Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、金相组织分析和拉伸性能测试等方法,研究了Al对Mg-5Gd-3Y铸态合金组织和性能的影响。结果表明,Mg-5Gd-3Y铸态合金的组织由α-Mg基体和共晶相Mg5Gd和Mg24Y5组成。加入Al元素后,有新相Al2Gd、Al2Y析出,对合金的晶粒起到细化作用,有效提高了Mg-5Gd-3Y铸态合金的力学性能。     

铒对Al-4.5Mg-0.7Mn合金组织与性能的影响

采用拉伸性能测试、金相组织观察、扫描电镜与能谱分析以及X射线衍射等方法，研究了单独添加微量Er和Er，Zr复合添加对Al-4．5Mg-0．7Mn合金组织与性能的影响。结果表明，Er能够明显细化该合金的晶粒（枝晶网胞），改善合金铸态组织。微量Er和Zr元素的同时加入，使得Al-4．5Mg-0．7Mn合金的抗拉强度钆和屈服强度σ0．2均有所提高，而对合金的伸长率几乎没有影响。微量Er元素除部分固溶于Al基体外，大部分与Al形成具有L12型结构的Al3Er相，这种细小的Al3Er颗粒与Al基体共格，对合金起强化作用。     

Mg-Al-Sm系变形镁合金的组织与力学性能

镁合金在汽车、通讯电子和航空航天领域正得到日益广泛的应用,其中变形镁合金呈现出比铸造镁合金更优异的性能,但其强韧性仍有待于提高。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了铸态和挤压态Mg-6.02Al-1.03Sm和Mg-5.95Al-1.01Sm-0.57Zn合金的组织和相组成,并测试了其室温和高温拉伸力学性能。结果表明,上述合金的铸态组织均由α-Mg基体、不连续网状β-Mg17Al12相和小块状化合物Al2Sm组成,后者合金中添加的Zn固溶于α-Mg基体和β-Mg17Al12相中;铸态合金呈现较优异的拉伸力学性能,如室温抗拉强度σb、屈服强度σ0.2和伸长率δ分别处于220~235 MPa,118~123 MPa和12.5%~16.0%。经热挤压后,合金组织显著细化,再结晶晶粒的平均尺寸仅为12~14μm,Al2Sm相亦有所破碎;挤压态合金的拉伸力学性能显著提高:室温σb和σ0.2分别提高至300~320MPa和215~230 MPa,423 K时的高温σb,σ0.2和δ分别提高至205~215 MPa,161~166 MPa和42.0%~44.0%。     

可降解医用Zn-3Al-1Mg合金的体外腐蚀行为和力学性能

采用热挤压方法制备了管状Zn-3Al-1Mg合金,利用扫描电子显微镜(SEM)及拉伸、压缩测试等方法研究了铸态和挤压态管状Zn-3Al-1Mg合金的微观组织与力学性能.同时,利用浸泡试验、电化学测试、X射线光电子能谱分析(XPS)研究了挤压态管状Zn-3Al-1Mg合金在模拟体液(SBF)溶液中的腐蚀行为.结果表明：铸态及挤压态合金均由η-Zn, α-Al及Mg₂Zn₁₁三相组成,挤压态合金的微观组织明显细化,且力学性能明显优于铸态合金的力学性能;挤压态合金在模拟体液中的腐蚀速率为0.15～0.28 mm/a.腐蚀形貌分析结果揭示了不同物相间的微电偶腐蚀机制,腐蚀产物包括Zn/Al/Mg的氧化物、氢氧化物,以及Ca, P和Zn/Al/Mg相结合产生的磷酸盐、碳酸盐.结合电化学测试结果,对挤压态合金的腐蚀过程和腐蚀机理进行了分析.     

Zn含量对Mg-Mn-Zn合金显微组织和力学性能的影响

通过添加少量的Zn元素制备了(%,质量分数)Mg-2.0Mn-x Zn(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金。对合金进行挤压变形,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,研究了少量的Zn元素对Mg-Mn合金组织及力学性能的影响。实验结果表明,Mg-2.0Mn-x Zn合金的铸态及挤压态组织中主要含有的第二相为颗粒状的α-Mn相,Zn元素均匀固溶于Mg基体中。少量添加的Zn元素可以显著细化铸态Mg-Mn-Zn镁合金的晶粒尺寸。随着Zn含量增加,挤压态合金中动态再结晶区域增加,混晶组织呈减少趋势。少量添加Zn元素对挤压态Mg-2.0Mn合金的强度及塑性都有明显的改善作用,尤其是合金的屈服强度最高增加42%,延伸率增加57%。随着Zn添加量增加,合金强度的增加趋势减弱。SEM观察显示挤压态Mg-2.0Mn-x Zn合金拉伸试样的断口形貌以韧窝及解理台阶为主,呈现韧性断裂与准解理断裂的混合断口形貌。     

