材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

添加Al-5Ti-B和Al-2Zr-Er对铸态铝锌镁合金力学性能的影响

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150359

铝锌镁合金以其优异的力学性能广泛应用于航空、航天、交通运输等工业领域,而铝合金的细化一直是铝加工行业的研究重点.为细化晶粒并提高其力学性能,本文将传统细化剂Al-Ti-B与RE复合添加到铝锌镁合金中,借助于XRD、光学显微镜、扫描电镜、拉伸实验等测试方法研究了不同细化剂对Al7Zn2.4Mg合金组织及其力学性能的影响.试验结果表明,合金中加入Al-5Ti-B和Al-Zr-Er后细化效果明显,单独添加Al-Ti-B的细化效果最好,但仍有少部分的晶粒保留的树枝晶形态.随着Al-Ti-B和Al-Zr-Er添加量的增多,合金的晶粒发生明显变化,塑性也随之增加,其中,添加0.4wt.％Al-5Ti-B细化剂对合金的塑性影响最大,而抗拉强度呈先增大后减小的趋势,复合添加0.2wt.％Al-2Zr～Er和0.2wt.％Al-5Ti-B细化剂的合金晶粒圆整且未出现树枝晶,晶界析出物最少平均抗拉强度最高.Al-Ti-B和Al-Zr-Er均可细化铸态铝锌镁合金的晶粒,同时添加两种细化剂更有利于提高合金的综合力学性能.

关键词: 铝锌镁合金 , 晶粒细化 , 力学性能 , 铸态组织 , Al-Ti-B , Al-Zr-Er

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

丁俭 , 杜喜望 , 靳子惠 , 夏兴川 , 赵乃勤 , 赵维民 , 刘利华

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201701008

在单独或复合添加Al-2 Zr-Sc中间合金和Al-5 Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能.结果表明：单独加入质量分数为0．4％的 Al-2 Zr-Sc 中间合金或 Al-5 Ti-B 细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度；复合添加质量分数均为0．2％的Al-2 Zr-Sc中间合金和Al-5 Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32％,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果；晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低.

关键词: 铝锌镁合金 , 稀土钪 , 细化剂 , 力学性能

新型Mg-Bi-Al-Zn变形镁合金的微观组织与力学性能

孟帅举 , 余晖 , 崔红卫 , 张静 , 赵维民 , 王志峰 , 秦春玲

中国有色金属学报 doi:10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.05.003

基于开发低成本非稀土型变形镁合金的目的,利用XRD、SEM、EDS、TEM和EBSD等检测手段对新型Mg-7Bi-1Al-1Zn(质量分数,%,BAZ711)合金的微观组织进行相关表征,同时采用万能试验机测试了其铸态及挤压态试样的力学性能.结果表明:铸态BAZ711合金中粗大的Mg3Bi2相呈连续网状分布于 α-Mg枝晶晶界处,其平均二次枝晶臂间距约为50μm;挤压态BAZ711合金发生完全再结晶,平均晶粒尺寸减小为3μm,微米级Mg3Bi2相沿挤压方向呈条带状断续分布,同时,基体中弥散分布有大量50~200 nm的近球状或短杆状Mg3Bi2相;挤压后合金表现出典型挤压织构特征.由于组织细化和微/纳双尺度第二相的综合强化作用,挤压态合金力学性能较铸态显著提高,其拉伸屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到244 MPa、305 MPa和14%.

关键词: 镁合金 , 热挤压 , 微观组织 , 力学性能

Bi添加对挤压纯Mg组织和力学性能的影响^*

孟帅举 , 余晖 , 张慧星 , 崔红卫 , 王志峰 , 赵维民

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00039

基于各种零部件对非稀土型低成本镁合金的需求, 选择低成本Bi添加镁合金作为研究对象, 对比研究了纯Mg及其添加6%Bi (质量分数)的Mg-6Bi合金的微观组织与力学性能. 结果表明, 2种样品在挤压后均发生了完全动态再结晶且表现出相似的挤压织构, 但Bi加入后可获得更为均匀细小的组织, 平均晶粒尺寸从未添加态的30 μm显著减小为4 μm. Mg-6Bi合金中未完全固溶的微米级Mg₃Bi₂相在挤压过程中被破碎并沿挤压方向呈条带状分布, 同时观察到大量动态析出的纳米级Mg₃Bi₂相弥散分布在基体中. 挤压态Mg-6Bi合金的力学性能较纯Mg显著提高, 其拉伸屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到189 MPa, 228 MPa和19.9%, 且未表现出拉压各向异性. 添加Bi后合金性能的提高主要归因于晶粒细化和弥散分布的微纳双尺寸Mg₃Bi₂相协同强化的共同作用.

