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| 1 | 高性能稀土镁合金研究新进展显示文摘镁合金作为最为轻质的金属结构材料,是实现航空航天、交通运输以及电子通讯等轻量化的重要材料。然而,镁合金在应用过程中仍面临一系列瓶颈问题。研究结果表明,稀土元素对于改善镁合金的性能具有至关重要的作用。本文聚焦稀土元素对镁合金组织的作用机制,讨论了稀土元素对镁合金塑性变形能力、导热性能及耐腐蚀性能的影响规律。总结发现稀土元素能够通过调控织构和变形过程中的滑移机制提高塑性,影响第二相的析出行为,改善导热性能;改变析出相的化学性质、形貌与分布等提高耐腐蚀性能。展望通过调控稀土元素设计新型高性能结构功能一体化稀土镁合金的发展方向。 | 曾小勤 陈义文 王静雅 丁文江 | 2021 | 中国有色金属学报2021,31,11: | 32 |
| 2 | 镁及其合金导热研究进展显示文摘本文简要回顾了国内外镁合金导热行为和导热机制的研究工作,梳理了影响镁合金导热的因素,如固溶原子、变形和温度等。在此基础上,归纳总结了高导热镁合金的发展,并讨论了导热与力学性能之间的倒置关系,最后提出高导热镁合金的设计思路和发展方向。主要结论如下:固溶原子会导致晶格畸变而降低镁合金热导率,与其化合价、原子半径和原子核额外电子有关;第二相与Mg基体的界面会对电子运动产生阻碍作用,进而削弱热导性能,具体与其形貌、尺寸、分布和含量相关;对于变形镁合金,沿径向或法向方向的导热性能往往优于挤压或轧制方向;温度是影响镁合金热导率的重要因素,在不同的温度区间内,热导率的主要散射机制不同,一般需要对各温度区间分开讨论。未来关于导热镁合金的研究仍有必要继续深入,可以重点聚焦于以下方面:镁合金显微组织与其导热性能的关系量化;多元镁合金的导热行为及其导热模型的建立;高导热镁合金成分设计与组织控制;镁合金导热行为的物理本质探究。 | 曾小勤 王杰 应韬 丁文江 | 2022 | 金属学报2022,58,4: | 5 |
| 3 | Influence of extrusion conditions on microstructure and mechanical properties of Mg-2Gd-0.3Zr magnesium alloy显示文摘In general,different extrusion conditions will affect the microstructure of magnesium alloys and further determine the mechanical properties.The effects of extrusion parameters and heat treatment processes such as extrusion speed,pre-forging,annealing time,extrusion ratio and cooling rate on the microstructure,texture evolution and tensile properties of Mg-2Gd-0.3Zr alloys were investigated in this study.Compared with the as-cast alloy,the extrusion process significantly refines the grains and exhibit the rare earth texture.With the increase of extrusion speed and annealing time,the growth of recrystallized grains is accelerated,leading to the increase of elongation.Large pre-forging deformation achieves to refine the grains by promoting recrystallization nucleation,resulting in increased strength of Mg-2Gd-0.3Zr alloy.Decreasing the extrusion ratio or increasing the cooling rate will introduce coarse un-DRXed grains,which transformed the texture into the basal texture.In particular,the effect of rapid cooling on refining the recrystallized grains is also obvious.Different extrusion conditions influence the mechanical properties of the Mg-2Gd-0.3Zr alloy through the grain size,proportion of non-recrystallization region and texture type. | Tianshuo Zhao Yaobo Hu Chao Zhang Bing He Tianxu Zheng Aitao Tang Fusheng Pan | 2022 | Journal of Magnesium and Alloys2022,10,2: | 4 |
