超声处理对Mg-9Al-1Si合金第二相形貌及力学性能的影响

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作者 任广笑 赵占军 +4 位作者 曹喜娟 王红霞 赵庆 刘良智 牛晓峰 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第10期39-49,共11页

利用铜质金属型重力铸造制备了Mg-9Al-1Si合金,通过凝固前施加不同时间超声处理调控合金组织形貌。利用OM、XRD、SEM、拉伸实验等方法研究了在不同超声处理时间作用下Mg-9Al-1Si合金组织形貌演变及其对力学性能的影响。结果表明:未经超... 利用铜质金属型重力铸造制备了Mg-9Al-1Si合金,通过凝固前施加不同时间超声处理调控合金组织形貌。利用OM、XRD、SEM、拉伸实验等方法研究了在不同超声处理时间作用下Mg-9Al-1Si合金组织形貌演变及其对力学性能的影响。结果表明:未经超声处理时,α-Mg基体呈粗大的树枝晶,粗大汉字状Mg_(2)Si相有明显的团聚现象,β-Mg_(17)Al_(12)相以断续网状沿枝晶界分布;超声处理能显著细化合金微观组织,α-Mg基体晶粒尺寸减小由粗大的树枝状转变为团絮状,汉字状Mg_(2)Si相被细化,变为长条状或细线状,分布变得均匀;β-Mg_(17)Al_(12)相网状趋势弱化,边界处出现大量层片状β-Mg_(17)Al_(12)相。随着超声时间增加,超声的声空化和声流作用使合金组织明显改善,但作用时间太长反而减弱组织细化作用。因此,超声处理后Mg-9Al-1Si合金力学性能得到明显改善,且随超声作用时间先增后降,其中超声处理20 min时提升最大,相较于未超声处理合金分别提高了72、74 MPa和2.31%。 展开更多

关键词 超声处理 Mg-9Al-1Si Mg_(2)Si β-Mg_(17)Al_(12) 显微组织 力学性能

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砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金的线收缩

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作者 蒋锐 吴国华 +6 位作者 谢赫 童鑫 张亮 戚方舟 刘文才 耿莹晶 任广笑 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期1441-1455,共15页

研究铸件几何特征对砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr(VW93)合金线收缩的影响。利用3D扫描仪精确提取自由收缩和受阻收缩砂铸件的尺寸,并用于计算收缩系数。引入砂芯体积与铸件包络体积之比(γ)量化砂芯对铸件收缩的约束程度。通过分析自由收缩... 研究铸件几何特征对砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr(VW93)合金线收缩的影响。利用3D扫描仪精确提取自由收缩和受阻收缩砂铸件的尺寸,并用于计算收缩系数。引入砂芯体积与铸件包络体积之比(γ)量化砂芯对铸件收缩的约束程度。通过分析自由收缩系数的统计分布和受阻收缩系数随γ的变化规律发现,VW93合金的自由收缩系数为1.96%,受阻收缩系数随γ的增大而线性减小,此关系为根据铸件几何结构预测VW93合金收缩率提供支持。 展开更多

关键词 自由收缩 受阻收缩 砂型铸造 Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金

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采用周向剪切挤压变形制备高性能细晶镁合金工艺研究

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作者 严侃 王亚勇 +2 位作者 刘永哲 任广笑 曹喜娟 《热加工工艺》 北大核心 2024年第19期103-106,111,共5页

为了获得性能良好的细晶镁合金材料,设计出连续周向剪切挤压变形工艺。采用有限元模拟软件分析了变形温度对挤压过程中材料流动、应力及应变演变的影响。进一步以模拟结果为指导,在不同温度下进行周向剪切挤压实验。结果表明:该变形工... 为了获得性能良好的细晶镁合金材料,设计出连续周向剪切挤压变形工艺。采用有限元模拟软件分析了变形温度对挤压过程中材料流动、应力及应变演变的影响。进一步以模拟结果为指导,在不同温度下进行周向剪切挤压实验。结果表明:该变形工艺可有效细化晶粒,为高性能镁合金的制备提供了一条有效途径。 展开更多