Y元素对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和室温拉伸力学性能测试等手段研究了Y元素对超高强Al-9Zn-2.5Mg-2Cu(wt.%)合金铸态和T6热处理态微观组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加能够细化铸态合金晶粒,降低晶界第二相的连续性;经轧制变形和T6热处理后,随着Y元素含量的提高,合金的强度呈先升高后降低的趋势。当Y元素添加量为0.2%时,性能优秀,其屈服强度为590.1 MPa,极限抗拉强度为622.7 MPa,伸长率为10.44%。     

高强高阻尼Mg-Zr系合金的研究(Ⅱ)——热挤压及退火对Mg-Zr-(Ca/Y)合金组织和性能的影响

研究了三种Mg-Zr系阻尼合金（Mg-0．6Zr．Mg-0．6Zr-0．3Ca，Mg-0．6Zr0．3Ca-0．1Y）住热挤压及退火后组织和性能的变化。结果表明：合金在热挤压过程中晶粒明显细化．使力学性能得到提高。三种合金在铸态下，其阻尼性能随应变振幅的增加而不断提高；经过热挤压后，阻尼性能明显下降，且几乎与应变振幅无关；挤压后的退火处理又使合金阻尼性能有所增大．但与铸态时仍存在一定差距。在各处理状态下，Mg-0．6Zr-0．3Ca和Mg-0．6Zr-0．3Ca-0．1Y合金的力学性能明显高于Mg-0．6Zr合金，而阻尼性能在铸态下与Mg-0．6Zr合金相差不大，但经热挤压和退火后有较大差距。三种合金阻尼性能随处理状态的变化可用Granato-Liicke值错模型解释。     

Mg-Zn-Gd合金的微观组织和力学性能

利用等离子体发射光谱仪(ICP)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了Mg-x Zn-y Gd(x=1~3,y=1~3)合金铸造态、挤压态的化学成分和微观组织演变,并测试其室温拉伸力学性能。研究结果表明:随着Gd含量的增加,铸态组织显著细化,枝状晶间距减小,其组分相Mg-Zn-Gd三元相面积分数逐渐增多,Mg Zn2相逐渐减少直至消失,第二相从晶界处呈连续网状分布转变成晶界断续和晶内均匀分布。挤压态组织得到细化,挤压过程发生了明显的动态再结晶,平均晶粒尺寸从Mg-3Zn合金的30μm降到Mg-2Zn-1Gd合金的10μm。第二相沿挤压方向趋于带状分布,部分弥散分布于晶内,成棒状或块状的Mg Zn Gd三元相,尺寸约为1~3μm。挤压态Mg-x Zn-y Gd合金的抗拉强度σ_b从Mg-3Zn的260 MPa提高到300 MPa,延伸率δ从13%提高到25%,屈服强度变化不大,σ_b和δ提高幅度分别为15.4%,92%。挤压态的显微硬度由Mg-3Zn的HV 52.1提高到Mg-3Zn-2Gd的HV 70.4,挤压态Mg-x Zn-y Gd合金室温拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征,应力在第二相粒子处集中。     

Mg-Zn-Sm合金的微观组织与力学、腐蚀性能研究

为了研究Sm对Mg-3Zn合金组织、力学及腐蚀性能的影响,采用重力浇注法制备了Mg-3Zn-x Sm合金,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验和电化学实验研究了Sm对Mg-3Zn合金的铸态、挤压态组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,增加Sm的含量,Mg-3Zn-x Sm合金中的第二相逐渐增多,晶粒得到细化,枝状晶间距减少,第二相呈连续网状分布于晶界处。经挤压后,挤压态组织得到细化,组织发生明显的动态再结晶,第二相沿挤压方向趋于带状分布,平均晶粒尺寸从Mg-3Zn-0.5Sm的18μm逐渐降至Mg-3Zn-4Sm的5μm。挤压态Mg-3Zn-x Sm合金的σb,σ0.2和δ分别从Mg-3Zn-0.5Sm的225 MPa,146 MPa和15%提高到Mg-3Zn-4Sm的250MPa,195 MPa,25%,提高幅度分别为11.1%,33.6%,66.7%。随着Sm含量的增加,自腐蚀电流密度逐渐降低,高频区容抗半环逐渐增大,Mg-3Zn-4Sm的自腐蚀电流密度最小0.00881m A/cm2。     

