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Sb对Mg-5Al-2Sr合金组织和性能的影响

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材料科学与工艺 2012年第5期20卷 60-65页

作者：朱晓春刘子利周桂斌李健南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 江苏中翼汽车新材料科技有限公司江苏常熟215542

采用表面活性元素Sb微合金化的方法制备了Mg-5Al-2Sr-xSb(x=0,0.3,0.6,1.0)合金,通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和力学性能测试等方法研究了Sb含量对Mg-5Al-2Sr合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Mg-5Al-2Sr-xSb合金铸态... 详细信息

采用表面活性元素Sb微合金化的方法制备了Mg-5Al-2Sr-xSb(x=0,0.3,0.6,1.0)合金,通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和力学性能测试等方法研究了Sb含量对Mg-5Al-2Sr合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Mg-5Al-2Sr-xSb合金铸态组织主要由枝晶α-Mg、沿晶界或分布在枝晶间的层状或离异共晶的Al4Sr相、块状三元Mg9Al3Sr相(τ相)和颗粒状SbSr2相组成,随着Sb含量的增加,Sb-Sr2相的数量逐渐增多,τ相逐渐减少.Sb的质量分数为0.6%时,断续分布的Al4Sr相和细小弥散分布的Sb-Sr2相能够提高Mg-5Al-2Sr合金的室温和高温(150℃)机械性能.

关键词： Mg-5Al-2Sr Sb 碱土显微组织力学性能

Cd对AM50-Y-0.6Sb镁合金组织与腐蚀性能的影响

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材料热处理学报 2013年第1期34卷 90-95页

作者：刘子利周桂斌刘希琴朱晓春南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016

研究了合金元素Cd含量对AM50-Y-0.6Sb镁合金的显微组织和腐蚀性能的影响。研究表明,AM50-Y-0.6Sb合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相、Al2Y相、YSb相组成。随着Cd含量增加,合金组织逐渐细化,Cd固溶于基体不形成新相,当Cd含量为1%... 详细信息

研究了合金元素Cd含量对AM50-Y-0.6Sb镁合金的显微组织和腐蚀性能的影响。研究表明,AM50-Y-0.6Sb合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相、Al2Y相、YSb相组成。随着Cd含量增加,合金组织逐渐细化,Cd固溶于基体不形成新相,当Cd含量为1%时,晶粒和析出相最为均匀细小分布。合金腐蚀速率和腐蚀电流密度随着Cd的增加而降低,而自腐蚀电位正移。当Cd含量为1%时,合金耐蚀性最佳,腐蚀速率仅有1.07 ***-2.d-1,比未添加Cd合金降低了42.5%。

关键词： AM50-Y-0 6Sb Cd 显微组织腐蚀性能

Y、Sb和Cd对AM50镁合金组织和性能的影响

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Y、Sb和Cd对AM50镁合金组织和性能的影响

作者：周桂斌南京航空航天大学

学位级别：硕士

作为最轻的工程结构材料，镁合金具有高的比强度和比刚度，良好的阻尼性能、电磁屏蔽性能、机械加工性能和资源丰富等优点，在汽车工业、航空工业、电子通讯工业以及国防军工等领域中的应用日益广泛。AM50是工业中应用较为广泛的铸造镁... 详细信息

