镁合金及镁基复合材料的高温蠕变研究进展

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AZ91镁合金高温变形行为的实验研究与数值模拟

AZ91镁合金高温变形行为的实验研究与数值模拟本文通过实验和计算机模拟的方法研究了AZ91镁合金的高温变形行为。

论文主要考察了变形条件对合金变形过程中动态再结晶的影响,利用背散射电子衍射技术分析了该合金在高温变形过程中发生动态再结晶时的组织演变、晶界取向差的变化,研究了第二相粒子对动态再结晶形核及合金力学性能的影响。

建立了适用于模拟AZ91热压缩变形中动态再结晶行为的元胞自动机模型,模型中充分考虑了形核率、临界形核密度、位错密度增长及晶粒生长驱动力等多方面因素,重点考察了第二相粒子对位错密度增长及晶界迁移的影响,利用数值计算结果分析了合金的动态再结晶动力学、再结晶晶粒尺寸变化特征、第二相粒子对再结晶晶粒形核的影响及第二相粒子的分布特征等内容,并与实验结果进行了比较。

在此基础上,开发了AZ91合金热压缩过程中变形行为的数值模拟软件。

本文主要研究结果如下:1. AZ91合金在热挤压过程中发生了动态再结晶,挤压态合金的晶粒明显细化。

挤压比相同时,随挤压温度升高,基体的再结晶程度增加,再结晶晶粒平均尺寸增大;当挤压温度相同时,随挤压比增大,基体的再结晶程度增加,再结晶晶粒分布均匀性增强,在动态再结晶发生完全的情况下,合金的平均晶粒尺寸随挤压比增大而减小;2.与铸态AZ91合金相比,均匀化处理可以降低合金的抗拉强度、提高其延伸率;挤压变形同时提高了合金的抗拉强度和延伸率,随挤压比增大或挤压温度增加,合金的抗拉强度降低、延伸率增加;与室温性能相比,在相同的挤压条件下,150℃下拉伸时合金的抗拉强度较低、延伸率较高;3.挤压温度一定时,随挤压比增加,基体中析出相的比例减小、分布更加均匀;挤压比一定时,随挤压温度升高,基体中析出相的比例减小、分布更加均匀;EBSP 分析结果表明,变形过程中析出的第二相粒子有利于动态再结晶形核、晶粒细化;4.变形温度是决定AZ91合金热压缩变形中动态再结晶方式的主要因素,温度较低(250℃和300℃)时,变形过程中发生大量孪晶,动态再结晶晶粒优先在原始晶粒晶界和变形初期产生的大量孪晶处形核;温度较高(350℃和400℃)时,变形过程中没有明显的孪晶现象,动态再结晶晶粒在原始晶粒晶界处形核并发生长大,变形过程中发生了明显的多次循环再结晶;5.在Gleeble实验机上进行高温压缩时,随应变量增加,小角度晶界逐渐转变成大角度晶界,2o~4o小角度晶界的分数降低,4o~15o的小角度晶界及大角度晶界的分数增加;随应变速率降低,合金稳态组织中的小角度晶界(<15o)的分数及其长度增加,而大角度晶界(>15o)的分数及其长度减少;6. AZ91合金在挤压及热压缩过程中均易形成强烈的纤维织构,不同的是,挤压后合金基体中基面平行于挤压方向,而压缩后合金基体中基面发生转动并逐渐趋于与压缩轴成90o方向;7.温度较低或应变速率较高时,流变曲线所达到的峰值应力较大,而在相同的应变速率下,峰值应变随温度升高而明显减小;流变应力、应变速率和变形温度之间的关系可用双曲正弦函数A[ sinh(ασ)]n =εexp(QRT)表示,其中平均激活能Q=175.82KJ/mol,应力因子α=0.013MPa-1,应力指数n=5.6;峰值应变与变形条件(Z参数)之间满足关系式εp =2 .1×10?3Z0.124;–( ?θ/ ?σ)-σ曲线因不同温度下变形机制的不同而变化;8. DRX-CA模型模拟的AZ91合金热压缩过程的应力应变曲线、组织转变及稳态组织中晶粒尺寸分布和晶粒边数分布等计算结果与实验结果吻合良好;9.变形初始阶段,由于再结晶晶粒形核的发生,基体内晶粒数量急剧增加,平均晶粒尺寸急剧下降,随变形量增加,平均晶粒尺寸下降的速率减缓直至达到某一稳态值,且稳态晶粒尺寸随着变形温度的升高而增加;初始晶粒平均尺寸呈线性下降直至原始晶粒完全被细小的再结晶晶粒吞噬,而再结晶晶粒平均尺寸增加至峰值后缓慢下降至某一稳态值;10.变形过程中多循环再结晶的发生使流变曲线具有明显的单峰特征,并使得基体组织即使在原始晶粒完全消失的情况下仍可进一步细化直至稳态;11.变形过程中不断析出的第二相粒子有利于动态再结晶晶粒的形核,晶界上分布有第二相粒子的晶粒平均尺寸小于晶界上没有第二相粒子分布的晶粒平均尺寸;稳态组织中,绝大多数第二相粒子均分布在晶界或角隅处。

