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均匀化处理及轧制对Al-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

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热加工工艺 2024年

作者：王鹏辉边丽萍于培文雒宝权王涛梁伟太原理工大学材料科学与工程学院先进镁基材料山西省重点实验室先进金属复合材料成形技术与装备教部工程研究中心

采用普通重力铸造法制备了新型Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.25Zr合金，研究了均匀化处理对铸态合金组织、硬度和电导率的影响，确立了最佳工艺参数450℃×4 h；并对其进行变温4道次轧制，总压下量为68.4%，使轧制合金的抗拉强度、伸长率分... 详细信息

采用普通重力铸造法制备了新型Al-5.8Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.25Zr合金，研究了均匀化处理对铸态合金组织、硬度和电导率的影响，确立了最佳工艺参数450℃×4 h；并对其进行变温4道次轧制，总压下量为68.4%，使轧制合金的抗拉强度、伸长率分别达到513.93 MPa、6.84%，强度是铸态合金的1.78倍，且塑性良好，大幅提高了Al-Mg-Sc合金的力学性能。450℃×4 h均匀化处理使铸态合金晶粒得到细化，同时晶内析出了大量细小、分散的Al3（Sc,Zr）弥散颗粒，显著提高了合金在变形过程中的位错累积速率，抑制了晶界/亚晶界迁移能力，获得了存在大量位错的细小亚晶组织，大幅提高合金的强度。高含量Mg溶质原子的固溶强化和高密度Al3（Sc,Zr）纳米析出相的析出强化也显著提高了合金的强度。

关键词： Al-Mg-Sc合金均匀化处理轧制 Al (Sc,Zr) 力学性能

LPSO相调控对ECAP挤压Mg-Y-Zn-Al合金组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2024年第7期53卷 94-97页

作者：田丰边丽萍孟棫朴张红芳梁伟太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024 山西省科技人才与科技合作中心山西太原030021 山西银光华盛镁业公司山西闻喜043800

针对含18R-LPSO相铸态Mg-Y-Zn系合金塑韧性差、变形后力学性能提高有限的问题,研究了固溶、铸态+ECAP挤压和固溶+ECAP对Mg-3.74Y-1Zn-0.5Al(at%)合金力学性能的影响。结果表明,固溶处理诱发18R→14H-LPSO相转变、Al(Y,Zn)相化合物颗粒... 详细信息

针对含18R-LPSO相铸态Mg-Y-Zn系合金塑韧性差、变形后力学性能提高有限的问题,研究了固溶、铸态+ECAP挤压和固溶+ECAP对Mg-3.74Y-1Zn-0.5Al(at%)合金力学性能的影响。结果表明,固溶处理诱发18R→14H-LPSO相转变、Al(Y,Zn)相化合物颗粒破碎细化,改善了合金的塑性,但强度几乎不变。铸态+ECAP挤压导致18R-LPSO和Al(Y,Zn)相破碎,并诱发大量α-Mg晶粒发生再结晶。固溶+ECAP挤压使14H-LPSO相弯曲或扭折变形、细小Al(Y,Zn)颗粒均匀分散,仅少数α-Mg晶粒发生再结晶,其强度、塑韧性远高于铸态+ECAP挤压合金的。良好强度、塑韧性匹配的14H-LPSO相的大量形成、α-Mg基体再结晶被抑制及细小Al(Y,Zn)颗粒的均匀分散是其性能提高的主要原因。

关键词： Mg-Y-Zn-Al合金 LPSO相等通道转角挤压(ECAP) 力学性能

预轧制时效对2055铝锂合金组织和力学性能的影响

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特种铸造及有色合金 2024年第2期44卷 212-215页

作者：于培文边丽萍王鹏辉韩绍杰梁经韬太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学先进镁基材料山西省重点实验室太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心太原030024

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时... 详细信息

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时效40、30和28 h达到峰值硬度(HV),分别为207.66、215.31和220.07。10%预轧制+155℃×28 h峰时效合金的屈服强度、抗拉强度分别达到562.64 MPa和622.04 MPa,比未预轧制、3%预轧制峰时效合金分别提高了67%、21%和43%、8%,大塑性变形诱导高密度位错促进析出相大量均匀弥散析出是其力学性能提高的主要原因。

关键词： 2055铝锂合金预轧制变形时效力学性能

道次压下量对2197铝锂合金轧制组织与力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1476-1482页

作者：冀宏亮边丽萍郑毅刘先文梁伟太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024

针对铝锂合金塑韧性、成形性差的问题,本工作通过OM/SEM微观组织分析、拉伸及硬度/电导率测试,研究了在总压下量75%条件下、轧制道次压下量(即10%、30%、30%+60%,分别对应小、中、大道次压下量)对2197铝锂合金组织与力学性能的影响。结... 详细信息