| 4 | Mathematical analysis and its experimental comparisons for the accumulative roll bonding(ARB)process with different superimposed layers显示文摘Based on the traditional two-layer accumulative roll bonding(TARB),the geometrical variations and mathematical relationship during the four-layer accumulative roll bonding(FARB)were derived and summarized.Furthermore,the multi-layer accumulative roll bonding(MARB)technology was proposed and the geometrical variations and mathematical relationship of MARB were simultaneously derived and summarized.Experimentally,Mg-14Li-3Al-2Gd(LAGd1432)sheets were fabricated by TARB and FARB,respectively.Compared with the TARB,the FARB has a higher accumulative efficiency in terms of accumulative layers,total number of interfaces,interface spacing,total deformation and equivalent strain.Therefore,the FARB-processed sheets in lower cycles have the similar microstructure and mechanical properties of the TARB-processed sheets in higher cycles.In addition,FARB process can further break through the deformation limit of TARB process in a single cycle through adopting two-step rolling in one cycle with 50%deformation in one pass and 75%accumulative deformation in one cycle,which can effectively solve the problem of poor interface bonding of the latest interface brought by the last cycle,and thus significantly improve the phenomenon of unstable performance of the ARB-processed sheets. | Haipeng Zheng Ruizhi Wu Legan Hou Jinghuai Zhang Milin Zhang | 2021 | Journal of Magnesium and Alloys2021,9,5: | 4 |
| 5 | 镁合金结构材料应用现状与展望显示文摘镁合金密度仅为铝合金的2/3,钢铁的1/4,因此镁合金零部件的大规模应用有助于轻量化和节能减排。在碳达峰、碳中和背景下,镁材料的发展应用潜力巨大。文章分析了国内外镁合金的产业现状及其加工技术,重点综述了镁合金作为结构材料在汽车、轨道交通、自行车、3C(计算机、通信和消费电子产品)、航空航天、国防工业等领域的发展与应用情况,梳理了目前镁产业存在的主要问题,最后对镁合金结构材料的未来发展进行了展望。 | 谭军 王芳磊 蒋斌 潘复生 | 2023 | 自然杂志2023,45,2: | 4 |
| 6 | 压缩变形量对SIMA法制备Mg−10%Al−1%Zn−1%Si合金显微组织演变的影响显示文摘采用应变诱发熔化激活法(SIMA)制备具有非枝晶显微组织的Mg-10%Al-1%Zn-1%Si合金,并且研究压缩变形量对Mg-10%Al-1%Zn-1%Si合金半固态显微组织演变的影响。研究结果表明:随着压缩变形量从0提高到40%,α-Mg晶粒的平均尺寸减小并且其球化趋势变得更为明显。此外,在SIMA法制备的Mg-10%Al-1%Zn-1%Si合金中的共晶Mg2Si相从初始鱼骨状完全转变成为近球状;随着压缩变形量的增大,共晶Mg2Si相的整体形貌和平均尺寸没有发生明显变化。并且,研究SIMA法制备的Mg-10%Al-1%Zn-1%Si合金中共晶Mg2Si相的形貌转变机制。 | 曹丽杰 马国睿 王春霞 陈正件 张嘉恒 | 2021 | Transactions of Nonferrous Metals Society of China2021,31,9: | 3 |
| 7 | 电磁屏蔽Mg基材料及其加工工艺的研究进展显示文摘在轻质电磁干扰(EMI)屏蔽结构材料方面,Mg基材料已被证明是一种很好的备选材料,因为其具有优异的特性(例如:低密度、高比强度、良好的导电性和优异的EMI屏蔽性能)以及在电子、汽车和航空航天等工业轻量化领域的广泛应用。通过合金化、热处理、塑性变形和复合加工等工艺,可以获得具有可定制特性的Mg基材料,这在设计用于EMI屏蔽的材料中起到关键作用。本文综述了近几十年来Mg基材料EMI屏蔽性能的研究及其EMI屏蔽机制,重点介绍了合金化、热处理、塑性变形和复合加工工艺对Mg基材料EMI屏蔽性能的影响。最后,提供了结论和未来展望。 | 王佳豪 巫瑞智 冯静 张景怀 侯乐干 刘美多 | 2022 | Transactions of Nonferrous Metals Society of China2022,32,5: | 2 |