镁基复合材料的研究发展现状与展望(20201119110732)

镁基复合材料的研究发展现状与展望——颗粒增强镁基复合材料课程名称：金属基复合材料学生姓名：学号:班级：日期：2010/12/26镁基复合材料的研究发展现状与展望——颗粒增强镁基复合材料摘要：镁基复合材料具有很高的比强度、比刚度以及优良的阻尼减震性能，是汽车制造、航空航天等领域的理想材料之一。

本文综述了颗粒增强镁基复合材料的研究概况，镁基复合材料常用的基体合金和常用的增强相。

着重介绍了其制备方法、力学以及阻尼性能，并对它的发展趋势进行了展望。

关键词：镁基复合材料；制备方法；基体镁合金；颗粒增强体；性能1.前言与传统的金属材料相比，金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐高温、耐磨损耐疲劳、热膨胀系数小、化学稳定性和尺寸稳定性好等优异性能。

金属基复合材料的增强体主要有长纤维、短纤维、颗粒和晶须等，其中颗粒增强金属基复合材料由于制备工艺简单、成本较低微观组织均匀、材料性能各向同性且可以采用传统的金属加工工艺进行二次加工等优点，已经成为金属基复合材料领域最重要的研究方向，正在向工业规模化生产和应用发展。

颗粒增强金属基复合材料的主要基体有铝、镁钛、铜和铁等，其中铝基复合材料发展最快；由于镁的密度更低(1.74 g/cm3)，仅为铝的2/3,具有更高的比强度、比刚度，而且具有良好的阻尼性能和电磁屏蔽等性能，镁基复合材料正成为继铝基之后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。

镁基复合材料因其密度小，且比镁合金具有更高的比强度、比刚度、耐磨性和耐高温性能，受到航空、航天、汽车、机械及电子等高技术领域的重视．自20 世纪8O 年代至现在，镁基复合材料已成为金属基复合材料的研究热点之一。

颗粒增强镁基复合材料与连续纤维增强、非连续(短纤维、晶须等)纤维增强镁基复合材料相比，具有力学性能呈各向同性、制备工艺简单、增强体价格低廉、易近终成型、易机械加工等特点，是目前最有可能实现低成本、规模化商业生产的镁基复合材料。

2．制备方法2．1 粉末冶金法粉末冶金法是把微细纯净的镁合金粉末和增颗粒均匀混合后在模具中冷压，然后在真空中将合体加热至合金两相区进行热压，最后加工成型得复合材料的方法。

镁合金热处理的研究现状及发展趋势

镁合金热处理的研究现状及发展趋势镁合金热处理是一种常用的工艺方法，用于改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。

在过去几十年里，镁合金热处理的研究取得了显著的进展，但仍存在一些挑战和问题。

本文将介绍镁合金热处理的研究现状及发展趋势。

镁合金由于其低密度、高比强度和优良的机械性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

然而，镁合金的应用受到其低强度、低塑性和易腐蚀等问题的限制。

热处理是一种改善镁合金性能的有效方法，通过控制合金的组织和相变，可以提高其强度、塑性和耐腐蚀性能。

镁合金热处理的研究主要集中在两个方面：固溶处理和时效处理。

固溶处理是将镁合金加热到高温，使固溶体中的合金元素溶解，然后通过快速冷却来保持溶解态。

这可以提高合金的强度和硬度，但会降低其塑性。

时效处理是在固溶处理后，将镁合金在中温下保持一段时间，使合金元素重新组合形成稳定的析出相。

这可以提高合金的强度和塑性，但会降低其硬度。

然而，镁合金热处理仍面临一些挑战。

首先，镁合金的高反应活性使得热处理过程中易发生氧化和燃烧，需要采取措施保护合金表面。

其次，镁合金的晶粒细化和相变行为对热处理的影响仍不完全清楚，需要进一步研究。

此外，镁合金的组织均匀性和稳定性也是研究的重点。

未来的发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，研究人员将继续改进热处理工艺，以提高镁合金的性能。

例如，通过优化固溶处理和时效处理的工艺参数，可以获得更好的力学性能和耐腐蚀性能。

其次，研究人员将探索新的热处理方法，如等离子体处理、激光处理等，以进一步改善镁合金的性能。

此外，研究人员还将研究镁合金热处理对微观组织和相变行为的影响机制，以揭示热处理过程中的微观机制。

镁合金热处理是一种重要的工艺方法，可以改善镁合金的性能。

目前的研究主要集中在固溶处理和时效处理方面，但仍存在一些挑战和问题。

未来的发展趋势包括改进热处理工艺、探索新的热处理方法以及揭示热处理过程中的微观机制。

通过这些努力，镁合金热处理的研究将取得更大的进展，为镁合金的应用提供更好的支持。

镁合金热处理的研究现状及发展趋势

镁合金热处理的研究现状及发展趋势一、研究现状1. 热处理工艺目前，镁合金的热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和退火处理。

