镁合金热处理组织观察

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ZA54镁合金热处理工艺研究3

另外，镁合金在加热炉中应保持中性气氛或通入保护气体以防燃烧。本论文是通过固溶处理和固溶处理+ 人工时效对ZA54进行热处理，再通过金相显微镜观察显微组织得出实验结论。固溶处理镁合金经过固溶处理后不进行人工时效( T4)可以同时提高抗拉强度和伸长率,并获得最大的韧性和抗冲击性。由于镁合金中合金元素的扩散较慢, 因而需要较长的加热保温时间以保证强化相充分固溶。镁合金砂型厚壁铸件的固溶时间最长,其次是薄壁铸件或金属型铸件,变形镁合金的最短。由于合金元素的扩散和合金相的分解过程缓慢,所以镁合金的淬火敏感性低,淬火时不需要快速冷却,可以在静止的空气中或者人
T6处理依次为ZA54在350℃固溶处理 10h、20h、30h、40h后，进行175℃+16h时效处理后的组织
结论
• 铸态的ZA54镁合金主要以-Mg固溶体为基体，且沿晶界分布着不连续的网状β 相，这种网状物大大影响镁合金的力学性能。 • 经过固溶处理后，有部分β 相明显溶入固溶体中，并且固溶时间越长溶入固溶体的量越多，并有明显的晶界出现。随着固溶时间的增加，晶粒有明显的长大趋势。使镁合金的力学性能降低。随着固溶温度的增加，β 相溶入固溶体中的速度加快。在一定的固溶时间里相对升高温度越有利于增加镁合金的力学性能。随后固溶时间的增加，晶粒有长大趋势。
请各位老师批评与指正
老师你们辛苦了
谢谢！
• 固溶处理经过时效后，有部分β 相明显溶入固溶体中，。随着固溶时间的增加β 相溶入固溶体中过饱和，β 相又以细小弥散方式析出。 • 固溶处理温度升高经过时效后，晶界的连续性增强，随着固溶时间的增加晶粒细化并且均匀化，随着固溶时间增加晶粒有明显的长大趋势。向力学性能不利的一面蔓延。综上所述，经过固溶处理和时效处理相对比。热处理提高镁合金的性能，不但与固溶处理的时间有关，而且与温度有关。随着固溶时间的增加镁合金的性能越好，到达一定时间性能开始下降。随着固溶温度的升高性能逐渐升高，到达一定温度力学性能开始下降。

镁合金的热处理

镁合金的热处理热处理是改善或调整镁合金力学性能和加工性能的重要手段。

镁合金的常规热处理工艺有退火和固溶时效两大类。

部分热处理工艺可以降低镁合金铸件的铸造内应力或淬火应力，从而提高工件的尺寸稳定性。

镁合金能否进行热处理强化完全取决于合金元素的固溶度是否随温度变化。

当合金元素的固溶度随温度变化时，镁合金可以进行热处理强化。

可热处理强化镁合金铸造镁合金 Mg-A1-Mn 系（如AM100A ）Mg-A1-Zn 系（如AZ63A 、AZ81A 、AZ91C 和AZ92C等） Mg-Zn-Zr 系（如ZK51A 和ZK61A 等） Mg-RE-Zn-Zr 系（如EZ33A 和ZE41A ）Mg-Ag-RE-Zr 系（如QE22A ）Mg-Zn-Cu 系（如ZC63A ）变形镁合金 Mg-Al-Zn 系（如AZ80A ） Mg-Zn-Zr 系（如ZK60A ） Mg-Zn-Cu 系（如ZC71A ）某些热处理强化效果不显著的镁合金通常选择退火作为最终热处理工艺。

镁合金热处理的最主要特点是固溶和时效处理时间较长，其原因是因为合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢。

由于同样的原因，镁合金淬火时不需要进行快速冷却，通常在静止的空气中或者人工强制流动的气流中冷却。

一、热处理类型和选择符号意义符号意义 F加工状态 T4 固溶处理（然后自然时效） O完全退火 T5 人工时效 H1加工硬化 T6 固溶处理后人工时效 H2加工硬化后退火 T7 固溶处理后稳定化处理 T2去应力退火 T8 固溶处理后冷加工、人工时效 T3 固溶处理后冷加工 T9固溶处理、人工时效后冷加工铸造镁合金和变形镁合金都可以进行退火（O ）、人工时效（T5）、固溶（T4）以及固溶加人工时效（T6、T61）处理，其热处理规范和应用范围与铸造铝合金的基本相同。