La、Ce混合稀土对Al-0.75Mg-0.6Si合金组织性能的影响

采用金相显微镜、涡流导电仪和拉伸试验机,研究了La、Ce混合稀土对Al-0.75Mg-0.6Si合金组织、导电性能和力学性能的影响.结果表明:添加微量的La、Ce混合稀土对Al-0.75Mg-0.6Si合金可起到晶粒细化和净化作用,提高Al-0.75Mg-0.6Si合金的导电性能和力学性能.随着La、Ce混合稀土添加量的增加,Al-0.75Mg-0.6Si合金铸态组织晶粒逐渐被细化,电导率、抗拉强度和伸长率逐渐提高.当La、Ce混合稀土添加量为0.5!时,Al-0.75Mg-0.6Si合金的电导率为55.7!IACS,抗拉强度和伸长率分别为236 MPa和16.7!,与未添加La、Ce混合稀土相比,Al-0.75Mg-0.6Si合金的电导率提高了5.69!,抗拉强度和伸长率分别提高了11.32!和15.17!.     

铈镧混合稀土对AZ91D压铸镁合金显微组织和蠕变性能的影响

研究了不同含量Ce/La(x=0,0.1,0.5,1.0)对AZ91D镁合金显微组织及蠕变性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDX)观察与分析表明,压铸AZ91D镁合金中添加Ce/La后,除了α-Mg,β-Mg17Al12相之外,还生成了新的稀土化合物Al11RE3(RE=Ce/La)化合物,并且细化了合金显微组织、提高了合金室温和高温力学性能。生成的Al11RE3(RE=Ce/La)高温热稳定相使AZ91D+xCe/La(x=0,0.1,0.5,1.0)合金在150℃,50MPa下的蠕变抗力优于AZ91D镁合金,1%Ce/La的合金与AZ91D相比,蠕变延伸率低了0.2%,最小蠕变速率从2.30×10-8s-1降低到2.02×10-8s-1。蠕变试样的微观组织结构分析表明:AZ91D合金的蠕变机制主要以晶界滑移方式为主,Al11RE3(RE=Ce/La)热稳定相在晶界处延缓和阻碍了晶界断裂的过程。     

Mg-Al-Pb-Ga-Y海水电池用镁阳极的 成分优化和电化学性能

采用熔炼法制备了一系列Mg-Al-Pb-Ga-0.9Y海水电池用镁合金阳极材料.利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和电化学测试等方法研究了Pb、Ga元素对合金组织和电化学性能的影响.结果表明, 合金的放电电压随Pb含量增加而提高. Pb含量（指质量分数，下同）为5%且Ga的添加量为1%时, 对放电电压的提升效果达到最优，合金在20 mA/cm2和100 mA/cm2电流密度下放电均有较大的放电电压.成分为Mg-3Al-5Pb-1Ga-0.9Y的镁阳极具有更优异的综合性能, 其放电电位最负, 在电流密度为20 mA/cm2和100 mA/cm2下的工作电位分别为-1.723 V和-1.680 V；合金的自腐蚀速率较低, 腐蚀电流密度为5.1164×10-5 A/cm2.      

Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Y2O3的稀土钼合金,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等手段对钼合金的断裂特征和组织结构进行对比分析,研究稀土氧化物Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响.研究表明:添加Y2O3能细化晶粒、改善钼合金的晶粒均匀性和致密度、提高钼合金的性能:拉伸强度和屈服强度随Y2O3含量的增加呈现先增高后降低的趋势,在Y2O3含量为1％时,抗拉强度达511.43MPa,屈服强度456.99MPa,分别是纯钼材料的1.31倍和1.57倍,综合力学性能最佳;在烧结坯中,Y2O3颗粒分布均匀,主要以球形和等轴状形式存在于晶界上.     

Zn含量对AlMgSiCu合金组织和力学性能的影响

使用常规铸锭冶金方法制备了不同Zn含量的AlMgSiCu合金.利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸测试和纳米压痕方法研究了Zn含量对铝合金微观组织和力学性能的影响.研究发现Zn元素能够轻微细化AlMgSiCu合金铸态组织.随着合金中Zn含量的增加,铸态铝合金的晶界变宽,晶界析出相增多.Zn的添加未影响铸态合金的相组成和形貌.随Zn含量的增加,铝合金的强度和延伸率呈现先增后降的变化趋势,添加质量分数0.5%Zn可使合金具有最高的强度,而0.75%Zn使合金获得最高延伸率.对含Zn铝合金的纳米压痕测量表明:随着Zn含量的增加,铝合金的弹性模量呈现逐步降低的趋势.      

稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和力学性能的影响

在铝合金粉末中添加质量分数为0、0.2%、0.4%及0.6%的稀土元素Y, 利用粉末冶金法制备2A12铝合金。通过金相组织观察、X射线衍射分析、扫描电子显微形貌表征、能谱分析及力学性能测试等手段, 研究了稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和性能的影响, 总结了Y在铝合金中的分布特征。结果表明, 当稀土元素Y的质量分数为0.2%时, 2A12铝合金抗拉强度最高, 塑性最好; 添加Y可以抑制铝合金晶粒在烧结过程中的长大; 稀土元素Y主要以YAl相、Cu₂Y相和YAl₂相的形式分布在基体晶界处, 少量Y固溶在铝基体中。     

Microstructures and Properties of Al-Zn-Mg-Cu-Zr Alloys with Minor Scandium

The microstructures of Al-Zn-Mg-Cu-Zr al- loys with minor Sc were studied by using optical microscope（OM）, scanning electron microscope （SEM） and transmission electron microscope（TEM）. The tensile mechanical properties and electric conductivity of the studied alloys under different treatment conditions were tested. The results show that adding minor Sc can greatly fines the grain size of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy ingots and obviously improves the tensile properties and electric conductivity of the alloys. The strengthening mechanism is considered as fine grain strengthening, sub-structure strengthening and dispersion strengthening by Al3 （Sc, Zr）.     

Effect of Yttrium and Cerium Addition on Microstructure and Mechanical Properties of AM50 Magnesium Alloy

To develop magnesium alloy with low cost, high strength and excellent elevated temperature properties, effect of Y and Ce addition on microstructure and mechanical properties of AM50 magnesium alloy was studied. Result showed that addition of small amount of Y and Ce to AM50 alloys resulted in refinement of microstructure. Owing to the improvement of microstructure, the mechanical properties of alloys at both ambient and elevated temperature were increased. AM50 alloy containing 0.6 % Ce-0.3 % Y （mass fraction） had good refinement effect and relatively ideal mechanical properties.     

快凝AlCrYZr合金挤压成形与组织性能

添加Y合金化、配制AlCrYZr合金,采用金相、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、力学拉伸实验等研究手段,研究了快速凝固AlCrYZr合金粉末挤压成形工艺以及其对组织性能的影响。结果表明,实验合金中主要第二相为Al₂₀Cr₂Y(立方,a=1.44nm)和Al₃Zr;挤压成形时提高挤压比,降低挤压温度,有利于改善粉体结合状况,得到Ll₂Al₃Zr质点,同时细化Al₂₀Cr₂Y质点,使合金获得动态回复组织,从而使合金具有良好的低温、高温强度和塑性。     

铜锡合金激光选区熔化非平衡凝固组织与性能

对具有重要工程应用价值的Cu?5%Sn合金进行激光选区熔化（SLM）成形,在激光功率160 W、扫描速度300 mm·s?1、扫描间距0.07 mm条件下,合金样品相对密度可达99.2%,熔池层与层堆积密实,表面质量良好。研究发现所获合金具有非平衡凝固组织特征,其中以α-Cu(Sn)固溶体相为主,且涉及具有超结构的γ相、δ相。显微形貌主要由柱状晶与富锡网状组织构成,伴随有不同尺度界面Sn元素偏析及晶界、晶内纳米尺寸超结构合金相颗粒析出。所获合金的力学性能与同成分铸态合金或较低Sn含量SLM合金相比得到显著强化,表面硬度可达HV 133.83,屈服强度326 MPa,抗拉强度387 MPa及断裂总延伸率22.7%。      

Phase composition,texture, and anisotropy of the properties of Al–Cu–Li–Mg alloy sheets

The formation of the anisotropy of the mechanical properties, the texture, and the phase composition of thin-sheet Al–4.3Cu–1.4Li–0.4Mg and Al–1.8Li–1.8Cu–0.9 Mg alloys have been studied by X-ray diffraction and tensile tests. Various types of anisotropy of the strength properties of the alloys have been revealed: normal anisotropy (strength in the longitudinal direction is higher than that in the transverse direction) in the Al–4.3Cu–1.4Li–0.4Mg alloy and inverse anisotropy in the Al–1.8Li–1.8Cu–0.9Mg alloy. It is shown that the anisotropy of the strength properties is dependent not only on the texture of a solid solution, but also on the content and the texture of the δ' (Al₃Li) and T1 (Al₂CuLi) phases and their coherency and compatibility of deformation with the matrix.