固溶处理是将镁合金加热至一定温度，使合金中的固溶体达到最大溶解度，然后快速冷却，以达到增强合金的目的。

时效处理是在固溶处理后，将合金再次加热至一定温度，使固溶体析出细小的弥散相，从而提高合金的强度和耐腐蚀性能。

退火处理是将镁合金加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除合金中的残余应力和改善其塑性。

2. 热处理工艺对合金性能的影响热处理工艺对镁合金的性能有着重要的影响。

固溶处理能够提高镁合金的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。

时效处理能够提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，但也会降低其塑性和韧性。

退火处理能够消除合金中的残余应力和改善其塑性，但会降低其强度和硬度。

3. 热处理工艺的优化为了优化镁合金的热处理工艺，目前的研究主要集中在以下几个方面：（1）优化固溶处理工艺，以提高合金的强度和硬度，同时尽可能地保持其塑性和韧性。

（2）优化时效处理工艺，以提高合金的强度和耐腐蚀性能，同时尽可能地保持其塑性和韧性。

（3）优化退火处理工艺，以消除合金中的残余应力和改善其塑性，同时尽可能地保持其强度和硬度。

（4）开发新的热处理工艺，以进一步提高镁合金的性能。

二、发展趋势1. 热处理工艺的智能化随着科技的发展，热处理工艺也将越来越智能化。

智能化的热处理设备可以根据不同的合金材料和工艺要求，自动调整加热温度、保温时间和冷却速率等参数，以达到最佳的热处理效果。

2. 热处理工艺的节能化在热处理工艺中，能源消耗是一个重要的问题。

为了节约能源，未来的热处理设备将会采用更加节能的加热方式，如电磁加热、红外加热等。

3. 热处理工艺的环保化在热处理过程中，会产生大量的废气和废水，对环境造成污染。

为了保护环境，未来的热处理设备将会采用更加环保的工艺，如高温氧化、湿式电除尘等。

4. 热处理工艺的多功能化未来的热处理设备将会具备更多的功能，如自动化控制、在线检测、数据采集和分析等，以满足不同用户的需求。

镁基复合材料热膨胀的研究进展和前景展望

物体的体积或长度随着温度的升高而增大的现
发展，电子封装材料性能的要求越来越高，样传对这统的电子封装材料已经满足不了这些领域的要求。
象叫“ 热膨胀” 。通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，体积增大，度降低时体其温
理论预测模型，对今后的发展做了展望。并
关键词：镁基复合材料；热膨胀；热膨胀模型
中图分类号：Ｔ３ｌＢ３
文献标识码：Ａ
文章编号：１７ — ４７２１）３００ — ５６４６５（Ｏ００ — ０１０
ｄｕｅｉｆｙ，ａｈｅｔｍｐｅａｕｅ，ｔｏｌｅｆａｔｏｅｎｏｒｅｅ，ｒｉｆｃｍｅｒｉｌｉｅ，ｔｅｓｐｅｏｅｎｆｒｅｃｄｂｒｅｌｎｄｔｅｒｔｒｈｅｖｕｍｒｃｉｎｏｆｒｉｆｃｍｎｔｅｎｏｒｅｎｔｐａｔｃｅｓｚｈｈａｆｒｉｏｃ —
ｍｅａｒｉｌ，ｈｅｋｉｄｏｅｎｏｒｅｅｒｉｌｎｈａｒａｍｅｎｄｏｈｅｓｎｔｐｔｃｅｔｎｆｒｉｆｃｍｎｔｐａｔｃｅａｄｅｔｔｅｔｎｔａｔｒｗｈｉｈｎｌｎｅｔｅｈｅｍａｘｐｎｓｏｈｅｃｉｆｕｅｃｈｔｒｌｅａｉｎｏｆｔｍａｅｉｇｎｓｕｍａｒｘｃｍｔｉｏｍｐｉｅｒｓｒｂｅｏｓｔｓａｅｄｅｃｉｄ．Ｔｈｅｔｅｅｉａｒｄｃｉｎｍｏｌｏｈｅｍａｘｐｎｓｏｎｒｓｃｓｏｈｅｆｕｅｈｏｒｔｃｌｐｅｉｔｏｄｅｆｔｒｌｅａｉｎａｄｐｏｐｅｔｆｔｕｔｒｄｖｏｅｅｌｐｍｅｒｎｔｏｄｕｅｎｔａｅｉｒｃｄ．Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｍａｎｅｉｇｓｕｍａｒｘｃｍｐｉｅｍｔｉｏｏｓｔｓ；ｔｒａｘｐｓｏｎ；ｍｏｄｌｏｈｅｍａｘｐｓｏｈｅｍｌｅａｎｉｅｆｔｒｌｅａｎｉｎ