作为最轻的工程结构材料，镁合金具有高的比强度和比刚度，良好的阻尼性能、电磁屏蔽性能、机械加工性能和资源丰富等优点，在汽车工业、航空工业、电子通讯工业以及国防军工等领域中的应用日益广泛。AM50是工业中应用较为广泛的铸造镁合金之一，然而耐热性差和耐蚀性差严重制约了其作为轻质结构材料的进一步推广使用。本论文以AM50镁合金为基，利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及其附带能谱仪(EDS)、拉伸试验、极化曲线测试及电化学阻抗谱测试等多种分析和测试方法，研究了Y、Sb和Cd对AM50镁合金组织和性能的影响规律和作用机制，为高强韧性能耐热镁合金的研究开发和应用发展提供理论指导。研究结果表明，适量的Mn能够细化Mg-5Al合金显微组织，改变合金的析出相形貌并形成新相Al8Mn5。随着Mn含量增加，合金室温抗拉强度、延伸率及冲击韧性先上升后下降，合金腐蚀速率和腐蚀电流密度却一直降低，合金耐蚀性能越来越好。当Mn含量为0.3%时，合金综合力学性能最好，抗拉强度、延伸率与冲击韧性均达到最大值190MPa、7.3%与21.1Jcm-2，与未添加Mn合金相比，分别提高了7.9%、9.1%与9.3%。在AM50合金中添加后1%Y，合金晶粒细化，析出相形貌得到改善，同时合金力学性能和耐蚀性能得到提高。与AM50合金相比，AM50-Y合金室温和150℃高温抗拉强度分别提高了18.9%和23.2%，延伸率则分别提高了9.1%和11.7%，然而腐蚀速率却降低了27.6%。在AM50-Y合金中加入Sb后，合金晶粒明显细化，同时形成弥散分布的YSb相，作为异质形核核心，促进了细小弥散分布的AlY颗粒相形成。随着Sb含量增加，合金的室温和150℃高温强度、延伸率及室温冲击韧性先上升后下降，而耐蚀性能却一直下降。当Sb含量为0.6％时，合金综合力学性能最好：合金室温和150℃高温抗拉强度均达到最大值257MPa和203MPa，分别增加了13.7%和12.8%，室温和150℃高温延伸率也分别达到最大值9.9%和11.9%，分别增加了15.9%和15.5%。对合金AM50-Y和AM50-Y-0.6Sb的热处理试验表明，固溶时效后合金的组织和性能都得到了明显的改善。随着时效处理时间的延长，合金的显微硬度先逐渐增大，而后又减小。Sb的存在使合金时效硬度峰值到来的时间提前。在AM50-Y-0.6Sb合金中加入Cd后，组织细化，Cd与Mg完全互溶形成连续单相固溶体，而没有形成析出相;随着Cd含量的增加，合金的抗拉强度和显微硬度稍微提高，延伸率和强韧性则明显提高，合金腐蚀速率和腐蚀电流密度却一直降低，合金耐蚀性能越来越好;当Cd含量达到1%时，合金的抗拉强度和显微硬度分别达到最大值278MPa和84.1Hv，与未添加Cd合金相比，分别增加了7.4%，和4.9%，延伸率和强韧性则分别达到11.2%与30.3J·cm-2，分别提高了13.1%与12.2%，腐蚀速率仅为1.07mg·cm-2·d-1，与未添加Cd合金相比降低了42.5%，合金耐蚀性最好。

关键词： AM50 Mn Y Sb Cd 组织性能

Sb对AM50-Y镁合金组织和力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第1期42卷 99-103页

作者：刘子利周桂斌刘希琴朱晓春李健南京航空航天大学江苏南京210016 江苏中翼汽车新材料科技有限公司江苏常熟215542

研究合金元素Sb对AM50-Y合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入Sb后,合金晶粒明显细化,同时形成弥散分布的YSb相。YSb相作为异质形核核心,促进了细小弥散分布的Al2Y颗粒相的形成。随着Sb含量的增加,合金室温和150℃高温抗拉强度... 详细信息

研究合金元素Sb对AM50-Y合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,加入Sb后,合金晶粒明显细化,同时形成弥散分布的YSb相。YSb相作为异质形核核心,促进了细小弥散分布的Al2Y颗粒相的形成。随着Sb含量的增加,合金室温和150℃高温抗拉强度、延伸率及室温冲击韧性先上升后下降。当Sb含量为0.6%时,合金综合力学性能最好:合金室温抗拉强度、延伸率和冲击韧性分别为257MPa、9.9%和26J·cm-2,与未添加Sb合金相比分别提高了13.7%、15.9%和14.9%;合金的高温抗拉强度和延伸率达到203MPa和11.9%,分别提高了12.8%和15.5%。