镁合金的扩散速度小，淬火敏感性低，从而可以在空气中淬火；个别情况下也可以采用热水淬火（如T61），其强度比空冷T6态的高。

热处理对变形AZ80镁合金组织和硬度的影响

热处理对变形AZ80镁合金组织和硬度的影响1. 序言介绍热处理在金属材料加工中的重要性，引出本文要探讨的主题：热处理对变形AZ80镁合金组织和硬度的影响。

2. 实验方法简要介绍实验中所采用的样品、热处理工艺，以及金相观察、硬度测试等实验方法。

3. 实验结果从组织和硬度两个方面详细阐述不同热处理条件下变形AZ80镁合金的变化情况，包括显微组织的形貌、相组成和晶粒尺寸等方面，以及硬度的变化趋势。

4. 影响因素分析在现有实验结果的基础上，探究不同热处理条件对变形AZ80镁合金组织和硬度影响的原因，包括热处理温度、时间、冷却速率等因素。

5. 结论总结本文的研究结果和对影响因素的分析，得出对于变形AZ80镁合金的热处理应该选择何种条件，以达到最优的组织和硬度性能。

同时指出相关研究中还需要作出的改进和发展，以进一步探究热处理对其他金属材料性能的影响。

1. 序言金属材料的加工中，热处理是一种常见的处理方式。

热处理过程中，通过加热、保温和冷却等一系列工艺操作，可以改善材料的组织结构和性能。

热处理在工业生产中被广泛应用于各种材料，特别是金属材料。

在当前的工业生产中，镁合金已经成为一种非常重要的材料，因为具有较低的密度、高的比强度、较好的耐腐蚀性等优点，并且是一种可循环利用的绿色材料。

其中，AZ80镁合金是一种广泛应用的高性能材料，它的硬度和抗拉强度都非常高，因此在航空航天、汽车制造、电子电器等领域都有广泛的应用。

然而，AZ80镁合金的加工性能受到组织和硬度等因素的影响，因此需要通过热处理来改善其性能，特别是在变形加工过程中。

本文将探讨不同热处理方法对变形AZ80镁合金组织和硬度的影响，旨在为其在工业生产中的应用提供指导和建议。

2. 实验方法2.1 样品制备选取纯度为99.9%的AZ80镁合金，通过锻造工艺将其压制成大小相同的方块样品。

样品的数量和尺寸均保持一致，以确保实验的准确性。

2.2 热处理工艺根据实验要求，采用不同的热处理方法对样品进行处理。

热处理对AZ80镁合金组织

热处理对AZ80镁合金组织目录1 绪论 11.1 镁合金材料简介 11.1.1 镁合金的性能特点 11.1.2 镁合金的分类及合金元素的作用 11.1.3 AZ80镁合金的应用及研究现状 21.2 镁合金的热处理强化及其原理 41.2.1 退火51.2.2 固溶和时效 51.2.3 镁合金热处理工艺的研究现状 61.3 镁和镁合金的腐蚀与防护71.3.1 镁及其合金的腐蚀机理7.2 镁合金的防护 91.4 本课题研究的意义及内容101.4.1 课题研究的意义 101.4.2 课题研究的主要内容101.4.3 课题研究的主要方法102 实验方法与过程112.1 实验材料112.2 实验仪器112.3 热处理实验122.3.1 热处理原理122.3.2 热处理参数选择 122.4 显微硬度实验122.4.1 显微硬度原理122.4.2 硬度实验过程132.5 金相实验132.5.1 金相试样的制备 132.5.2 金相实验过程132.6.1 XRD实验原理132.6.2 XRD实验过程142.7.1 极化测试和电偶腐蚀的原理14 2.7.2 试样的封装152.7.3 极化曲线测试152.7.4 电偶腐蚀的测试 173 实验结果与分析183.1 硬度实验结果与分析183.2 金相实验结果与分析183.3 XRD实验结果与分析243.4 极化实验结果与分析253.5 电偶实验结果与分析274 结论 30参考文献31致谢331 绪论镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料之一[1],具有较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、减震、切削加工和尺寸稳定性等性能,早已引起了兵器工业和汽车工业的注意。

近年来,镁合金及其成形技术的研究应用已取得重要进展,镁合金的材料质量不断提高而生产成本持续下降,随着成形技术的日趋完善,镁合金在民用、航空、航天等领域都有很好的应用前景。

1.1 镁合金材料简介1.1.1 镁合金的性能特点金属镁及其合金是迄今在工程上应用的最轻的结构材料,具有其它金属材料不可替代的优越性,镁合金具有以下几个特点[2-8]:镁合金密度小,是金属结构材料中最轻的金属,可有效降低部件重量,节省能源。

热处理工艺对Mg—Nd—Gd—Zn—Zr镁合金组织和性能的影响

热处理工艺对Mg—Nd—Gd—Zn—Zr镁合金组织和性能的影响摘要：本文主要就是对热处理工艺对于Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响进行了分析和研究，经过相关的实验结果可以发现，在采用了比较合适的热处理工艺之后，镁合金的显微组织得到了一定的细化，而且对于镁合金的力学性能也能够得到一定的改善。

关键词：Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金；热处理工艺；显微组织；力学性能在现在的材料研究过程当中，因为镁合金具有比较良好的性能，所以它已经成为了现在研究的一个热点。

在镁合金当中添加微量的稀土金属之后，就可以使得镁合金的高温抗蠕变的能力以及合金的力学性能得到一个比较明显的改善。

稀土元素可以使得镁合金的再结晶过程得到延缓以及使得镁合金的再结晶温度提高，而且稀土元素还能够析出比较稳定的弥散相离子，这样就可以使得镁合金的蠕变抗力以及高温强度都能够得到比较明显的提升。