镁合金研究现状及发展趋势

镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。

本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。

还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。

关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。

此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。

同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。

被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。

目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。

图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。

但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。

2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。

抗蠕变镁合金研究进展

括固溶强化、析出强化和弥散强化。固溶强化是在合金中加入溶质元素以提高其均匀化温度和弹性模量，慢扩散和自扩散过程，减降低位错攀移的速率，从而提高合金的高温蠕变性能。析出时效强化是在时效过程中合金元素的固溶度随温度而降低时形成弥散分布的析出相，析出相与滑移位错之间的交互作用导致合金的屈服强度提高。由于镁原子较大，通常形成与镁基体非共格的复杂析出相。这些相的界面能很高，在高温下易粗化，以对晶界起有效的钉扎作用。难因此，提高镁合金耐热性的关键是改善析出相的晶体结构以降低它与镁基体的点阵常数错配度，并提高其熔点以降低其扩散性。弥散强化因弥散相具有很高的熔点并在基体中溶解度很
镁合金耐热抗蠕变
的方法，高温镁合金的研究开发提出了一些建议。对中图分类号：４．ＴＧＩ６２文献标识码：Ａ
ＴｈｅＤｅｅｏｍｅｆＣｒｅＲｅｉｔｎｔＭａｎｅｉｍｌｙｖｌｐｎｔｏｅｐｓｓａｇｓｕＡｌｏｓ
ＡｂｔａｔｓｒｃＴｈｅｅｔｄｖｌｐｎｆｈｇｅｅａｕｅｃｅｐｒｓｓａｔｇｅｉｍｌｙｓｒｖｅｄｅｒｃｎｅｅｏｍｅｔｉｈｔｍｐｒｔｒｒｅｅｉｔｎｏｍａｎｓｕａｌｓｉｅｉｗｅ．Ｗｉｎｏｔａｈ
ｉｔｏｕｔｎｏｒｅｅｉｔｎｃｈｎｓａｄｍｅｈｄｔｍｐｏｅｓｃｒｐｒｉｓｓｍｅｓｇｅｔｎｏｅｅｏｉｇｎｒｃｉｆｃｅｐｒｓｓａｔｍｅａｉｍｏｎｔｏＯｉｒｖｕｈｐｏｅｔｅ，ｏｕｇｓｉｓｆｒｄｖｌｐｎｏｃｅｐｒｓｓａｔａｅｇｖｎｒｅｉｔｎｒｉｅ．

ae44镁合金高温蠕变

AE44镁合金高温蠕变引言AE44镁合金是一种具有良好力学性能和热稳定性的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。

在高温环境下，材料会发生蠕变现象，即在恒定应力下产生持续变形。

了解AE44镁合金在高温蠕变方面的性能和行为对于改进材料设计和工程应用具有重要意义。

本文将介绍AE44镁合金的组成、制备方法以及其在高温蠕变中的特点和机理，并讨论其在实际应用中的潜力和挑战。

1. AE44镁合金的组成与制备方法AE44镁合金是由铝（Al）、锌（Zn）、稀土元素（如钇、铈等）和少量其他元素（如锰、铜等）组成的。

这些元素通过熔炼、浇铸或挤压等方法进行混合，并经过适当的热处理得到最终产品。

2. AE44镁合金的高温蠕变特性2.1 温度对蠕变行为的影响AE44镁合金在高温下具有良好的蠕变抗性。

随着温度的升高，蠕变速率逐渐增加，但在一定温度范围内，蠕变速率趋于稳定。

这是由于材料的晶体结构和位错运动受到温度的影响，在一定范围内达到平衡状态。

2.2 应力对蠕变行为的影响应力是影响AE44镁合金高温蠕变的另一个重要因素。

在一定应力范围内，蠕变速率随着应力的增加而增加。

然而，当应力超过一定阈值时，材料会出现破坏性蠕变，即产生明显的断裂。

2.3 微观机制AE44镁合金高温蠕变的微观机制包括晶体滑移、晶界滑移和扩散等过程。

晶体滑移是指晶格中原子沿特定方向发生位错滑动，从而引起材料的塑性变形。

晶界滑移是指相邻晶粒之间发生位错滑动，并导致材料整体形状改变。

扩散是指原子在晶格中通过空位或间隙跳跃，从而改变材料的组织结构和性能。

3. AE44镁合金在实际应用中的潜力和挑战3.1 潜力AE44镁合金具有良好的强度和刚性，同时具备较低的密度，使其成为替代钢铁和铝合金的理想材料。

在航空航天领域，AE44镁合金可以用于制造飞机发动机零部件、导弹外壳等高温环境下工作的部件。

在汽车制造领域，AE44镁合金可以用于制造车身结构和引擎零部件，提高汽车燃油效率并减轻车重。

镁及镁合金的研究现状与进展

镁及镁合金的研究现状与进展张高会　张平则　潘俊德(太原理工大学表面工程研究所,太原　030024)摘　要:文献综述了镁及镁合金的性能特性,镁合金的合金系列,国内外镁合金的研究现状,镁合金表面处理的各种方法以及镁合金在航空航天、汽车工业、电子工业及民用各个领域的广泛应用,展望了镁合金的应用前景。