针对铝锂合金塑韧性、成形性差的问题,本工作通过OM/SEM微观组织分析、拉伸及硬度/电导率测试,研究了在总压下量75%条件下、轧制道次压下量(即10%、30%、30%+60%,分别对应小、中、大道次压下量)对2197铝锂合金组织与力学性能的影响。结果表明:道次压下量显著影响铝锂合金的晶粒结构、析出相的数量及分布。轧制态合金的强度随单道次轧制压下量的增加而显著增加、而塑韧性则明显下降。T8时效处理使析出相大量析出,轧制合金中的Portevin-Le Chatelier(PLC)效应得到消除,小、大道次压下量轧制合金的力学性能得到显著提升。大压下量轧制合金经时效处理后强塑性综合力学性能最高,抗拉强度为384.94 MPa、断后伸长率为12.45%,较小、中道次压下量轧制时效合金分别提高2%、21%和29%、31%。

关键词：铝锂合金轧制晶粒细化析出相力学性能

Ca和Mn添加对铸态及热处理态Al-Mg-Si合金的微观组织、力学性能和导电性能影响

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稀有金属材料与工程 2022年第11期51卷 4010-4020页

作者：郑毅边丽萍冀宏亮刘先文田丰太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 太原理工大学先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024

制备了Al-0.59Mg-0.54Si-X(X=0,0.253Ca,0.253Mn)合金来探究微量Ca、Mn添加对铸态、固溶态及时效态Al-0.59Mg-0.54Si-X合金的微观组织、力学性能及导电性能的影响。研究发现,Ca和Mn添加都显著细化了α-Al的晶粒尺寸。Ca能够诱导高密度的... 详细信息

制备了Al-0.59Mg-0.54Si-X(X=0,0.253Ca,0.253Mn)合金来探究微量Ca、Mn添加对铸态、固溶态及时效态Al-0.59Mg-0.54Si-X合金的微观组织、力学性能及导电性能的影响。研究发现,Ca和Mn添加都显著细化了α-Al的晶粒尺寸。Ca能够诱导高密度的Mg_(2)Si和Al_(2)Ca颗粒在铸态α-Al晶粒中析出,使合金在铸态下具有最优的力学性能。固溶和时效处理会导致颗粒粗化并且偏聚在晶界,使合金的力学性能急剧下降,但其电导率却增加到了52.44%IACS。Mn添加使得晶界上的粗大β-Al_(5)FeSi杂质相转化成α-Al(FeMn)Si颗粒,并且诱导Mg_(2)Si和AlMn颗粒在铸态合金中析出。因此经过固溶和时效处理后的Al-0.59Mg-0.54Si-0.253Mn合金表现出最优的力学性能以及可接受的电导率。

关键词： Al-Mg-Si合金合金化元素力学性能导电性能

固溶处理对Mg-4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si合金显微组织和硬度的影响

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热加工工艺 2022年第2期51卷 117-120页

作者：刘星边丽萍侯洁梁伟太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 先进镁基材料山西省重点实验室山西太原030024 先进金属基复合材料成型技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原科技大学分析测试中心山西太原030024

采用普通重力铸造法制备Mg-4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si合金,考察合金在不同温度固溶处理1h、400℃固溶处理不同时间后的微观组织演变和显微硬度。结果表明,铸态合金由α-Mg基体、(α-Mg+AlLi)二元共晶、(α-Mg+AlLi+(Mg,Al)_(2)Ca)三元共晶及... 详细信息

采用普通重力铸造法制备Mg-4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si合金,考察合金在不同温度固溶处理1h、400℃固溶处理不同时间后的微观组织演变和显微硬度。结果表明,铸态合金由α-Mg基体、(α-Mg+AlLi)二元共晶、(α-Mg+AlLi+(Mg,Al)_(2)Ca)三元共晶及块状CaMgSi组成。其中,AlLi相呈细密层片状,沿晶界分布;(Mg,Al)_(2)Ca呈网状分布于AlLi层片中心,连同基体α-Mg形成三元共晶体。合金经1h固溶热处理时,350℃下AlLi相分解加剧形成小颗粒,(Mg,Al)_(2)Ca相形成颗粒或针状纤维。400℃时,(Mg,Al)_(2)Ca共晶相大量溶解,数量急剧减少,同时AlLi相略有长大。经400℃固溶处理5h后,(Mg,Al)_(2)Ca共晶颗粒数量急剧增加且开始偏聚长大;同时,AlLi再次溶解形成纳米溶质颗粒,均匀弥散分布于基体。合金经350℃×1h处理后硬度值最高,为105.3HV。

关键词： Mg4Li-1Ca-4.1Al-0.5Si合金组织转变固溶处理显微硬度

轧制Mg-Y-Zn-Al镁合金的微观组织及力学性能

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热加工工艺 2023年第3期52卷 100-102页

作者：孟棫朴田丰刘先文边丽萍山西省科技人才与科技合作中心山西太原030021 太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024