| 8 | 两种咪唑类双阳离子液体对镁合金缓蚀性能的实验研究显示文摘镁合金因其优异的物理和机械性能,在诸多领域都具有广阔的应用前景。但是镁合金的标准电位低,化学活性高,在腐蚀介质中容易腐蚀,极大地限制了其进一步应用。如何提高镁合金的耐腐蚀性能一直是国内外学者研究的重点。在镁合金表面添加缓蚀剂是提高镁合金耐蚀性的有效策略。在众多缓蚀剂中,离子液体(Ionic liquids,ILs)因其挥发性低、热稳定性好和结构可调性等优点,已经成为一类重要的绿色、环境友好型缓蚀剂。为此,我们合成了两种咪唑类双阳离子液体C_(6)(m_(2)im)_(2)-I和C_(6)(m_(2)im)_(2)-PF 6,并研究了它们在0.5%NaCl溶液中对AZ31B镁合金的腐蚀防护作用。研究结果表明,这两种离子液体缓蚀剂均属于阴极型缓蚀剂。随着缓蚀剂浓度的增加,缓蚀效率均呈现出先升高后降低的趋势。当缓蚀剂浓度分别为0.5和0.3 mmol·L–1时,C_(6)(m_(2)im)_(2)-I和C_(6)(m_(2)im)_(2)-PF 6的最佳缓蚀效率分别为84.19%和89.67%。与C_(6)(m_(2)im)_(2)-I相比,C_(6)(m_(2)im)_(2)-PF 6能够对AZ31B镁合金提供更好的腐蚀防护效果。 | 张一帆 张诗雨 李欣忆 姜钰淼 郭续更 | 2022 | 化学研究2022,33,6: | 1 |
| 9 | “工艺-组织-性能”模拟研究Mg-Gd-Y合金混晶组织显示文摘以Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83K)镁合金为研究对象,探索通过调控混晶显微组织来提高其力学性能的途径。将具有混晶组织的合金抽象为一种不同尺寸的晶粒嵌入到晶界中的颗粒复合体模型,在该模型中基体相为晶界,不同的颗粒相是不同尺寸的晶粒;然后基于Taylor关系的非局部塑性理论修正不同粒子嵌入到基体后对基体性能的影响,建立具有混晶组织特征的有限元平面应变细观力学模型。采用该模型模拟了含有混晶组织的GW83K镁合金在拉伸条件下的应力-应变行为,模拟结果对比实验数据验证了模型的有效性。在此基础上,通过真实时空相场模拟出的不同退火工艺下的混晶组织作为力学模型的几何输入参数,建立'工艺参数-混晶组织-力学性能'之间的关系。模拟结果对比发现,具有混晶组织的GW83K镁合金强度随平均晶粒尺寸的变化符合Hall-Petch关系,粗晶含量和分布显著影响着合金的塑性,当合金在623 K下退火90 min后对应的混晶组织可在保持高强度的同时有效提升塑性,为混晶组织的设计提供了参考。 | 李少杰 金剑锋 宋宇豪 王明涛 唐帅 宗亚平 秦高梧 | 2022 | 金属学报2022,58,1: | 1 |
| 10 | 热处理对VW63合金显微组织和力学性能的影响显示文摘主要研究了固溶处理工艺和时效热处理工艺对VW63合金组织及力学性能影响规律,结果表明:固溶处理可以使晶界处粗大的Mg5(Gd,Y)共晶相回熔到基体中,减少裂纹萌生源,可提升塑性。时效处理产生大量晶内第二相,有效阻碍了基面位错滑移,屈服强度和抗拉强度大幅提升,分别达到247MPa和314MPa。 | 乔斗 周立端 严春生 | 2023 | 山西冶金2023,46,12: | 0 |
| 11 | Effect of Zn content on microstructure,mechanical properties and thermal conductivity of extruded Mg-Zn-Ca-Mn alloys显示文摘Mg-Zn-Ca-Mn series alloys are developed as promising candidates of 5G communication devices with excellent thermal conductivities,great ductility,and acceptable strength.In present paper,Mg-x Zn-0.4Ca-0.2Mn(x=2wt%,4wt%,6wt%)alloys were prepared by a near-solidus extrusion and the effect of Zn content on mechanical and thermal properties were investigated.The results showed that the addition of minor Ca led to the formation of Ca_(2)Mg_(6)Zn_(3) eutectic phase at grain boundaries.A type of bimodal microstructure occurred in the as-extruded alloys,where elongated coarse deformed grains were embedded in refined recrystallized grains matrix.Correspondingly,both yield strength and ductility of the alloys were significantly enhanced after extrusion due to the great grain refinement.Specially,higher Zn content led to the increment in yield strength