关键词 镁合金 周向剪切挤压 温度 晶粒细化

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铝锂合金纳米析出相对力学性能各向异性影响的研究进展 被引量：4

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作者 郭幼节 张亮 +4 位作者 吴国华 李良彬 熊训满 耿莹晶 任广笑 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2371-2384,共14页

铝锂合金具有低密度、高比强度、高损伤容限和优良耐腐蚀性等突出优点,在航空、航天等领域得到了广泛关注。但铝锂合金存在强烈的力学性能各向异性问题,制约了其进一步的工程应用。研究发现,各类纳米析出相是影响合金各向异性的重要因... 铝锂合金具有低密度、高比强度、高损伤容限和优良耐腐蚀性等突出优点,在航空、航天等领域得到了广泛关注。但铝锂合金存在强烈的力学性能各向异性问题,制约了其进一步的工程应用。研究发现,各类纳米析出相是影响合金各向异性的重要因素。本文概述了铝锂合金中纳米析出相对力学性能各向异性的影响。阐述了含Cu、Li时效强化相对各向异性的直接作用,论述了预测合金力学性能各向异性的数学预测模型;讨论了含Zr、Mn弥散相对各向异性的间接作用;总结了合金成分调控、变形工艺优化和时效制度优化等多种降低合金各向异性的有效方法,并提出了未来研究中值得进一步探索的难点、重点问题。结合当前国内外研究现状,为学者们更好地理解铝锂合金纳米析出相与力学性能各向异性间的关系提供新的思路与启发。 展开更多

关键词 铝锂合金 各向异性 析出相 织构 数学模型

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等通道转角挤压制备7075Al/AZ31复合板界面组织及结合强度 被引量：3

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作者 任广笑 王红霞 +2 位作者 周斌 刘一鸣 王斌兵 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期33-39,共7页

在573 K,通过等通道转角挤压成功制备了7075Al/AZ31复合板,并采用SEM、EDS、XRD和剪切实验研究了挤压道次及退火温度对复合板界面层组织和性能的影响及剪切断裂面的组成。结果表明:1道次等通道转角挤压制备的复合板界面处形成厚度为20μ... 在573 K,通过等通道转角挤压成功制备了7075Al/AZ31复合板,并采用SEM、EDS、XRD和剪切实验研究了挤压道次及退火温度对复合板界面层组织和性能的影响及剪切断裂面的组成。结果表明:1道次等通道转角挤压制备的复合板界面处形成厚度为20μm均匀致密的扩散层,由Al_3Mg_2相和Mg_(17)Al_(12)相组成,Al_3Mg_2相层厚(17μm)是Mg_(17)Al_(12)相层厚(3μm)的5.6倍。2道次等通道挤压后,扩散层厚度无变化,但是出现了裂纹,剪切强度大幅下降,剪切断裂面发生在Al_3Mg_2相层。复合板界面层在473 K退火,扩散层厚度无变化,裂纹无改善,剪切强度略有提高;573 K退火,复合板扩散层中的Al_3Mg_2相层和β-Mg_(17)Al_(12)相层均急剧增厚,微裂纹被焊合,剪切强度均大幅下降。在相同处理状态下,1道次ECAP复合板剪切强度均高于2道次ECAP复合板,473 K退火处理后,强度高出30.11%。573 K退火处理后,强度高出12.4%。故利用等通道转角挤压法制备7075Al/AZ31复合板,1道次比较合适,扩散层退火温度不宜超过473 K。 展开更多

关键词 复合板 等通道转角挤压 界面微观组织 结合强度

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纳米SiC颗粒增强镁基复合材料半固态搅拌法制备工艺优化 被引量：9

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作者 龙前生 王伟伟 +2 位作者 任广笑 王红霞 李黎忱 《铸造技术》 CAS 北大核心 2016年第5期848-852,共5页