研究了热轧变形及固溶、时效处理对含LPSO相Mg-12.20Y-2.45Zn-0.5Al(wt%)镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金经500℃×25 h固溶处理、400℃×0.5h预热处理后,可成功实现对含LPSO镁合金大压下量的两道次轧制变形。轧... 详细信息

研究了热轧变形及固溶、时效处理对含LPSO相Mg-12.20Y-2.45Zn-0.5Al(wt%)镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金经500℃×25 h固溶处理、400℃×0.5h预热处理后,可成功实现对含LPSO镁合金大压下量的两道次轧制变形。轧制使晶界处的18R-LPSO相发生破碎和均匀分散,晶内的14H相发生扭折弯曲,同时W相分解、Al_(2)(Y,Zn)相破碎细化,大幅提高合金的力学性能。轧制后200℃×24 h时效处理进一步促进大量细小弥散的14H相的形成和应力释放,合金的力学性能显著提升,抗拉强度和伸长率分别达到357.2 MPa、6.8%,比铸态合金分别提升了97.6%、51.1%。

关键词： Mg-Y-Zn镁合金 LPSO相轧制力学性能

Mg-5Al-1.03Ti纳米复合材料的力学性能及微观组织

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金属热处理 2004年第11期29卷 8-10页

作者：边丽萍梁伟赵兴国 LU Li 太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 新加坡国立大学机械工程系新加坡117576

通过机械化学研磨法将Mg、Al、Ti粉末混以聚乙烯乙二醇进行研磨 ,合成了Mg 5Al 10 3Ti纳米复合材料。与常规粉末冶金法相比 ,该法合成的材料的力学性能呈现出反常的应变软化现象。透射电子显微镜分析表明 ,合金中镁晶粒尺寸大多为 2 0... 详细信息

通过机械化学研磨法将Mg、Al、Ti粉末混以聚乙烯乙二醇进行研磨 ,合成了Mg 5Al 10 3Ti纳米复合材料。与常规粉末冶金法相比 ,该法合成的材料的力学性能呈现出反常的应变软化现象。透射电子显微镜分析表明 ,合金中镁晶粒尺寸大多为 2 0～ 30nm ,个别晶粒的尺寸约为 90nm ;此外 ,观察到许多直径约 3～

关键词：纳米复合材料镁合金机械合金化纳米管

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轻金属超细/纳米晶块体材料的制备与合成

轻金属超细/纳米晶块体材料的制备与合成

作者：边丽萍太原理工大学

学位级别：硕士

金属纳米材料具有独特的组织结构和物理、力学及化学性能，应用潜力极大，受到科学界的普遍关注。本文采用机械研磨法合成了镁基合金，并通过等通道转角挤压制备了纯铝及Al-3％Cu合金的超细晶块体材料。通过将Mg、Al、Ti... 详细信息

金属纳米材料具有独特的组织结构和物理、力学及化学性能，应用潜力极大，受到科学界的普遍关注。本文采用机械研磨法合成了镁基合金，并通过等通道转角挤压制备了纯铝及Al-3％Cu合金的超细晶块体材料。通过将Mg、Al、Ti元素粉末混以聚乙烯乙二醇进行研磨的机械化学研磨法合成了Mg-5w％Al-10.3w％Ti镁基纳米合金。与常规粉末冶金法相比，该法合成的材料力学性能呈现出奇异的应变软化现象。透射电子显微镜分析表明，合金晶粒尺寸大多为20～30nm，个别晶粒的尺寸约为90nm;此外，观察到许多直径约3～7nm的纳米管。采用等通道转角挤压（ECAE／ECAP）法对纯铝及Al-3％Cu合金进行挤压，对挤压过程中的组织演变规律，力学性能、组织稳定性以及影响组织演变的因素等进行了研究。结果表明，用ECAP技术将纯铝从初始晶粒尺寸约1.0mm细化到0.48μm;太原理工大学硕士学位论文 8次挤压后晶粒细化达到饱和，硬度达到最大，在150OC退火 lh后组织保持稳定;相对于未挤压试样，14次挤压试样经5% 压缩后呈现出高的屈服强度和加工硬化速率;低温挤压加快晶粒细化，4次挤压后即形成大角度晶界分割的等轴状晶粒。对 Al一3%Cu合金在固溶态和时效态进行了ECAP挤压。透射电镜观察和硬度测试结果表明，单相固溶体在挤压后存在大量共格的析出相颗粒，其晶粒细化效果不如双相合金明显。时效合金中大量非共格析出相颗粒的存在加快ECAP晶粒细化，提高加工硬化速率。

关键词：超细晶纳米晶块体纳米材料强塑性变形等通道转角挤压