合金硬度和力学性能得到提高;当固溶时间为20h,硬度和力学性能最好;断口呈准解理+局部韧性断裂的混合断口特征.     

均匀化退火对Mg-6Al-5Pb-0.6Ce镁阳极组织和性能的影响

采用熔炼铸造法制备Mg-6Al-5Pb-0.6Ce合金阳极材料,采用X射线衍射(XRD)、环境扫描电镜(ESEM)研究均匀化退火对Mg-6Al-5Pb-0.6Ce合金显微组织的影响;采用恒电流放电、动电位极化扫描研究均匀化退火前后该镁合金的腐蚀电化学性能。结果表明:经400℃均匀化退火24h后,合金中呈岛状分布的β-Mg17Al12相完全固溶于镁基体,成分偏析基本消除;与铸态合金相比,均匀化退火态合金中有效阴极相(β-Mg17Al12相)的消失使合金电偶腐蚀减少,耐蚀性提高;均匀化退火后,合金的平均放电电位从-1.756V(相对SCE,下同)正移到-1.726V,放电活性略微减弱,而阳极利用率提高5.1%,达到79.8%。     

Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和力学性能

研究了Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和常温力学性能,探讨了合金中Nd与Sr复合添加后的存在形式及不同含量的Nd对合金常温力学性能的影响.结果表明：Al4Sr相呈网状沿晶界分布,而Al11Nd3相呈颗粒状或针状,在晶内、晶界均有析出.Al4Sr相在晶界起到了阻止晶界滑移的作用,Al11Nd3相在晶内有钉扎位错的作用,晶界晶内的双重强化提高了合金的强度.合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均在含Nd量为1.0%时达到了峰值.     

硅钙合金对Mg-6Al-0.5Mn合金显微组织和性能的影响

借助OM、SEM、EDS和XRD分析了合金显微组织和相组成，探讨了硅钙合金对Mg-6Al-0．5Mn（AM60）铸造镁合金显微组织和性能的影响。结果表明，AM60合金中加入适量的硅钙合金直接形成了弥散分布的呈规则多边形状的Mg2Si颗粒；合金的显微组织得到明显改善，半连续网状分布的Mg17Al12相变得细小、弥散，合金的晶粒明显细化。当合金中Si质量分数为1．8％时，合金的晶粒尺寸减小到80μm；强化相的形成和显微组织的改善导致了合金力学性能的提高，抗拉强度提高了13．9％，伸长率提高了28．5％，冲击韧度提高了1倍；研究还发现，不仅CaSi2可以作为初生Mg2Si相的非均质形核核心，而且Al8Mn5也可充当初生Mg2Si相的非均质形核核心。     

钕含量对Mg-8Al-0.5Ca合金组织和性能的影响

以Mg-8Al-0.5Ca合金为研究对象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪及能谱分析仪等测量手段分析钕对合金组织和性能的影响。结果表明:经过钕变质后,合金组织中会析出Al11Nd3、Mg2Ca和β-Mg17Al12,显微组织得到细化和改善。当钕的添加量为0.6%时,组织中可以明显观察到短条状β-Mg17Al12和细针状Al11Nd3,此时合金的力学性能最佳。     

硅钙合金在M9-6Al-0.5Mn合金中的应用

Mg2Si强化相可以提高镁合金的室温和高温性能,但汉字形Mg2Si,割裂基体,反而使合金的力学性能降低.本文首次将硅钙合金应用到镁合金,研究其对Mg-6Al-0.5Mn合金显微组织和性能的影响.结果表明,硅钙合金加入后改善了合金的显微组织,第2相趋于弥散分布,合金的平均晶粒尺寸从180μm减小到100μm;合金中形成了弥散分布、稳定性较高的规则多边形Mg2Si相,起到弥散强化作用;加入硅钙合金后,显著改善了合金的力学性能,Mg-6A1-0.5Mn合金的铸态显微硬度、抗拉强度、伸长率和冲击韧度都有明显的提高,合金的抗腐蚀性能也有了一定程度的改善.     

Sb对Mg-4Al-4Si合金组织和力学性能的影响

研究了Sb对Mg-4Al-4Si(AS44)镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,未加Sb时,铸态AS44合金主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Mg2Si相组成,Mg2Si相呈粗大的骨骼状、块状和汉字状3种形态;加入少量的Sb(0.25%~1.25%)能有效细化Mg2Si相,并在合金中形成高熔点和较为弥散分布的Mg3Sb2相。随Sb含量的增加,Mg2Si相形貌发生显著变化,从粗大的骨骼状逐渐转变为块状和汉字状,当Sb含量达到1.25 wt%时,几乎全部转变为较细小的汉字状Mg2Si相颗粒。随着组织的改善,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均得到不同程度的提高。