and a slight reduction in elongation due to the larger fractions of second phase particles.The room temperature thermal conductivity of as-extruded alloys was also improved compared with that of as-cast counterparts.The increment of Zn content decreased the thermal conductivity of both as-cast and as-extruded alloys,which was due to the increased second phase fraction and solution atoms in the matrix,that hindering the motion of electrons.The as-extruded Mg-2Zn-0.4Ca-0.2Mn(wt%)alloy exhibited the highest elongation of 27.7% and thermal conductivity of 139.2 W/(m·K),combined with an acceptable ultimate tensile strength of 244.0 MPa.The present paper provides scientific guidance for the preparation of lightweight materials with high ductility and high thermal conductivity. | Bei Tang Jinlong Fu Jingkai Feng Xiting Zhong Yangyang Guo Haili Wang | 2023 | International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials2023,30,12: | 0 |
| 12 | 基于改进集中热容法的Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金表面换热系数求解方法显示文摘表面换热系数作为淬火数值模拟过程的重要边界条件,其求解精度直接影响温度场、热应力场的演变规律。实验通过设计矩形淬火探头并进行单面水浴淬火,根据热电偶记录的温降数据,采用改进的集中热容法对Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金进行表面换热系数的求解。研究结果表明:表面换热系数呈现先增大后减小的趋势且水浴淬火过程存在蒸汽膜沸腾阶段、二次形核阶段以及对流换热阶段3个阶段,在第27秒时表面换热系数达到峰值2496.31 W/(m^(2)·℃),此时淬火面温度为211℃。用此方法计算得到的随温度变化的换热系数以列表的形式代入Abaqus有限元模型的相互作用模块,同一深度处仿真温度与实测温度最大相对误差为15%,平均相对误差仅为6%;采用K-S双样本分布检验对仿真与实验的温度曲线进行分布检验,在合适的显著性水平下4个样本的统计量均不在拒绝域内,验证了改进的集中热容法用来求解水浴淬火过程中表面换热系数的正确性。 | 袁忠禹 吴运新 龚海 张涛 谢秋敏 彭顺理 | 2023 | 中南大学学报(自然科学版)2023,54,4: | 0 |
| 13 | Prediction of the thermal conductivity of Mg–Al–La alloys by CALPHAD method显示文摘Mg-Al alloys have excellent strength and ductility but relatively low thermal conductivity due to Al addition.The accurate prediction of thermal conductivity is a prerequisite for designing Mg-Al alloys with high thermal conductivity.Thus,databases for predicting temperature-and composition-dependent thermal conductivities must be established.In this study,Mg-Al-La alloys with different contents of Al2La,Al3La,and Al11La3phases and solid solubility of Al in the α-Mg phase were designed.The influence of the second phase(s) and Al solid solubility on thermal conductivity was investigated.Experimental results revealed a second phase transformation from Al_(2)La to Al_(3)La and further to Al_(11)La_(3)with the increasing Al content at a constant La amount.The degree of the negative effect of the second phase(s) on thermal diffusivity