王峰
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孙士杰
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毛萍莉
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刘正
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安帅杰
稀有金属材料与工程
利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、差热分析及拉伸试验比较分析了2％ Sn(质量分数)对真空压铸和固溶态Mg-7Al合金的组织与力学性能的影响.结果表明,向Mg-7Al合金中添加2％ Sn元素后,能够细化晶粒,抑制Mg17Al12相的生长,在组织中形成新相Mg2Sn,其以颗粒状弥散分布于基体中;固溶处理后Mg-7Al合金中第二相数目明显减少,AT72合金基体中仍存在细小颗粒状Mg2Sn.由于合金组织细化、第二相数量的增加,Mg17Al12相形貌改善以及具有良好热力学性质的Mg2Sn相的析出的综合作用,使得AT72合金表现出比Mg-7Al合金更好的室温及高温拉伸力学性能;固溶处理后的AT72合金表现出更为优异的力学性能,主要强化机制包括:固溶强化和弥散强化.此外,利用第一性原理计算从微观理论角度探讨了Sn合金化Mg-7Al合金力学性能改善的原因.
关键词:
Mg-Al合金
,
合金化
,
显微组织
,
力学性能
,
第一性原理
王峰
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孙士杰
,
安帅杰
,
毛萍莉
,
刘正
材料热处理学报
利用光学显微镜、扫描电子显微镜,能谱分析仪、X射线衍射分析及差热分析研究了T4和T6热处理对真空压铸Mg-7Al-2Sn (AT72)合金组织和力学性能的影响.结果表明,真空压铸使得AT72合金组织更加致密,进而通过热处理可以进一步提高合金的力学性能.特别是T4固溶处理(400℃×20 h)后,晶粒尺寸变化较小,Al、Sn元素固溶到基体中产生固溶强化;同时,由于Mg17Al12相分解,使得高熔点的Mg2 Sn颗粒相的析出强化效果更加明显.T4处理后的AT72合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到276 MPa,202.6 MPa和10.6％,其比压铸态合金分别提高了18.2％,7.0％,24.7％.T6 (400℃×20 h +200℃×15 h)处理后由于脆性相Mg17Al12的非连续析出以及Mg2Sn相粗化,使得合金的强度和塑性均有所下降.由于耐热相Mg2Sn的存在,提高了Mg17Al12相的开始熔化温度,使得AT72合金表现出比商用AZ91合金具有更好的高温力学性能.
关键词:
Mg-Al-Sn合金
,
热处理
,
显微组织
,
力学性能
王峰
,
孙士杰
,
于波
,
张峰
,
毛萍莉
,
刘正
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64107-9
通过第一性原理计算方法研究Mg-Al-Ca-Sn合金中主要强化相Mg17Al12、Al2Ca、Mg2Sn和Mg2Ca的结构稳定性、电子结构、弹性常数和热力学性质.计算所得晶格常数与实验值及文献值吻合.合金形成热和结合能计算结果表明,Al2Ca具有最强的合金形成能力和结构稳定性.通过对这些化合物的态密度、Mulliken电子占据数、金属性和差分电荷密度计算分析其结构稳定性机制.通过计算Mg17Al12、Al2Ca、Mg2Sn和Mg2Ca的弹性常数,推导出各相的体模量、剪切模量、弹性模量和泊松比.热力学性质计算结果表明,Al2Ca和Mg2Sn的Gibbs自由能低于Mg17Al12,即Al2Ca和Mg2Sn的晶体结构稳定性优于Mg17Al12相.因此,通过添加Ca和Sn元素可以提高Mg-Al系合金的热力学稳定性.
关键词:
Mg-Al系合金
,
第一性原理计算
,
电子结构
,
弹性性质
,
热力学性质
