汽车零件用差压铸造Mg-9Al-1Zn-0.5Ca镁合金的组织及性能

采用差压铸造进行了汽车零件用镁合金Mg-9Al-1Zn-0.5Ca的制备,对组织、力学性能和耐磨损性能进行了测试与分析。结果表明:与重力铸造试样相比,差压铸造试样的抗拉强度提高9.7%,屈服强度提高12.5%,断后伸长率从8.8%增大到9.5%,磨损体积减小38.9%;差压铸造可以明显改善合金内部组织,提高合金的力学性能和耐磨损性能。     

Ca对Mg-8Zn-4Al镁合金显微组织和耐蚀性能的影响

研究了Ca对Mg-8Zn-4Al镁合金显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明:Ca加入Mg-8Zn-4Al合金后,合金显微组织得到细化,τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相弥散分布,无新相形成。Ca元素的添加降低了Mg-8Zn-4Al合金的腐蚀速率和腐蚀电流密度,提高了合金的腐蚀电位,改善了合金的耐腐蚀性;当Ca含量为0.3%时,该合金的耐蚀性能最佳。     

浇注温度对Mg-6Zn-3Cu镁合金组织性能的影响

通过对Mg-6Zn-3Cu (ZC63)合金进行XRD衍射、硬度及拉伸性能的测试,研究了浇注温度对其组织和性能的影响。研究表明,随着合金的浇注温度增高,ZC63镁合金的晶粒尺寸不断增大,降低浇注温度可细化晶粒,且降低生产成本。当浇注温度为680℃,合金组织比较细小均匀,力学性能较高,其抗拉强度和伸长率分别为205 MPa和13.2%。ZC63镁合金铸态的断口主要由解理面和撕裂棱组成,具有准解理断裂特征。浇注温度越低,解理面尺寸越小,撕裂棱占比越多,表明合金的塑性变形能力越强。     

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。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金组织与性能研究

对不同热处理状态(铸态、变形态、T4态以及T6态)的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金进行了拉伸、金相观察、扫描电镜以及力学性能测试分析。结果表明:合金主要由α-Mg、Mg_5(Y,Gd,Zn)以及Mg_(24)(Y,Gd,Zn)_5三相组成。经过T6处理后,合金比T4态以及变形态的强度有明显提高,伸长率也达到了6.9%。最佳热处理参数组合为T6处理(415℃×12 h+207℃×16 h)。     

稀土元素Dy对Mg-2Zn-0.5Zr生物镁合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、浸泡实验、电化学测试、扫描电镜(SEM)以及光学显微镜(OM)等方法研究了Dy含量对Mg-2Zn-0.5Zr-xDy生物镁合金微观组织、耐腐蚀性能和力学性能的影响。结果表明:随Dy含量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐变小,第二相逐渐增多且主要沿晶界分布,合金的平均腐蚀速率先降低后升高,合金的力学性能先升高后降低;当Dy含量为1.5 mass%时,合金的耐蚀性能和综合力学性能均最好,平均腐蚀速率从未添加稀土元素时的1.28 mm/a降为0.92 mm/a,抗拉强度和伸长率分别为154 MPa和8.6%。     

挤压温度对Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金组织和性能的影响

通过光学显微镜（OM）,X 射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,电子背散射衍射（EBSD）以及拉伸试验对360和420℃挤压的Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y变形镁合金的组织和性能进行了研究。研究结果表明,合金铸态和时效态的相组成为α-Mg, Mn, Mg7Zn3, Mg2Sn, 和 MgSnY相。挤压温度从360℃增加到420℃,动态再结晶完成,晶粒长大,合金的屈服强度,抗拉强度以及延伸率分别由259MPa, 350MPa 和 18.3% 降低至 239MPa, 332MPa和12.5%。理论计算和拉伸试验结果表明,细晶强化和固溶强化对合金屈服强度的增加产生决定性影响。     

时效对Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd镁合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及力学性能等测试手段,研究了时效处理对Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd镁合金显微组织及力学性能的影响.结果表明:Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd合金挤压后经T5处理后有球状的第二相粒子析出,使合金硬度和强度明显提高;经T5处理后合金的第二相有富集的趋势,使得耐蚀性能略有下降.     