在添加了适量的稀土元素之后，就可以使得合金的晶粒得到比较明显的细化，从而使得合金的蠕变抗力以及铸造的性能得到比较明显的改善。

现在已经制备了的稀土镁合金材料主要就有Mg-Ce、Mg-Th-Zr、Mg-Y-Nd等体系，本文在进行试验的时候，主要采用的稀土镁合金材料体系就是Mg-Nd-Gd-Zn-Zr，然后对热处理工艺对镁合金材料的组织以及性能的影响进行了分析和研究。

1.进行热处理工艺的实验过程在进行这个实验的时候，采用的材料主要就是Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金，而它们的化学成分的质量分数也是按照一定的比例来进行配置的。

在进行实验的时候，要先将镁合金的试样一共分成四组，然后来进行不同的处理。

第一组的镁合金试样为没有经过热处理工艺的铸态合金；而第二组的镁合金试样则是需要经过200℃2小时的热处理；第三组的镁合金试样则是需要经过530℃2小时的水淬在加上200℃2小时的热处理；第三组的镁合金试样则是需要经过530℃2小时的空冷在加上200℃2小时的热处理。

AM60B镁合金等温热处理过程中的组织演变

[ 2] 柯东杰, 黄双溪, 陈群, 柯艺勤。铝熔体净化用的新型泡沫陶瓷过滤板 [ J] 。轻合金加工技术, 2005 ( 6) , 65- 68.
如图 3, 当炉内温度达到 620 , 加热 30 m in, 合金组织与 610 加热 60 m in时的组织相似。加热 60
m in时晶界上的共晶组织已经全部熔断, 并且液相较高, 呈现良好的球化组织, 晶粒也比较圆整。
如图 4, 当炉内温度达到 630 , 由于温度较高, 在 20 m in时, 试样的液相率已经超过固相率, 固相组织展现出很不规则的形状。加热 30 m in时, 固相颗粒
第 39卷第 1期 2010年 2月
有色金属加工 NONFERROUS METALS PROCESS ING
Vo l 39 No 1 Feb ruary 2010
AM 60B镁合金等温热处理过程中的组织演变
王瑞权, 张大华, 张军宝
( 兰州理工大学材料科学与工程学院, 甘肃兰州 730050)
摘要: 借助于液淬技术、光学显微镜和电子显微镜, 考察了等温热处理技术制备 AM 60B 镁合金非枝晶锭料
事镁合金半固态触变成型技术的研究。
片, 图中初生相相 (白色 ) 以树枝晶形态存在, 沿相不连续分布的灰黑色组织为 ( + ) 共晶组织。图 1b所示为 AM 60B 镁合金共晶组织以及少量的 A Ml n 相的显微扫描照片, 图中白色部分为连续分布的共晶 M g17 A l12, 颗粒状的为 A Ml n相。由图可见, 共晶组织 M g17 A l12粗大且聚集, 呈团簇状或块状分布在枝晶界面上 [ 6] 。 2. 2 等温热处理过程的组织演变与分析
变得很细小, 但是, 其圆整度很差。加热 60 m in时, 随着一部分较小的颗粒熔化的同时, 晶粒也发生了合并现象, 较多的液相将长大的固相颗粒分散悬浮其中,

不同退火条件下AZ31镁合金的组织和硬度分析

从图 3 (c) 可以看出，当在较低温度 (250 ～
(a)280 ℃×3 h
(b)400 ℃×3 h
(c)280 ℃×7 h
(d)400 ℃×7 h
×160
×160
×160
×160
图 3 AZ31 经不同完全退火工艺处理后的微观组织(苦味酸腐蚀) Fig.3 The microstructure of AZ31 after relief annealing at 350 ℃for 15 min and different full annealing processes
2 实验结果与分析
2.1 完全退火工艺对组织的影响镁合金的热处理分为退火和固溶强化。因
AZ31 镁合金中 Mg17Al12 强化相较少，固溶强化效果不明显，所以通过退火改善组织是最佳选择。为此，采用去应力退火与完全退火相结合的方法优
《热加工工艺》 2009 年第 38 卷第 4 期
9
材料热处理技术 Material & Heat Treatment
(b)
×50
×160
图 1 AZ31 在 350 ℃×15 min 去应力退火+350 ℃× 3 h 完全退火后的微观组织(氢氟酸腐蚀)
Fig.1 The microstructure of AZ31 after relief annealing at 350 ℃ for 15min and full annealing at 350 ℃ for 3 h
实验所用材料为轧制 AZ31 镁合金，其化学成分 ( 质量分数，%) 为：3.3Al，0.28Mn，0.6Zn，余为 Mg。试样尺寸为 10 mm ×10 mm ×2 mm。试验所用热处理设备为 SX-5-12 型箱式电阻炉，加热过程中用 SO2 气体保护。热处理工艺方案如表 1 所示。热处理后的试样用海鸥 4X1 型金相显微镜和 HMV-2T 型显微硬度计及图像分析测试系统对金相和硬度进行分析。