采用半固态机械搅拌铸造法,制备了增强体平均粒径50 nm的Si C颗粒增强镁基复合材料(n-Si Cp/Mg9Al),分别对不同质量分数纳米颗粒、不同搅拌时间和不同搅拌温度时,复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,随着Si C含量的增加... 采用半固态机械搅拌铸造法,制备了增强体平均粒径50 nm的Si C颗粒增强镁基复合材料(n-Si Cp/Mg9Al),分别对不同质量分数纳米颗粒、不同搅拌时间和不同搅拌温度时,复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,随着Si C含量的增加,合金基体组织先细化后又出现变粗的现象,适当延长搅拌时间能更有效地细化组织,在较低温度下搅拌可以更明显地细化复合材料的微观组织。合金抗拉强度随着Si C含量的增加先增加后降低,在Si C含量为1.5%时最好,为198 MPa。在含量为2%时又有所降低,但是高于不加Si C时。搅拌时间为15 min时,复合材料的屈服强度、抗拉强度较之基体分别提高了12.8%、22%,断后伸长率由基体合金的2%提升到4%。继续延长搅拌时间到30 min,材料的室温拉伸性能出现明显恶化。不同搅拌温度下Si Cp/Mg9Al纳米复合材料与铸态Mg9Al合金相比其室温拉伸性能有明显提高,搅拌温度为600℃的Si Cp/Mg9Al纳米复合材料的室温拉伸性能最好,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为106 MPa、155 MPa和4%。 展开更多

关键词 半固态搅拌 纳米SI C颗粒 镁基复合材料 微观组织 力学性能

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时效处理对Mg-Y-Gd-Zn-Zr合金中LPSO相演变及性能的影响

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作者 任广笑 王超 +4 位作者 曹喜娟 王凯 王红霞 程伟丽 牛晓峰 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期96-102,共7页

利用OM、SEM、XRD、TEM及性能测试等方法研究了铸态、固溶时效态Mg-6Y-3Gd-3Zn-0.5Zr合金微观组织演变及其对力学性能的影响。结果表明,铸态合金由树枝状α-Mg基体、晶界处连续网状18R-LPSO和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_(5)混合相组成。固溶处理... 利用OM、SEM、XRD、TEM及性能测试等方法研究了铸态、固溶时效态Mg-6Y-3Gd-3Zn-0.5Zr合金微观组织演变及其对力学性能的影响。结果表明,铸态合金由树枝状α-Mg基体、晶界处连续网状18R-LPSO和Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_(5)混合相组成。固溶处理后大部分Mg_(24)(Gd,Y,Zn)_(5)相与少部分18R-LPSO相回溶到基体内。250℃和300℃时效处理后,合金基体内析出了大量层片状14H-LPSO、Mg_(3)(Y,Gd)及Mg_(5)(Y,Gd)相。400℃时效处理后,晶内只析出了14H-LPSO相。铸态合金的抗拉强度和伸长率分别为222.7 MPa和4.1%。时效处理后合金强度均有所下降,伸长率略微上升。400℃峰时效合金由于晶内析出的14H-LPSO数量多、尺寸大,抗拉强度下降最多,相比铸态下降了39 MPa。 展开更多

关键词 Mg-Y-Gd-Zn-Zr合金 LPSO相 热处理 力学性能

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ZL114A合金“高密度夹杂”的形成原因及消除

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作者 李沛森 耿莹晶 +4 位作者 陈岩 任广笑 栗胜 李清群 申孝立 《山西冶金》 CAS 2019年第1期12-16,19,共6页