关键词:镁　镁合金　表面处理R esearch and Developments of Magnesium and Magnesium AlloysZHANG G aohui　ZHANG Pingze　PAN Junde(R esearch Insistute of Surface E ngineering of T aiyu an U niversityof T echnology,T aiyu an　030024)Abstract:The properties of m agnesi um and its alloy,a series of m agnesi um alloy and the recent progress i n our count ry and abroad have been respectively sum m arized i n this article.Besi des those,a variety of surf ace t reat ment methods of m agnesi um alloy and the w i de applications i n the f iel ds ofaviation,automobile and elect ronic i ndust ries were also i ncl uded.In the end the development pros2 pect were viewed.K ey w ords:m agnesi um,m agnesi um alloys,surf ace t reat ment 随着21世纪的到来,保护环境,实现可持续发展,已经成为世界各个国家共同关心的问题。

AZ91镁合金抗高温蠕变性能的研究和发展

AZ91镁合金抗高温蠕变性能的研究和发展3田　君1,2,李文芳1,韩利发2,彭继华1,刘　刚1(1　华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640;2　东莞理工学院机械工程学院,东莞523808)摘要综述了国内外AZ91镁合金抗高温蠕变性能的研究进展,重点讨论了其蠕变机理及提高其抗高温蠕变性能的方法,对AZ91镁合金抗高温蠕变性能的研究方向提出了一些看法和展望。

关键词 AZ91　高温镁合金　蠕变Research and Develop ment of High Temperat ure CreepResistance of A Z91Magnesium AlloyTIAN J un 1,2,L I Wenfang 1,HAN Lifa 2,PEN G Jihua 1,L IU Gang 1(1　College of Materials Science and Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640;2　College of Mechanical Engineering ,Dongguan University of Technology ,Dongguan 523808)Abstract Research development on high temperature creep resistance of AZ91magnesium alloy at home and a 2broad are summarized.High temperature creep mechanism and the methods for improving the creep resitance of AZ91magnesium alloy are discussed.The research trends and development on high temperature creep resistance of AZ91magnesium alloy are presented.K ey w ords AZ91,high temperature magnesium alloy ,creep　3东莞市高等院校科技计划项目(2008108101028);广东省金属新材料成型制备重点实验室开放基金资助项目(2008001)　田君:男,1968年生,博士生,从事金属基复合材料加工及CAD 教学研究　E 2mail :841608534@ 镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定、易回收等优点,在航空航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业有广泛的应用[1,2]。

提高镁合金高温力学性能

1《AZ91镁合金的抗高温蠕变性能和腐蚀性能的研究近况》镁合金的高温抗蠕变性较差限制了其应用。

镁合金在高温下，变形方式主要是位错的运动和晶界的滑移，因此，提高镁合金的高温抗蠕变性能就要限制位错运动和阻止晶界的滑移。

具体的措施就是强化基体和晶界以及开发镁基复合材料，前者是通过微合金化增加固溶强化、析出强化和细晶强化等的强化效果，或形成高熔点的化合物减少或阻碍Mg17Al12相的形成；而后者则是通过添加增强相来提高镁合金的抗高温蠕变性能。

Ca主要是溶于中提高相的熔点，提高镁合金的高温性能；担当加入量过大时，金合的晶界处会出现Al2Ca相从而恶化了合金的强拉强度和塑性。

适量的加入Ca可以细化晶粒，提高合金的室温和高温拉伸性能，并且，随着Ca加入量的增加，其细化效果越明显，但合金的热烈倾向增加。

稀土在铝镁合金中与Al形成高熔点的Al-稀土中间化合物，正是这种化合物的形成提高了镁合金的性能。

镁合金自身存在诸如高温强度差、低的弹性模量、耐腐蚀性能差等缺点，因此人们把目光投向综合性能相对较高的镁合金复合材料研究上。

2.《AZ91镁合金抗高温蠕变性能的研究和发展》耐热性主要是指材料在高温和外载荷作用下抵抗蠕变及破坏的能力。

镁合金的高温蠕变变形机制不仅包括滑移，而且晶界参与形变，且形变显著，有时可以高达40%~50%。

众所周知，在高应力作用下，六方晶格的纯镁甚至在室温下即易于发生蠕变变形。

与铝合金相比，镁合金更易于发生晶界滑移。

AZ91镁合金高温蠕变抗力低的原因在于：首先，合金中连续析出形成的时效析出相为Mg17Al12，90%以上的Mg17Al12通常呈板条状而且平行于Mg基体的（0001）基面析出，且与基体之间无共格关系，不能为位错运动提供大的阻力，时效硬化效果不明显；另外，Mg17Al12的熔点低，仅为437C ，在不高的温度下即为一软质相，同时由于Mg17Al12与基体之间非共格，界面能高，因此在高温下易长大粗化，故而随温度升高，Mg17Al12极易软化、粗化，不能有效钉扎晶界。