镁合金AZ80的差热分析及凝固组织观察

a nd Micros tructure Obs e rva tion During S olidifica tion of
AZ80 Ma gne s ium Alloy
AI Xiu-la n, YANG J un, QUAN Ga o-fe ng （Lia oning Ke y Ma te ria l La bora tory for Ra ilwa y, Da lia n J ia otong Unive rs ity,
·482·
ห้องสมุดไป่ตู้
铸造
FOUNDRY
Ma y 2009 Vol.58 No.5
镁合金AZ80的差热分析及凝固组织观察
艾秀兰，杨军，权高峰
（大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室，辽宁大连 116028）
摘要：利用差热分析（DSC）和在不同温度下加热-急冷，并结合金相组织观察方法研究AZ80镁合金的凝固相变温度及
关键词：AZ80镁合金；差热分析；凝固组织演变中图分类号：TG146.2+2 文献标识码：A 文章编号：1001-4977 （2009） 05-0482-04
Diffe re ntia l The rma l Ana lys is Diffe re ntia l S ca nning Ca lorime try
共同组成。而从430 ℃急冷到室温所得试样的金相组织中可看到，α （Mg）固溶体尺寸变大，且在其周围有一些黑白相间的组织，这是未完全熔化的离异共晶，有的 α已被打碎，表明此温度下β已开始熔化。加热温度继续升高，从440 ℃急冷到室温得到的试样金相组织中α （Mg）固溶体周围的黑白相间的细枝晶组织增多（图 2c）。从以上显微组织的观察可知，430 ℃已经进入共晶反应温度阶段，也即开始熔化温度。发生以上变化主要原因是，温度低于共晶熔化温度时，主要是离异共晶中的β相向基体组织的扩散溶解；当温度达到共晶熔化温度时，扩散剩余的低熔点共晶组织首先发生熔化，并强化了液固相界面处的溶质扩散，造成固相表面与已熔化的共晶组织成分接近。这种扩散的结果导致固相表面的熔点降低，同时也使固相表面处本来就不稳定的原子获得足够的能量向液相中迁移；加热温度高于共晶熔化温度时，扩散更容易进行，枝晶或固相颗粒在已形成的液相的侵蚀或熔渗作用下开始熔化或分离成“岛”状颗粒悬浮在液相中。另外，在相变驱动力作用下，固相枝晶根部或其他固相晶粒组织凸起部分的熔点低于固相其他部分，因此被液相侵蚀溶解（熔渗），并且枝晶根部极有可能被熔断，形成细小的悬浮固相颗粒[8]。

镁合金的热处理与力学性能研究

镁合金的热处理与力学性能研究镁合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。

但是，由于镁合金的低熔点和高固溶度，使得其在加工和使用过程中容易发生晶粒长大、力学性能下降等问题。

因此，研究镁合金的热处理方法以及其对力学性能的影响，对于进一步提高镁合金的应用性能具有重要意义。

一、热处理方法1. 固溶处理固溶处理是对镁合金进行热处理的一种常用方法。

通过在高温下加热镁合金，使其中的合金元素溶解于基体中，然后在适当的速度下冷却，从而达到改善镁合金组织和性能的目的。

2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后，将镁合金在适当的温度下保持一段时间，以促进析出相的形成和组织的稳定。

3. 淬火处理淬火处理是通过将加热至高温的镁合金迅速冷却至常温，以改变其组织和性能的方法。

淬火能够使镁合金中的相转变、晶粒细化，并提高材料的强度和硬度。

二、热处理对力学性能的影响1. 强度和硬度的提高热处理能够减少镁合金中的晶界、亚晶界和位错，促使其晶粒细化，从而提高了材料的强度和硬度。

此外，通过合理的热处理方法，还能促使析出相的形成，进一步提高镁合金的力学性能。

2. 可塑性的改善热处理能够改善镁合金的可塑性，降低其断裂韧性，从而增加了材料的加工性能。

通过热处理使镁合金中的晶粒细化和析出相的形成，能够提高材料的成形能力，减少加工过程中的损伤和断裂。

3. 耐腐蚀性能的提升热处理可以减少镁合金中的含氧化物和含气孔，改善材料的表面质量和耐腐蚀性能。

热处理还能够促使形成致密的氧化膜，提高材料的耐蚀性和耐氧化性。

三、热处理工艺优化的研究针对不同类型的镁合金，研究者通过调整热处理工艺参数，优化镁合金的组织和性能。

例如，通过改变固溶处理温度、时效处理时间和淬火速度等工艺参数，可以实现镁合金力学性能的最佳化。

此外，还可以通过引入微合金元素、添加合适的强化相等方法来改善镁合金的力学性能。

研究者们也通过采用不同的热处理方法结合其他表面处理技术，如电沉积、喷涂等，进一步提高镁合金的耐腐蚀性、磨损性和疲劳寿命等。

镁锂合金LA91热处理及组织观察

西安航空学院
实验报告
课程名称材料创新实验
实验项目名称热处理保温时间对LA91镁合
金硬度的影响
实验学生班级
实验学生姓名
同组学生姓名
实验时间2019.6.24—2019.7.5实验地点材料研究中心
实验成绩评定
指导教师签字年月日
硬度数值。

（6）记录数据
4.3 布氏硬度的测定
（1）调节实验力及加载载荷时间
（2）将试样放置在载物台上，旋转手轮使试样上升至顶住压头，继续旋转手轮至手轮空转，停止旋转。