关键词： AM50 Y Sb 显微组织力学性能

Sb对Mg-5Al-2Sr合金耐腐蚀性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2012年第6期32卷 478-484页

作者：刘子利朱晓春周桂斌李健南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 江苏中翼汽车新材料科技有限公司常熟215542

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱和腐蚀形貌等方法研究了微量Sb对Mg-5A1-2Sr合金在3.5 mass%NaCl中性水溶液中耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg-5Al-2Sr-xSb(x=0,0.3,0.6,1.0)合金在3.5mass%NaCl中性水溶液中初期的腐蚀类型为点蚀,点... 详细信息

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱和腐蚀形貌等方法研究了微量Sb对Mg-5A1-2Sr合金在3.5 mass%NaCl中性水溶液中耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg-5Al-2Sr-xSb(x=0,0.3,0.6,1.0)合金在3.5mass%NaCl中性水溶液中初期的腐蚀类型为点蚀,点蚀源于块状三元T相和颗粒状SbSr_2相。这些相的数量越多,尺寸越大,合金的腐蚀愈严重。网状分布的A1_4Sr相能够成为合金腐蚀的有效障碍。Mg-5Al-2Sr合金中加入0.3%Sb不仅能够有效地细化α-Mg基体组织,同时促进了Al_4Sr相的形成,使该相的分布更趋网状化,该合金的自腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率降低,合金的耐蚀性能提高。

关键词： Mg-5Al-2Sr Sb 腐蚀性能

Zr含量对Mg-Zr粉末冶金阻尼合金材料性能的影响

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航空材料学报 2011年第5期31卷 12-17页

作者：刘子利沈平周桂斌刘希琴刘伯路南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

采用粉末冶金法制备了Mg-x%Zr阻尼合金(x=0.6,1.5,2.5,5,质量分数,下同),通过三点弯曲测试和DMA技术等手段研究了Zr含量对Mg-Zr合金的组织、力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,随着Zr含量增加,组织演变为条带状结构,同时在晶界及晶内... 详细信息

采用粉末冶金法制备了Mg-x%Zr阻尼合金(x=0.6,1.5,2.5,5,质量分数,下同),通过三点弯曲测试和DMA技术等手段研究了Zr含量对Mg-Zr合金的组织、力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,随着Zr含量增加,组织演变为条带状结构,同时在晶界及晶内出现点状颗粒,晶粒更加细化。Mg-x%Zr阻尼合金的致密度、硬度、抗弯强度随着Zr含量增加而提高,Zr含量为2.5%的合金的致密度、抗弯强度和显微硬度达到最大值。在频率5Hz,应变振幅6×10-5的测试条件下,Mg-5%Zr合金的阻尼性能最好,阻尼值tan达到0.084,Mg-1.5%Zr次之,Mg-2.5%Zr合金的阻尼性能最差。在27～100℃的温度范围内,Mg-x%Zr合金阻尼性能随温度升高而缓慢提高,在高于100℃后,合金阻尼性能随温度的升高迅速增加,并在160℃出现阻尼峰。Mg-1.5%Zr合金的阻尼峰温度随频率增大而升高,呈现出弛豫型阻尼特征。

关键词： Mg-Zr阻尼合金 Zr 粉末冶金力学性能阻尼性能

球磨工艺参数对Mg-1.5Zr合金阻尼性能的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2011年第5期16卷 689-693页

作者：刘子利沈平周桂斌费飞南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

采用机械合金化和粉末压制、烧结的方法制备Mg-1.5Zr合金,通过金相组织分析、力学性能测试和动态热机械技术研究球磨转速和球料质量比对该合金显微组织、力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,当球磨转速从280 r/min增加到310 r/min时,... 详细信息