镁基复合材料高温蠕变研究进展

ｏｆＭａｇｎｅｓｉｕｍＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ＵＸｕ—ｈｕｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｉｒａｌｓ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓｔｒｅｓｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍｍａｔｉｘｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｃｒｅｅｐｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｒｅａｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｓｗｅｌ１．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｓｉｕｍｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｈｉｇｈ —ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｒｅｅｐ；ｃｒｅｅｐｍｅｃｈａｎｉｓｍ
镁合金中加入高强度、高弹性模量、高熔点的纤维、晶须或颗粒等制成镁基复合材料后，镁合金的力学性能有显著的提高，同时还保留了原有的密度小、阻尼性能好等优点 … 。但镁

铸态AZ80镁合金高温热变形行为研究

第 13 卷第 5 期 2006 年 10 月
塑性工程学报
JOURNAL OF PL AST ICIT Y ENGINEERING
Vol 13 No 5 Oct 2006
铸态 AZ80 镁合金高温热变形行为研究*
( 湖南大学材料科学与工程学院, 长沙 410082) 郭强严红革陈振华张辉
= 2 78 # 1012exp( 0 1268 ) ex p(- 220000/ RT )
( 7)
图 2 AZ80 镁合金热变形时 ln ln , ln a) ln ln 关系; b) ln 的关系
F ig 2 a) R elatio nship bet ween ln and ln ; b) Relationship betw een ln and
2 3 2 变形温升在低应变速率条件下, 试样在变形过程中温度
图 6 峰值应力与变形温度的关系及与应变速率的关系
F ig 6 a) Relatio nship betw een peak stress and defor matio n temperature; b) Relat ionship betw een peak str ess and st rain rate
据。图 2 为 AZ80 镁合金热变形时应变速率与峰值应力的关系, 其斜率分别表示 n1 和 !值, 可见 n1 = 11, != 0 1078, 经优化处理 ∀取值为 0 01。
对式 ( 3) 变形可得:
ln
+
Q RT
=
lnA +
nln[ sinh( ∀ ) ]
( 5)
故材料的热变形激活能可表达为:
图 1 不同变形条件下铸态 AZ80 镁合金高温压缩变形的真应力应变曲线

镁合金材料的高温氧化行为研究

镁合金材料的高温氧化行为研究高温氧化是材料科学研究中的重要问题，在各种使用环境下，材料都可能面临高温氧化的挑战，其严重程度影响材料的使用寿命和性能。

其中，镁合金作为具有低密度和高特性强度的重要结构材料，其高温氧化行为引起了广泛的关注和研究。

本文将从镁合金材料的结构特征入手，探讨高温氧化机制、影响因素、研究方法和进展，以期为镁合金材料的高温氧化研究提供一定的参考和启示。

一、镁合金材料的结构特征镁合金具有轻量、高比强度、良好的抗冲击性、耐腐蚀性和电磁屏蔽性等特点，广泛用于航空、汽车、电子、通讯等领域。

镁合金材料的晶格结构为六方最密堆积结构，其基本单元为Mg原子层，Mg原子层之间由共面堆积的层间原子组成。

镁合金结构中存在着许多组织缺陷，如间隙、差排、晶界、孪晶、位错等缺陷。

这些缺陷会影响材料的力学性能、热稳定性和高温氧化行为。

二、高温氧化机制镁合金高温氧化是指在高温下与氧气反应，形成镁氧化物膜的过程。

镁合金材料的高温氧化机制主要由三个方面的影响因素控制：与氧气反应的扩散动力学过程、氧化物相转化和微观结构缺陷。

在高温下，氧分子扩散到金属表面，并与金属表面的原子反应形成氧化物，然后在氧化物和合金之间形成一个复合氧化物膜。

由于镁合金在高温下易于氧化，因此反应速率会明显增加，而形成的氧化物膜会妨碍原材料与氧气的接触，从而起到一定的保护作用。

三、影响因素对于高温氧化行为，不同的材料有不同的响应，但大体上可以归纳为以下几个方面的因素：1.氧化温度：镁合金材料高温氧化是温度依赖性反应，随着温度的升高，反应速率也会逐渐增加。