（3）按下START按钮，压头开始加载，加载时间30秒。

（4）加载结束，反向转动手轮使载物台下降取出试样，
（5）用读数器读出压痕直径，乘于2，查表得出试样的硬度值。

四、实验记录处理
1.金相组织图
图1·编号：1 物镜倍数：200
图2·编号：1 物镜倍数：500
图3·编号：2 物镜倍数：200
图4·编号：2 物镜倍数：500
图5·编号：3 物镜倍数：200
图6·编号：3 物镜倍数：500
图7·编号：4 物镜倍数：200
图8·编号：4 物镜倍数：500
图9·编号：5 物镜倍数：200
图10·编号：5 物镜倍数：500 2.洛氏、布氏、维氏硬度。

AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变

（ＣｏｌｅｅｏｆＭａｅｉｌｉｎｃｎｇｉｅｉｇ，ＴａｙｕｎＵｎｉｒｉｙｏｅｈｎｏｏｌｇｔｒａｓＳｃｅｅａｄＥｎｎｅｒｎｉａｖｅｓｔｆＴｃｌｇｙ，Ｔａｙｎ０３０２４，Ｃｈｎｉｕａ０ｉａ）ＡｂｔａｔＴｈｅｅｆｃｓｏｅｔｔｅｔｅｈｅｍｉｒｔｕｔｅ，ｍｅｈａｉａｎｄｆｍｉｇｒｓｒｃ：ｆｅｔｆｈａ — ｒａｍｎｔｏｎｔｅｏｓｒｅｕｒｃｎｃｌａｏｒｎｐｏｐｅｔｅｏＺ３１ａｅｓｕｒｉｓｆＡｍｇｎｉｍ
ｏｅｈａｉａｎｌｎｏｐｅｔｅｎｄｉａｅｈａｙｅｄｓｒｎｈｄｅｃｎｄｓａｎｔｍａｅｔｎｓｌｔｅｇｔｌｇｌａｌｆｍｃｎｃｌａｄｂｕｇｉｇｐｒｒｉｓｉｃｔｄｔｔｉｌｔｅｇｔｓｅｄｕｌｉｔｅｉｅｓｒｎｈｓｉｈｔｙｆｌｓｗｈｉｅｌ
ＡＺ合金板材在热处理中组织和性能的演变＊３１镁
王自启，晓卿，继祥，黎忱，里波曹郭李万
（原理工大学材料科学与工程学院，太山西太原００２）３０４
摘要：究了热处理对ＡＺ１合金轧制板材显微组织、研３镁室温力学性能和成形性能的影响。热处理
ａｌｙｒｌｄｓｅｔａｏｍｅｅａｕｅｗｅｅｉｖｓｉａｅ．Ｗｈｎｔｍｐｒｔｒｅｗｅｎ３０ ℃ ａｄ３０℃ ，ｈｅｕｔｆ — ｌｏｌｈｅｔｒｏｔｍｐｒｔｒｒｎｅｔｇｔｄｏｅｅｅｅａｕｅｉｂｔｅ０ｓｎ５ｔｅｒｓｌｓｏｍｉｃｏｔｕｔｒｈｗｅｈｔｔｎｉａｐａｅｒｓｒｃｕｅｓｏｄｔａｗｉｓｄｓｐｅｒｄ，ａｄｔｅｇａｎｕｎｄｈｍｏｅｅｕｎｉｅａｔｒｈａｒａｍｅｔｎｈｒｉｓｔｒｅｏｇｎｏｓａｄｆｆｅｅｔｔｅｔｎ．Ｔｈｅｕｔｎｅｒｓｌｓ

镁合金铸态和挤压态组织观察实验指导书

镁合金铸态和挤压态组织观察的操作及组织观察一、实验目的1掌握镁合金组织金相制作的方法2了解镁合金的显微组织特征二、概述镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4~5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有重要意义。

镁合金是以金属镁为基，通过添加一些合金元素形成的合金系，通常可分为二元、三元及多组元系合金。

二元系如Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-RE，Mg-Zr等；三元系如Mg-Al-Zn，Mg-Al-Si，Mg-Al-RE等；多元系如Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr等。

因为大多数合金含有不止一种合金元素，所以实际上为了分析问题方便，也为了简化和突出合金中最主要的合金元素，习惯上依据镁与其中的一个主要合金元素，将其划分为二元合金系。

对于AZ31镁合金的腐蚀，早期的研究主要集中在合金元素对腐蚀性能的影响上。

近几年来随着加工及表面处理技术的进步，合金耐蚀性的研究越来越集中在通过新型的加工技术（如快速凝固技术、半固态成型技术等）和表面处理技术（如化学转化、阳极氧化、微弧氧化等）来直接或间接的提高AZ31镁合金的耐蚀性能。

总而言之提高合金耐蚀性的途径主要从以下几个方面入手：减少镁合金杂质含量，提高镁合金的纯度；采用快速凝固、热处理与合金化改性等方法细化合金组织，使成分均匀化。

因此，了解镁合金组织，对于提高镁合金质量、防止镁合金腐蚀有重要的意义。

三、铸态镁合金的组织AZ31镁合金属于典型的亚共晶合金，其凝固区间约为60℃，铸造过程中凝固时间短，冷却速度快，因此无论采用何种方式，其凝固收缩均难以补偿，加之Al元素在镁合金中的扩散速度极慢，凝固过程十分复杂，而镁合金组成相的含量、分布、形态、成分等因素与合金的腐蚀性能密切相关。