针对ZL114A合金生产过程中易产生的高密度夹杂的形成机理和消除方法进行分析研究。通过元素组成分析发现该"高密度夹杂"主要由Sb、Ti、Sr元素组成,通过熔炼过程的各工步取样,试样内部组织探伤分析,认为高密度夹杂是合金元素... 针对ZL114A合金生产过程中易产生的高密度夹杂的形成机理和消除方法进行分析研究。通过元素组成分析发现该"高密度夹杂"主要由Sb、Ti、Sr元素组成,通过熔炼过程的各工步取样,试样内部组织探伤分析,认为高密度夹杂是合金元素及中间合金未充分熔化造成的。根据分析结论,进行工艺改进,产品缺陷明显得到了改善。 展开更多

关键词 ZL114A 高密度夹杂 分析

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热处理对差压铸造ZL201A铝合金壳体内部组织及性能的影响

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作者 王亚勇 曹喜娟 +2 位作者 任广笑 刘永哲 郑云凯 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期108-112,共5页

针对ZL201A铝合金在某型号产品试制过程中出现的本体力学性能无法满足设计验收要求的技术问题,结合ZL201A二元合金性能特点以及实际生产经验,通过制定合理的热处理工艺方案,研究了双级固溶条件下,不同热处理温度及时间对合金显微组织及... 针对ZL201A铝合金在某型号产品试制过程中出现的本体力学性能无法满足设计验收要求的技术问题,结合ZL201A二元合金性能特点以及实际生产经验,通过制定合理的热处理工艺方案,研究了双级固溶条件下,不同热处理温度及时间对合金显微组织及性能的影响。试验结果表明,ZL201A铝合金在(535℃×9 h+545×9 h)双级固溶+160℃×6 h时效的热处理方案条件下,表现出来的综合力学性能最佳,此时抗拉强度达到389 MPa,屈服强度达到342 MPa,断后伸长率达到11.5%。该性能结果不仅满足了产品设计要求,同时也为后续的材料工程化应用及系统研究积累了有效的试验数据。 展开更多

关键词 ZL201A铝合金 差压铸造 固溶处理 时效 力学性能

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热处理诱导LPSO相析出对Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合金性能的影响

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作者 张王刚 任广笑 +4 位作者 高建中 王红霞 王超 崔娇 王凯 《稀土》 CSCD 北大核心 2023年第6期10-17,I0003,共9页

研究了热处理工艺对Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合金组织和力学性能的影响,探索了LPSO相的形成机制。结果表明,铸态Mg-9Gd-2Nd-0.5Zr合金Ⅰ的组织由α-Mg基体和不规则条状第二相Mg_5RE组成,Zn元素加入使得铸态Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合... 研究了热处理工艺对Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合金组织和力学性能的影响,探索了LPSO相的形成机制。结果表明,铸态Mg-9Gd-2Nd-0.5Zr合金Ⅰ的组织由α-Mg基体和不规则条状第二相Mg_5RE组成,Zn元素加入使得铸态Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合金Ⅱ中第二相转变为半连续网状(MgZn)_(3)RE相,体积分数增加,使得合金Ⅱ在525℃×5 h固溶后,第二相未能全部溶入基体中,同时晶内开始发生元素偏聚。随固溶时间延长至30 h(525℃),第二相固溶体积分数增加,晶内元素偏聚区形成了颗粒状析出相。之后随炉冷却至400℃保温4 h后,合金Ⅱ晶内析出大量的层片状LPSO相,晶内部分颗粒状相长大为针状相。综合对比确定Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合金Ⅱ的最佳热处理工艺为525℃固溶处理30 h,炉冷至400℃保温4 h后水淬冷却至室温。热处理后的Mg-9Gd-2Nd-(1.5Zn)-0.5Zr合金Ⅱ对应的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为123.1 MPa、220.1 MPa和15.7%,塑性比固溶态Mg-9Gd-2Nd-0.5Zr合金Ⅰ大幅提升了91.5%。 展开更多

关键词 稀土镁合金 LPSO相 热处理 力学性能

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热挤压对不同搅拌时间制备的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn复合材料组织和性能的影响（英文） 被引量：1

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作者 王万华 王红霞 +2 位作者 任广笑 程伟丽 张少雄 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2847-2851,共5页