2.氧化介质：不同的氧化介质对高温氧化行为的影响不同，例如温度相同时，在氧气氛下的氧化速率要比空气中的氧化速率高。

3.材料成分和结构：不同合金元素的添加可以改变镁合金的高温氧化行为，其中稀土元素的添加尤其明显。

4.微观结构和缺陷：晶界、孪晶、位错等缺陷可以促进氧化过程，而一些表面处理方法可以增加抗氧化性能。

高温下镁合金的力学性能及变形行为研究

高温下镁合金的力学性能及变形行为研究在极端的高温环境下，金属的性能会有很大的变化。

尤其是在一些关键的领域中，比如高速飞行器、火箭引擎等等，对于金属的高温力学性能的研究，显得尤为重要。

而作为一种轻质高强的金属材料，镁合金也成为了研究的重点之一。

近年来，国内外的一些研究表明，镁合金的高温力学性能的变化规律很大程度上取决于硬度和微观形貌等因素。

并且，随着镁合金材料热处理方法的不断完善，其高温力学性能有了一定的提升。

在高温下，镁合金的变形行为也会发生一定的变化。

有研究表明，在变形过程中，镁合金材料的动态再结晶行为显著增强，并且在一定的温度和应变率范围内，其具有较好的塑性韧性。

而另一些研究则指出，镁合金在高温下存在着严重的氧化问题，其表面会出现薄膜现象以及微细裂纹等损伤。

在实验中，对于镁合金材料的高温力学性能和变形行为的研究，也存在一定的技术难点。

由于高温环境下的实验需要耗费大量的时间、精力和资金，加之测量方法的不完善，很难取得准确的数据。

因此，对于镁合金等金属材料的高温力学性能和变形行为的研究，需要精益求精，不断进行理论探索和实验创新。

目前，国内外的一些科研机构已经针对镁合金的高温力学性能和变形行为进行了一些重要的研究。

其中，一些研究发现，通过增强镁合金材料的软化行为，可以提高其高温塑性，进而优化其高温力学性能。

而其他的研究则是通过探究镁合金表面氧化的机理和行为，为其高温抗氧化提供了有力的理论基础。

总之，随着现代高速发展的科学技术，对于高温下镁合金的力学性能及变形行为研究，也得到了越来越广泛的重视。

未来，通过更加深入的理论探索和实验创新，相信会有更多的突破和进展，进而推动镁合金等材料在高温领域的广泛应用和发展。

镁合金的热变形行为及力学性能研究

镁合金的热变形行为及力学性能研究镁合金是一种轻质高强度的金属材料，因其重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、电子通讯、运动器材等领域得到广泛应用。

然而，由于其在高温下易于软化和破坏，热变形行为及力学性能的研究对于镁合金的发展至关重要。

1.热变形行为的研究热变形行为是指材料在热加工过程中的变形行为，包括变形应力、应变、应变速率等指标。

镁合金的热变形行为与其微观组织有着密切的联系。

研究表明，在温度为200℃~400℃范围内，镁合金的应变硬化效应较强，变形应力与应变率之间呈现出显著的正比关系。

随着温度的升高，镁合金中的细晶粒首先发生动态再结晶，从而导致材料的变形应力和应变率的降低。

当温度进一步升高时，材料会出现粗大晶粒的再生变形，其剪切带和孪晶的形成则可导致应变增大，导致材料的流动性能下降。

2.力学性能的研究力学性能是指材料在载荷作用下的力学特性，对于实际工程应用有着至关重要的影响。

针对镁合金的力学性能研究，主要包括硬度、韧性、塑性等方面。

研究发现，在一定的应变速率下，镁合金的硬度随温度升高而降低，这与材料的动态再结晶机制有着密切的关系。

此外，镁合金的韧性和塑性也受到温度的影响。

随着温度的升高，镁合金的塑性越来越强，断裂韧性也逐渐提高。

3.应用前景随着工业技术的不断进步和对材料强度重量比要求的提高，镁合金在航空航天、汽车、电子通讯等领域的应用前景越来越广阔。

而研究镁合金的热变形行为及力学性能则能够为材料的开发和应用提供重要的理论依据。

总之，镁合金的热变形行为及力学性能研究是镁合金发展和应用的重要基础研究之一。

通过深入研究材料的微观组织和宏观力学性能，可以为镁合金的优化设计、改良和应用提供重要的科学依据。

加镁微合金化变形高温合金的蠕变行为

加镁微合金化变形高温合金的蠕变行为
近年来，镁合金蠕变行为研究得到突飞猛进的发展。

为了综合考虑成本、寿命以及改善其抗蠕变性能，研究镁微合金化变形高温合金的蠕
变行为可能会为未来的高性能镁合金领域的研究提供有益的参考。

【镁合金的蠕变行为研究现状】
1、已有成果：研究已经取得了不少的进展，发现增强微量元素的镁合
金的蠕变行为明显优于不同的纯金属镁和标准镁合金。

2、不足之处：尽管有一定的进展，但目前仍缺乏真正可行且具有实用
性的技术结果，尤其是针对变形后室温下长期保持蠕变行为的研究还
不够完善。

【镁合金蠕变行为新技术发展】
1、热处理：通过热处理技术，可以改变镁合金的析出组织，进而影响
晶粒界面的形状、析出物的类型和大小，在一定程度上改善蠕变行为。

2、表面微弧焊技术：该技术可以改变镁合金表面的微结构，从而改善
材料的蠕变性能。

3、激光熔覆技术：这种技术的关键是采用激光研磨，它能有效地影响
晶粒边界形状，从而改善蠕变行为。

【结论】
以上，研究表明热处理、表面微弧焊技术和光熔覆技术能够明显改善
镁合金的蠕变行为，从而提高其抗蠕变性能。

为了综合考虑镁合金的性能、成本和寿命，未来的研究应聚焦于如何实现变形高温合金的有效微合金化，以及如何改善变形后长期室温下的蠕变行为。

加镁微合金化变形高温合金的蠕变行为

加镁微合金化变形高温合金的蠕变行为高温合金是一类含有多种合金元素的金属材料，它们具有优异的力学性能、耐腐蚀性及寿命长等特点，专用于高温环境加工及服役，在航空航天、能源工业、先进制造等领域被广泛应用。