镁合金热处理过程中组织与相的变化

镁合金热处理过程中组织与相的变化目录1、概述 (2)2．镁合金热处理过程分析 (2)2.1铸太组织 (2)2.2组织形貌变化 (3)2.3 溶质原子扩散 (3)2.4 枝晶组织球化分析 (3)1、概述镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种，以其密度低、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、电磁屏蔽好及价格稳定等优点，近年来在航空航天、仪器制造、国防和电子工业等领域，尤其是汽车工业中获得日益广泛的应用[1]。

镁合金半固态成具有成形温度低、凝固收缩小、缺陷和偏析减少、晶粒尺寸细小、模具寿命延长等优点,被专家学者誉为21世纪新一代新兴金属加工方法。

但是,要实现镁合金的半固态成型，首先必须制备初生相为颗粒的非枝晶组织合金。

国内外研究者常用的枝晶粒化方法为机械搅拌法或电磁搅拌法。

由于机械搅拌法的工艺参数难以控制、搅拌设备易磨损和腐蚀、不适应与高熔点合金和易氧化合金,因此该法很难在工业上推广应用；国外已将电磁搅拌法应用于生产,但该法设备投资大,工艺复杂。

半固态等温热处理作为20世纪90年代开发的一种半固态枝晶组织坯料制备方法，能够在半固态成形前的二次加热过程中直接把原材料锭坯变为半固态非枝晶组织坯料，具有工艺简单、成本低廉等优点[2-3]。

本文采用半固态等温热处理法, 对应用最广泛的AZ91D铸造镁合金进行了研究, 观察了其在半固态等温热处理中的组织和相的变化。

2．镁合金热处理过程分析2.1铸太组织AZ91D 镁合金初生相α相(灰色)以树枝晶形态存在，沿α相不连续分布的白色组织为(α+β)共晶组织。

2.2组织形貌变化随着保温时间的延长，铸态组织中的枝晶臂逐渐消失,由不规则形状向球状转变。

晶界处的共晶组织和晶粒内部的富Al、Zn部分首先熔化，在两个晶粒间以液态薄膜形式存在，在多晶粒交界处以液态熔池形式存在，而在晶粒内部则以小液滴形态存在。

到10 min时，液态薄膜的厚度增加，熔池的体积增大，晶粒完全被液态金属层包围,而晶粒内部开始出现小液滴，初生晶粒全变为近球状的颗粒组织。

AZ31镁合金在高温变形中的组织变化和机械性能

０．２１７０．２６００．２９４０．２７６
由表 1 可知，双轴变形试样的屈服应力和抗拉强度均远大于单轴变形的，而且可发现单轴变形试样有超塑性变形存在，而同样条件下双轴变形试样没有发现超塑性变形存在。可见 AZ31 镁合金双轴变形时即使在高温下变形抗力也很大。这是由于相对于单轴变形，板厚和板幅变形同时存在，变形时由于变形处于约束状态，因而其塑性流动性差，变形时的平均应力比单轴变形高，在没有呈现大的伸长时就断裂，因而就没有了超塑性。
试样晶界上形成了约 1 μm 的微孔及纤维状组织。这力不均匀引起的动态再结晶和纤维状态组织的形成。
ห้องสมุดไป่ตู้种组织变化的结果，是在晶界形成微细晶粒，因而其
吴全兴摘译自《日本金属学会志》
阳极氧化含Ｎ的钛合金生成Ｎ掺杂的ＴｉＯ２纳米管
1972 年， Fujisima 和 Honda 研究证明，锐钛矿型 TiO2 半导体价带能约为 3.2 eV，可作为光活性材料或光催化剂。但是，由于其价带能相对较高，需要紫外光（ λ≤380 nm）激发才能达到典型的光感应。紫外光部分只占太阳能光谱能的 2％~3%，因而锐钛矿型 TiO2 不能有效地利用太阳能。为了提高可见光区太阳能的转换效率，研究者发现在 TiO2 中掺杂合适的物质可以改变其价带能，从而提高其光催化活性。目前，最有效的窄化 TiO2 价带能的工艺是 N 掺杂。 N 掺杂可通过在 TiO2 表面溅射含氮的混合气体，在 NH3 中退火，或通过化学途径在沉积的过程获得 TiO2 纳米粒子的混合物。本研究旨在开发一种新的 N 掺杂工艺，即采用 TiN 合金作为基材，在阳极氧化过程直接吸收 N 进入 TiO2 纳米管中。

新型镁合金的热变形的组织演变行为实验内容及实验方案

新型镁合金的热变形的组织演变行为实验内容及实验方案一、实验内容：研究新型镁合金的热变形的组织演变行为主要包括以下几个方面：1.确定变形温度和变形速率：根据研究的目的和所研究的镁合金的特性，选择相应的变形温度和变形速率。