Mg-4Zn-0.5Er-1Y镁合金板材的组织与力学性能

研究了Mg-4Zn-0.5Er-1Y变形合金轧制板材在经200～380℃,保温0.5～4h退火处理后,合金显微组织的演变及其力学性能的变化规律。结果表明,该合金退火后均出现明显的动态再结晶组织,且晶粒比较细小,基体中存在大量含有稀土元素的第二相,这些第二相在热轧状态下破碎成细小的颗粒,促进了动态再结晶晶粒的异质形核。合金退火处理后的强度较原轧制态降低,但塑性却得到明显的改善。最佳退火温度为350℃,保温0.5h后晶粒尺寸约为8μm,抗拉强度为276MPa,伸长率达到最大为22.5%。经过计算可知,该合金再结晶晶界迁移激活能为22.76kJ/mol,同时建立了该合金再结晶晶粒长大的动力学模型。     

Gd含量对Mg-0.5Zn-0.4Zr-xGd生物镁合金性能的影响

研究了稀土元素Gd含量对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-x Gd合金微观组织、力学性能及其腐蚀性能的影响。结果表明:当Gd含量小于5%时,随着Gd含量的提高,第二相沿着晶界析出并且逐渐增多,晶粒明显细化,力学性能和耐蚀性逐渐提高;Gd含量为5%时,合金的力学性能及耐蚀性最好,抗拉强度为174.76 MPa,伸长率为11.25%,平均腐蚀速率仅为0.845 mm/a。Gd含量继续增加,合金力学性能和耐蚀性均呈现劣化趋势。     

Mg-8Zn-2Si-0.5Ca合金热处理前后的组织性能

研究了Mg-8Zn-2Si-0．5Ca合金及其热处理后的组织和性能。结果表明：铸态下合金由α-Mg相、MgZn相、Mg2Si相和CaSi。相组成。Mg2Si的形状为块状，颗粒较细小．Mg2Si的晶核为CaSi2相。固溶处理后．合金中原来呈骨骼状分布的MgZn相明显减少，并变得细小。固溶处理未能使Mg2Si相溶入基体组织中。时效处理后固溶到基体中的MgZn相以细小的弥散相析出。经固溶和时效处理后，合金的硬度明显提高。     

Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织及耐蚀性

对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd(质量分数,%)合金分别进行了固溶处理(T4)和固溶+时效处理(T6)。利用光学显微镜、X-射线衍射仪和透射电子显微镜研究了不同状态下合金的显微组织,采用静态腐蚀试验及电化学方法测试了不同状态合金在模拟体液中的耐蚀性,研究了固溶、固溶+时效处理对合金组织和耐蚀性的影响。结果表明,铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd合金的第二相主要为Mg3Gd和Mg5Gd相,合金经T4和T6处理后腐蚀速率降低,容抗弧半径增大,腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Icorr降低。其中合金经T6处理后其平均腐蚀速率为0.486 mm/year,腐蚀电位Ecorr较正,容抗弧半径较大,呈现出良好的耐蚀性。     

热处理对Mg-6Zn-1.5Cu合金组织及性能的影响

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)和力学万能试验机等手段研究了铸造Mg-6Zn-1.5Cu合金在不同状态下的组织,性能及断裂行为。结果表明,合金的铸态组织主要由α-Mg相,在晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+MgZn_2+Mg_2Cu+CuMgZn)共晶相和晶内呈孤立的颗粒状相组成。合金在450℃固溶12~36h和180℃时效12~36h范围内,随着保温时间延长,固溶效果和时效强化效应逐渐增加;当固溶和时效时间超过28h后,固溶残余的共晶化合物和时效析出强化相均有粗化现象。合金在时效28h后获得了良好的组织,最大抗拉强度达265 MPa,最大伸长率达5.90%。铸态合金的断裂方式呈解理和沿晶断裂特征,时效处理后合金的断裂方式以沿晶和穿晶断裂混合模式存在。     

Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca生物镁合金不同速度挤压后组织性能研究

采用常规铸造法制备了Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca生物镁合金。研究了在不同正挤压速度下(10, 30, 60, 90mm/min)挤出的变形镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着挤压速度的增大,动态再结晶晶粒尺寸增大,未动态再结晶区域减少。不同挤压速度影响第二相的形态和分布,进而影响动态再结晶的发生。织构随着挤压速度的增大而减弱。随着挤压速度的增大,合金的塑性增强,抗拉强度减小。在挤压速度为60mm/min 时,综合力学性能良好。抗拉强度270Mpa,伸长率19.6%。     

时效对挤压态Mg-11Al-3Zn-2Ca镁合金组织和性能的影响

采用箱式电阻炉进行时效处理,试样埋入石墨中防止氧化,利用OM、SEM和TEM等手段对含Ca高铝Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金时效状态下的组织和力学性能进行了分析.结果表明,Mg-11Al-3Zn-2Ca挤压变形镁合金在9～25 h内时效,析出相为短棒状的β-Mg17Al12,析出过程遵循先晶界后晶内的规律;经过200 ℃时效后,抗拉强度有所提高,最大提高10 MPa;伸长率随时效时间延长呈下降趋势,15 h以内降低比较明显,超过15 h下降趋势变得较为缓慢.     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金减振性能的研究

采用TA Q800 DMA对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金进行阻尼性能测试,并通过阻尼-应变、应力-应变曲线的拟合公式计算出减振系数。结果表明:不同热处理工艺对合金的减振性能有一定的影响。热变形、热处理对合金内的析出相有调控作用,进而影响合金的阻尼性能。高应变区域,变形+T6态合金内的析出相最小,数量最多,其阻尼性能最差。合金的屈服强度对减振系数有较大影响,变形+T6态合金的减振系数较高,变形态次之,铸态合金的最小。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu的组织和性能

采用金相、扫描电镜和DSC热分析仪研究了挤压铸造Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的显微组织、铸造性能和力学性能,并与Al-5.5Si-4.0Cu合金进行了对比研究。结果表明,熔体温度为720℃和740℃时,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的流动性能比Al-5.5Si-4.0Cu合金分别提高了10.9%和2.9%;挤压压力从0.1MPa增加到75.0MPa时,铸态Al-5.5Si-4.0Cu合金的抗拉强度和伸长率都略高于Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金,但经过T6热处理后,Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金的抗拉强度增幅比Al-5.5Si-4.0Cu合金高100MPa以上,这主要是因为Al-6.8Zn-2.6Mg-2.3Cu合金具有更强的时效强化效果。     

固溶处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织及耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究固溶处理温度对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd(质量分数,%)生物镁合金显微组织的影响,通过失重、析氢和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:铸态合金中,第二相(Mg,Zn)3Gd在合金基体中呈网状分布。固溶处理温度在460～500℃时,合金的晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,温度为480℃时,没有溶入基体的(Mg,Zn)3Gd相以颗粒状或长条状的形式存在于基体中,部分颗粒与α-Mg基体具有共格关系。随着固溶处理温度的升高,合金的腐蚀速率先减小后增大,固溶处理温度在480℃时,合金的耐腐蚀性能比铸态合金的有了较大的提高。在120 h的浸泡实验中,合金的腐蚀速率在最后24 h时逐渐趋于稳定。     

时效处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜观察(SEM)、透射电镜观察(TEM)和拉伸性能测试研究不同时效时间对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物镁合金显微组织及力学性能的影响,通过质量损失和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:时效时间为4～20 h时,合金中析出相的尺寸及数量随时效时间的延长而增加,析出相主要以纳米级棒状和颗粒状的(Mg,Zn)₃Gd相形式存在,部分棒状析出相与α-Mg基体具有共格界面关系。合金的强度及伸长率随时效时间的延长先升高后降低。在120 h的浸泡实验中,合金的平均腐蚀速率、点蚀孔洞的数量及孔洞尺寸随时效时间的延长而逐渐增大,腐蚀速率随浸泡时间延长呈现出先减小、后增大、再缓慢减小以及最后趋于稳定的过程。