采用机械合金化和粉末压制、烧结的方法制备Mg-1.5Zr合金,通过金相组织分析、力学性能测试和动态热机械技术研究球磨转速和球料质量比对该合金显微组织、力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,当球磨转速从280 r/min增加到310 r/min时,合金的晶粒细小,合金的密度、显微硬度和抗弯强度均达到最大值,分别为1.743 g/cm3、46.73 HV和222.63 MPa,阻尼性能最好,耗能因子(tanφ)高达0.113。进一步提高球磨转速至350 r/min时,合金的组织粗化,显微硬度、抗弯强度、密度和阻尼性能均有所下降。增大球料质量比有利于细化晶粒,并提高Mg-1.5Zr阻尼合金的力学性能和密度。Mg-1.5Zr合金的阻尼峰温度随频率增大而升高,拟合结果表明驰豫时间满足Arrhenius关系,呈现弛豫型阻尼特征。

关键词：球磨转速球料比 Mg-Zr合金显微组织力学性能阻尼性能

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Mn对Mg-5Al镁合金腐蚀性能的影响

材料工程 2012年第11期40卷 12-17,22页

作者：周桂斌刘子利刘希琴朱晓春李健南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 江苏中翼汽车新材料科技有限公司江苏常熟215542

研究了不同含量的Mn对Mg-5Al镁合金的显微组织以及在NaCl溶液腐蚀介质中腐蚀性能的影响。结果表明,添加Mn后,Mn优先与Al结合形成Al8Mn5相,合金晶粒明显细化,连续或半连续网状分布β-Mg17Al12相逐渐呈断续及颗粒状弥散分布且数量减少。随... 详细信息

研究了不同含量的Mn对Mg-5Al镁合金的显微组织以及在NaCl溶液腐蚀介质中腐蚀性能的影响。结果表明,添加Mn后,Mn优先与Al结合形成Al8Mn5相,合金晶粒明显细化,连续或半连续网状分布β-Mg17Al12相逐渐呈断续及颗粒状弥散分布且数量减少。随着Mn含量的增加,合金腐蚀速率降低,腐蚀电流密度降低,而钝化膜电阻和电荷转移电阻增加,合金耐蚀性能得到明显的改善。当Mn含量为0.5%(质量分数)时,合金耐蚀性最好,腐蚀速率仅有***-2.d-1,比未添加Mn的合金降低了72%。

关键词： Mg-5Al Mn 显微组织腐蚀性能

Bi含量对Mg-4Zn-Y合金组织和性能的影响

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特种铸造及有色合金 2011年第11期31卷 1066-1070页

作者：朱晓春刘子利李健周桂斌刘细良南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏中翼汽车新材料科技有限公司

利用X射线衍射、金相显微镜、力学性能测试、腐蚀质量损失法、电化学极化曲线和电化学阻抗测试研究了Bi含量对Mg-4Zn-Y合金的组织、力学性能以及在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明,Mg-4Zn-Y-xBi(x=0、0.5、1、2)合金的铸态... 详细信息

利用X射线衍射、金相显微镜、力学性能测试、腐蚀质量损失法、电化学极化曲线和电化学阻抗测试研究了Bi含量对Mg-4Zn-Y合金的组织、力学性能以及在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明,Mg-4Zn-Y-xBi(x=0、0.5、1、2)合金的铸态组织主要由基体α-Mg、三元I相(Mg3Zn6Y)和Y5Bi3组成,Bi的加入使合金晶界上半连续网状分布的I相变为分散的颗粒状,Y5Bi3相的数量随着Bi含量的增加而增多,尺寸也逐渐粗化。合金室温和高温(150℃)时的抗拉强度、屈服强度和伸长率先随Bi含量的增加而增大,但当Bi含量过多时(2.0%),合金的综合力学性能反而下降。Mg-4Zn-Y-xBi合金的耐蚀性能随着Bi含量的增加而降低,其腐蚀速率为Mg-4Zn-Y合金的2～3倍。当Bi的加入量为2%时,合金的腐蚀电流达到最大,为0.913mA,耐蚀性能最差。

关键词： Mg-4Zn-Y Bi 铸态组织腐蚀性能