然而，高温合金的高温性能受到多种因素的影响，其中蠕变行为是影响其高温性能的主要因素之一，而蠕变的机理及行为的揭示及控制是影响高温合金性能的关键环节。

最近，随着质子及其他微粒的引入，在真空低温条件下，用加镁微合金化处理高温合金已取得良好的效果。

加入镁，在一定条件下，可以改善高温合金的性能，有效地抑制蠕变行为。

因此，研究加镁微合金化高温合金的蠕变行为对提高高温合的高温性能具有重要意义。

为此，本文建立了估加镁微合金化高温合金蠕变行为的实验方法，实验中考察了不同化学成分、微结构及温度3个因素对蠕变行为的影响程度。

实验结果表明，随着化学成分、微结构及温度的变化，加镁微合金化高温合金的蠕变行为明显变化，其蠕变应变率与微结构有着密切的关系。

实验中，通过X射线衍射仪和扫描电镜等分析仪器观察了加镁微合金化高温合金在高温下的形变特性和微结构演化。

实验结果表明，加入镁后，高温合金的晶粒得到了改善，晶粒尺寸变小，晶粒组合较为均匀。

同时，实验也发现，随着温度的提高，晶粒的组织逐渐发生变化，并产生了多个层次的层状结构，使高温合金更加耐受高温高应变的重负荷。

此外，本文还考察了高温合金中蠕变行为特性。

实验结果表明，随着温度的提高，高温合金的蠕变行为明显改善。

加入镁以及镁与其他元素共存时，合金蠕变行为受其影响而显著变化：一是随着温度的提高，合金蠕变应变率显著降低；二是随着合金中镁含量的增加，合金的蠕变应变率也明显降低。

综上所述，经加镁微合金化的高温合金具有优异的力学性能，能有效抑制蠕变行为，从而改善其高温性能。

通过实验研究表明，加镁微合金化高温合金的蠕变行为受到温度、微结构及化学组成3个因素的混合影响。

本文的研究为精确控制加镁微合金化高温合金的蠕变行为及优化材料性能提供了可靠的理论及实验依据。

新型抗蠕变镁合金研究(doc 9页)

新型抗蠕变镁合金研究(doc 9页)系，提高高温性能，研制新型抗蠕变镁合金。

1 镁合金蠕变特点1.1 镁合金蠕变机理蠕变是一个高温条件下缓慢的塑性变形过程，与常温拉伸过程相比，在微观机制上不仅滑移系增移而且还有晶界滑移。

根据Von Mises准则，多晶体材料产生塑性变形并在晶界上仍保持其完整性，每个晶粒必须至少有五个独立的滑移系。

镁合金是密排六方晶体，只有四个独立的滑移系，但在蠕变过程中晶界滑移将提供另外两个有效的滑移系。

此时满足Von Mises准则。

由于镁合金滑移系很少，因此残留的晶界位错将有很大的Buregrs矢量，在晶界处的应变水平将很高，在高温应力作用下镁合金比铝合金更容易产生晶界滑移[2]。

镁合金的蠕变机理分为两个阶段，低温下以位错攀移为主，高温条件下以晶界滑移为主[3]。

据Mihriban O. Pekguleryuz等研究，镁合金蠕变的机理如图1所示。

图1 镁合金蠕变机理示意图1.2 镁合金蠕变性能的提高途径根据镁合金的蠕变特点和机理，提高镁合金蠕变性能的途径主要有基体强化和晶界强化[2，6]。

1.2.1 基体强化提高镁合金基体高温蠕变性能的主要途径有固溶强化、析出强化和弥散强化。

固溶强化是通过在合金中加入溶质元素提高其均匀化温度和弹性模量，减慢扩散和自扩散过程，降低了位错攀移的速率，因而合金的高温蠕变性能提高。

析出时效强化是在时效过程中合金元素的固溶度而降低时形成散布的析出相，析出相与滑移位错之间的交互作用导致了合金的屈服强度提高。

由于镁原子较大，通常形成与镁基体非共格的复杂析出相。

这些相的界面能很高，在高温下易粗化，难以对晶界起有效的钉扎作用。

因此，提高镁合金耐热性的关键是改善析出相的晶体结构以降低它与镁基体点阵常数错配度并提高其熔点以降低其扩散性。

弥散强化因弥散相具有很高的熔点并在基体中溶解度很小，其强化温度大大提高。

据报道加拿大的ITM已在实验室中开发了两种弥散强化的镁合金[2]。

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