通过半固态搅拌铸造和热挤压变形复合工艺制备出SiCp质量分数为1%的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料。研究了搅拌时间分别为10和30 min时热挤压对纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明,对于铸态的纳米... 通过半固态搅拌铸造和热挤压变形复合工艺制备出SiCp质量分数为1%的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料。研究了搅拌时间分别为10和30 min时热挤压对纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明,对于铸态的纳米SiCp/Mg-9Al-1Zn镁基复合材料来说,搅拌时间为30 min时,基体的晶粒细化,但在晶界处析出的Mg_(17)Al_(12)相数量增多,网状化严重且SiC团聚增加,使得复合材料的力学性能下降。而通过热挤压后,复合材料形成了粗晶与细晶交替的组织结构。特别是对于搅拌时间为30 min的复合材料,细晶区增多且纳米SiC颗粒分布更加均匀,这就使得力学性能高于搅拌10 min的挤压态的SiCp/Mg-9Al-1Zn复合材料。 展开更多

关键词 SiCp/Mg-9Al-1Zn纳米复合材料 搅拌时间 双峰结构 力学性能

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不同冷速凝固的Mg-9Gd-0.8Al合金固溶行为及组织性能 被引量：1

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作者 张安国 任广笑 +3 位作者 管仲 罗沛霖 王红霞 牛晓峰 《中国冶金》 CAS 北大核心 2022年第10期61-68,共8页

为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al... 为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响,利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金,之后进行10~50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明,铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)_(3)Gd相、细条状Mg_(5)Gd相和方块状Al_(2)Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快,制备的合金基体晶粒和第二相显著细化,第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后,Mg_(5)Gd相溶解、(Mg, Al)_(3)Gd相部分溶解、高熔点Al_(2)Gd相无变化,晶粒内析出层片状(Mg, Al)_(2)Gd新相,第二相总量趋于相等。固溶50 h后,(Mg, Al)_(2)Gd层片相回溶,残余(Mg, Al)_(3)Gd相发生熔断呈颗粒状,铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高,固溶10 h后合金屈服强度提升,伸长率基本不变。固溶处理50 h后,固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。 展开更多

关键词 Mg-Gd-Al合金 冷却速度 固溶处理 微观组织 力学性能

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某大型ZL205A异型壳体差压铸造缺陷研究

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作者 曹喜娟 任广笑 +2 位作者 刘永哲 李沛森 郑云凯 《特种铸造及有色合金》 CAS 2024年第11期1579-1584,共6页

对某大型ZL205A异型差压铸造壳体进行X射线铸件探伤时发现,壳体局部区域出现偏析、缩松等缺陷。以铸造缺陷为对象,统计了缺陷产生的部位以及对铸件力学性能的影响,并通过取样观察、金相组织、扫描电镜观察以及能谱分析等手段对缺陷产生... 对某大型ZL205A异型差压铸造壳体进行X射线铸件探伤时发现,壳体局部区域出现偏析、缩松等缺陷。以铸造缺陷为对象,统计了缺陷产生的部位以及对铸件力学性能的影响,并通过取样观察、金相组织、扫描电镜观察以及能谱分析等手段对缺陷产生原因进行分析。结果表明,铸造缺陷主要集中在隙缝浇道附近,缩松和偏析缺陷部位均有不同程度的合金元素富集,并且缺陷组织的形成严重降低了材料的力学性能。断口观察发现,正常试样断口出现了较多的韧窝及河流花样,呈现韧性及准解理断裂的混合断裂特征,而缩松及偏析试样的断口呈明显的解理台阶及沿晶断裂的脆性断裂特征。结合工艺过程分析认为,缺陷的产生主要是和铸造收缩应力、温度场温度过高以及精炼不充分有关。讨论了铸造缺陷产生的机理,并提出了降低热应力、避免出现组织过热、促进合金均匀分散的有效预防措施。 展开更多

关键词 ZL205A合金 差压铸造 缩松 偏析 形成机理

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