2.确定试样形状和尺寸：根据研究的目的和所研究的镁合金的应用场景，确定试样形状和尺寸。

3.热变形实验：通过热压实验或热拉伸实验，对镁合金进行热变形，探究不同变形条件下的组织演变行为。

4.金相显微镜观察：对变形后的试样进行金相显微镜观察，研究试样在不同变形条件下的组织演变行为。

5.组织分析：通过组织分析的方法，如显微硬度测试、扫描电镜观察等，研究试样不同位置的组织特征。

二、实验方案：1.实验材料的准备：选择要研究的新型镁合金，并进行试样的制备。

根据不同变形条件和要研究的组织演变行为，决定试样的尺寸和形状。

3.热变形实验：将试样放置在适当的变形装置中，进行热压实验或热拉伸实验。

在实验过程中，根据所选择的变形温度和变形速率，进行相应的操作和监测。

4.金相显微镜观察：在热变形实验后，将试样取出并进行金相显微镜观察。

首先，对试样进行粗磨、细磨、抛光等处理，然后使用光学显微镜观察试样的组织特点。

5.组织分析：对试样的组织特点进行进一步的分析。

可以使用显微硬度测试仪对不同位置的硬度进行测试，以了解试样的力学性能。

也可以使用扫描电镜观察试样的微观形貌，从而进一步分析试样的组织特征。

6.数据处理和结果分析：将实验中获得的数据进行整理和处理，进行结果分析，得出有关新型镁合金热变形组织演变行为的结论，并与已有的研究结果进行比较和讨论。

三、实验注意事项：1.实验过程中应严格遵循实验室的安全操作规范，做好个人防护措施。

2.实验中所使用的仪器和设备应符合相关的标准或规范要求。

3.实验前应检查和保证实验设备的正常运行和安全性。

4.实验中应注意及时记录和保存实验数据，以免遗失或混淆。

5.在实验结束后，应及时清理实验现场，保持实验设备的整洁和安全。

热处理对AZ91D镁合金显微组织的影响_图文.

１６．３４６０．９５２２．７１０．３２．７
１
２
３４
５６
１００μｍ
５２
《热加工工艺》２００８年第３７卷第１０期材料热处理技术
Ｍａｔｅｒｉａｌ＆ＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔ下半月出版
差别不大，只在局部晶界处组织略发生变化；从图５（ｄ）可以清楚看出，晶界部位有相析出。经
２００℃×１２ｈ时效处理后，金相组织发生显著变化（图５ｂ），图中可见明显的晶界，且晶粒较大，晶粒
一般认为，铸态ＡＺ９１Ｄ镁合金主要由α－Ｍｇ、离异β－Ｍｇ１７Ａｌ１２相和共晶组织（α－Ｍｇ＋β－Ｍｇ１７Ａｌ１２）
组成［２］，其中β相对ＡＺ９１Ｄ镁合金的性能影响已得到广泛的研究，但人们对共晶组织中的共晶α相认识非常有限，甚至经常将共晶α相和先析α相混为一谈。另外，在ＡＺ９１Ｄ镁合金中通常含有一定量的Ｍｎ，通常以固溶体和金属间化合物两种形式存在。据报道［３－４］，Ｍｇ－Ａｌ系镁合金中的
Ｆｉｇ．５ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡＺ９１ＤＭｇａｌｌｏｙａｆｔｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔ４１０℃ｆｏｒ２４ｈａｎｄａｇｉｎｇａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒ１２ｈ
（ａ）１５０℃
（ｂ）２００℃
（ｃ）２５０℃
（ｆ）２５０℃
（ｄ）１５０℃
（ｅ）２００℃
２５０μｍ
２．２固溶ＡＺ９１Ｄ镁合金的显微组织
３８０℃×２４ｈ固溶处理合金微观组织如图２
所示。从图２（ａ）中可以看出，通过３８０℃×２４ｈ固溶处理，连续分布在β－Ｍｇ１７Ａｌ１２周围的片层相已全部溶入基体中，结合相图分析可以推测片层相就是共晶组织中的α相。图２（ｂ）和（ａ）的组织形貌基本一致，没有发现任何薄片状组织。能谱分析表明视场所观察到的第二相由β－Ｍｇ１７Ａｌ１２相和Ａｌ－Ｍｎ相组成，前者这时已经开始溶化，其边缘变得更加平直和圆滑，而后者与铸态中的相比没有显著变化。

新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能

新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能随着全球对环境保护和可持续发展的重视不断提高，新能源汽车作为一种绿色出行方式，正逐渐成为汽车行业的主流趋势。

在新能源汽车的制造中，材料的选择至关重要，而镁合金因其优异的性能，在新能源汽车领域的应用日益广泛。

其中，镁合金的热处理工艺对其力学性能的影响更是研究的重点。

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料之一，其密度约为铝的 2/3，钢的 1/4。

这使得采用镁合金制造的零部件能够显著减轻汽车的重量，从而提高能源利用效率，增加续航里程。

然而，镁合金的力学性能在很大程度上取决于其热处理工艺。

常见的镁合金热处理方法主要包括退火、固溶处理和时效处理。

退火处理通常用于消除镁合金在加工过程中产生的残余应力，提高其塑性和韧性。

固溶处理则是将镁合金加热至一定温度，使合金元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，为后续的时效处理奠定基础。