关键词: 镁合金 , 挤压 , 微观组织 , 力学性能

Bi添加对挤压纯Mg组织和力学性能的影响

孟帅举 , 余晖 , 张慧星 , 崔红卫 , 王志峰 , 赵维民

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00039

基于各种零部件对非稀土型低成本镁合金的需求,选择低成本Bi添加镁合金作为研究对象,对比研究了纯Mg及其添加6％Bi(质量分数)的Mg-6Bi合金的微观组织与力学性能.结果表明,2种样品在挤压后均发生了完全动态再结晶且表现出相似的挤压织构,但Bi加入后可获得更为均匀细小的组织,平均晶粒尺寸从未添加态的30 μm显著减小为4μm.Mg-6Bi合金中未完全固溶的微米级Mg3Bi2相在挤压过程中被破碎并沿挤压方向呈条带状分布,同时观察到大量动态析出的纳米级Mg3Bi2相弥散分布在基体中.挤压态Mg-6Bi合金的力学性能较纯Mg显著提高,其拉伸屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到189MPa,228 MPa和19.9％,且未表现出拉压各向异性.添加Bi后合金性能的提高主要归因于晶粒细化和弥散分布的微纳双尺寸Mg3Bi2相协同强化的共同作用.

关键词: 镁合金 , 挤压 , 微观组织 , 力学性能

汽车铝合金轮毂低压铸造工艺的有限元模拟及优化

丁俭 , 范玮 , 赵乃勤 , 赵维民 , 王志峰 , 刘利华

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201604021

采用MAGMA压铸模拟软件模拟了A356铝合金轮毂低压铸造中的缺陷分布及凝固场,在此基础上对工艺进行了优化;采用初始工艺和优化工艺低压铸造了A356铝合金轮毂,测试了其力学性能,观察了其内部缺陷并与模拟结果进行了对比验证.结果表明:模拟得到初始工艺(浇注温度为730℃,各部位全部采用风冷)压铸后轮毂内轮缘、轮辐和轮辋交界处和轮辋处都产生了缩松,且凝固时间较长;将浇注温度降至700℃,在边模、顶模、轮辋及底模处提高保温层热交换系数,边模和轮心采用水冷等措施对初始工艺优化后,轮毂中的缩松消除,轮毂各部位凝固完全;优化工艺下铸造的轮毂力学性能比未优化的高,缩松及夹杂等缺陷减少,试验结果验证了有限元模拟对低压铸造轮毂缺陷预测的准确性.

关键词: 铝合金轮毂 , 低压铸造 , 有限元模拟 , 缺陷预测

用非晶合金细化变质处理A356铝合金的显微组织和力学性能

苏云高 , 崔振铎 , 朱胜利 , 赵乃勤 , 丁俭 , 赵维民

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201701014

通过添加不同量的Zr56 Co22 Al16 Ag6非晶合金条带对用Al-5Ti-1B预细化的A356铝合金进行细化变质处理,然后再进行固溶时效热处理,研究了合金的显微组织和力学性能,并探讨了非晶合金的细化强化机制.结果表明：随着非晶合金添加量的增加,铝合金的晶粒尺寸和二次枝晶间距均逐渐减小,力学性能得到了提高；铝合金的共晶组织中出现了弥散分布的颗粒状 Al3 Zr 相,该相作为非均质形核的核心,起到细化晶粒的作用；加入质量分数为0．4％的非晶合金,并设定孕育期为10 min,铝合金可获得最佳的细化效果,其经固溶时效处理后的抗拉强度和伸长率比未加入非晶合金的分别提高了7％和64．4％.

关键词: A356 铝合金 , Zr56 Co22 Al16 Ag6 非晶合金条带 , 力学性能

Ce元素的添加对Mg-1.2Ca合金氧化行为和表面张力的影响

秦林 , 丁俭 , 赵维民 , 方正

稀有金属

为了发展高性能阻燃镁合金,对工业纯镁在添加元素Ca和Ce的氧化性能进行了研究.结果表明,随着Ce含量从0％到1.5％(质量分数)的增加,Mg-1.2Ca合金的燃点不断提高,熔体表面张力不断下降.Mg-1.2Ca-1.2Ce燃点可以达到780℃,而且可在大气中不添加任何保护的情况下进行熔炼.随着Ce含量的增加,Mg-1.2Ca熔体氧化膜变得光滑而致密,可以很好地起到阻止氧化、燃烧的效果.通过检测和分析,Mg-1.2Ca-1.2Ce的氧化膜可以分成3层:外层是疏松的MgO,中间层是MgO-CaO复合氧化膜,内层是MgO-Ce2O3复合氧化膜.

关键词: 镁合金 , 氧化 , 表面张力 , 钙 , 铈