时效处理则是在固溶处理后，将合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体分解，析出强化相，从而提高合金的强度和硬度。

在新能源汽车的零部件中，如车身结构件、电池外壳等，对镁合金的强度和韧性都有较高的要求。

通过合理的热处理工艺，可以有效地调整镁合金的微观组织，从而改善其力学性能。

例如，对于 AZ 系列镁合金（如 AZ31、AZ61 等），经过适当的固溶处理和时效处理后，其抗拉强度可以提高 30%以上，同时保持较好的塑性。

然而，镁合金的热处理并非一帆风顺，存在一些需要解决的问题。

首先，镁合金的化学活性较高，在热处理过程中容易与空气中的氧气发生反应，导致表面氧化和燃烧。

因此，在热处理过程中需要采取有效的保护措施，如在惰性气体氛围中进行处理。

其次，镁合金的热处理工艺参数对其力学性能的影响非常敏感。

例如，固溶处理的温度和时间、时效处理的温度和时间等参数的微小变化，都可能导致镁合金力学性能的显著差异。

因此，需要对热处理工艺进行精确控制，以获得理想的力学性能。

为了深入研究新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能之间的关系，科研人员采用了多种先进的分析测试手段。

镁合金热处理分类

镁合金的常规热处理工艺分为退火和固溶时效两大类。
3.1 热处理工艺选择
镁合金基本热处理类型的符号见下表所示：
镁合金热处理类型的选择取决于镁合金的类别（即铸造镁合金或变形镁合金）以及预期的服役条件。
3.2 退火
变形镁合金根据使用要求和合金性质，可采用高温完全退火（O）和低温去应力退火（T2）。
镁合金热处理分类
一、实验目的
1、观察和分析镁合金的热处理组织； 2、了解镁合金常用的热处理工艺，以及热处理工艺对镁合金组织、性能的影响。
二、概述
1、镁及镁合金的特性
※比重轻镁(1.74) 铝(2.70) 铁(7.87)； ※比强度和比刚度比铝、钢高； ※良好的阻尼减震性能； ※优良的导电、导热性能； …… 被誉为二十一世纪绿色工程材料
2、镁的合金化
镁的合金化原理，主要是通过加入合金元素，产生固溶强化、过剩相强化、沉淀强化和细晶强化，以及提高合金的抗蚀性和耐热性能。常用合金元素主要是铝、锌、稀土金属、锂、银、锆、钍、锰及微量镍等。
3、镁合金的热处理
热处理是改善或调整镁合金力学性能和加工性能的重要手段。有的热处理工艺可以减小镁合金铸件的铸造内应力或淬火应力，从而提高工件的尺寸稳定性，而有的热处理工艺可以使镁合金产生强化。当合金元素的固溶度随温度变化时，镁合金可以进行热处理强化。
进行T6处理时，固溶处理获得的过饱和固溶体在人工时效过程中发生分解并析出第二相。
不同镁合金系其热处理工艺不同，不同类型工件其热处理工艺也不相同。
三、实验内容
1、AZ31(Mg-3%Al-1%Zn)
原始态：平衡组织，等轴晶粒；轧制态：变形量10%，晶粒内部有大量孪晶；退火态去应力退火：150℃，1h，晶粒内部仍然有孪晶；再结晶退火：300℃，1h，发生再结晶，晶粒细化。

变形镁合金晶粒细化及热处理后的组织和性能

数量减少 ;当保温时间继续增加到 45min 时 ,大晶粒与小晶粒比例达到 50 % ,此时大晶粒尺寸为 40μm 左右 ,晶粒长大主要集中在大尺寸晶粒周围向外吞并长大 ;当保温时间为 1. 5h 时 ,小晶粒全部变成大尺寸晶粒 ,其晶粒尺寸为 25～40μm 。
试样编号状态
1
挤压 ,纵向
宋孚群等变形镁合金晶粒细化及热处理后的组织和性能
47
坯料的加热采用外部加热方法 ,将坯料放入加热炉中加热 ,为保证加热坯料与模具接触时温降小 ,在压边圈和凹模中均布加热装置。从炉中取出坯料放在凹模表面 ,处于室温下的凸模对坯料进行拉深。拉深模工作部分尺寸如下 : 凸模半径 R r = 33. 5mm ; 凸模圆角半径 R p = 8mm ;凹模半径 D = 35mm ,凹模圆角半径 R d = 10mm ;坯料半径 B r = 65mm 。
2
挤压 ,横向
3
挤压 ,纵向
4
挤压 ,横向
5
挤压 + 轧制 ,纵向
6
挤压 + 轧制 ,横向
7
铸造 + 轧制 ,纵向
8
铸造 + 轧制 ,横向
表 1 AZ31 薄板机械性能
σ0/ . (2N·mm - 2) 188. 43
σ/b (N·mm - 2) 275. 83
211. 07
293. 24
157. 55
Microstructures and Properties in Anneal ing States
SON G Fu - qun1 , ZHAN G Qing - lai1 , XU Yong - chao2 , ZHAN G Kun2 , ZHAN G Shi - hong2 , WAN G Zhong - ta ng2 (1. Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030 ,China ; 2. Institute of Metal Research , Chinese Academy of Sciences , Shenyang 110016 ,China)