followed the sequence of Al2La>Al3La>Al_(11)La_(3).Compared with the second phase,an increase in the solid solubility of Al in α-Mg remarkably reduced the thermal conductivity.On the basis of the experimental data,a database of the reciprocal thermal diffusivity of the Mg-Al-La system was established by calculation of the phase diagram (CALPHAD)method.With a standard error of±1.2 W/(m·K),the predicted results were in good agreement with the experimental data.The established database can be used to design Mg-Al alloys with high thermal conductivity and provide valuable guidance for expanding their application prospects. | Hongxia Li Wenjun Xu Yufei Zhang Shenglan Yang Lijun Zhang Bin Liu Qun Luo Qian Li | 2024 | International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials2024,31,1: | 0 |
| 14 | Mg-4Al-xNd铸造合金的组织与性能研究显示文摘采用金属型重力铸造获得Mg-4Al-xNd(x=0、1、2、3,质量分数,%)合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了合金的显微组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度和导热性能。结果表明,Mg-4Al铸造合金的微观组织主要由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成;添加1%的Nd后,形成针状和树突状Al_(11)Nd_(3)新相;添加2%~3%的Nd后,出现另一颗粒状新相Al_(2)Nd,β-Mg_(17)Al_(12)数量减少至完全消失。添加Nd可以有效提高合金的力学性能和导热性能,其中Mg-4Al-2Nd合金表现出最佳的综合性能,室温抗拉强度、伸长率、硬度(HV)和导热系数分别为209 MPa、15.0%、48.8和69.5 W/(m·K),与Mg-4Al合金相比分别提高了9%、30%、6%和13%。 | 雷宇 黄正华 李潇 刘思琦 张忠明 徐春杰 赵虎 卢枣伦 叶荣群 李卫荣 | 2021 | 特种铸造及有色合金2021,41,9: | 0 |
| 15 | 铸造Cu−La−Zn合金的强化及导热行为显示文摘开发一种适合于压铸的高导热Cu−La−Zn合金,该合金的导热系数高达200~300 W/(m·K),约为普通黄铜的两倍。分别定量研究铸态二元Cu−La(2.0%~4.5%La,质量分数)和三元Cu−2La−xZn(0~3.0%Zn,质量分数)合金中Cu6La金属间化合物和Zn固溶原子对强化和导热行为的影响。结果表明:每增加1%(质量分数)的La或Zn,合金导热系数下降约34 W/(m·K)。Cu−2La−xZn合金中α-Cu基体的晶格常数随Zn固溶原子的增加由3.6163Å增加到3.6239Å;在Zn原子的固溶强化作用下,α-Cu基体的硬度由1.495 GPa呈抛物线增加至1.597 GPa。根据基于显微组织的Maxwell−Eucken模型计算结果,确定Cu6La的导热系数约为35.37 W/(m·K);而每增加1%Zn(摩尔分数)的固溶原子,α-Cu基体的导热系数下降51.38 W/(m·K)。 | 胡波 韩嘉璇 李德江 于铭迪 王静雅 王雪杨 李子昕 黄彧 曾小勤 | 2023 | Transactions of Nonferrous Metals Society of China2023,33,9: | 0 |
| 16 | Ca与Pr微合金化及热挤压对AS41镁合金半固态微观组织的影响显示文摘研究了Ca、Pr复合微合金化与挤压工艺对AS41镁合金半固态微观组织的影响。结果表明,Ca、Pr复合微合金化能够明显降低Mg_(17)Al_(12)相的含量,形成Al_(2)Ca和Al-Pr相。在半固态等温处理过程中,Ca、Pr元素具有吸附毒化作用且Al_(2)Ca和Al-Pr相具有钉扎界面的作用,促使α-Mg和晶界熔化率降低。挤压工艺促进再结晶重熔的发生,提高了晶粒密度。在Ca、Pr复合微合金化与挤压共同作用下,半固态AS41镁合金具有更高的晶粒密度和较低的晶粒粗化系数。 | 吁安山 谢世坤 易荣喜 尹健 郑小秋 杨湘杰 | 2023 | 特种铸造及有色合金2023,43,5: | 0 |
| 17 | Mg-5Sn合金中析出相取向演变及其对合金热导率的影响显示文摘系统研究Mg-5Sn合金在不同处理条件下析出相取向的演变及其对合金热导率的影响。结果表明,在先时效后孪生处理的合金(样品AT)中,基面析出相被调整为柱面析出相,并且板条状析出相发生3.7°的刚性转动以协调孪晶剪切;而样品AT中厚度较大的六边形析出相则只发生了0.2°的刚性转动,这是由于堆垛层错能够释放部分析出相/孪晶界的应变。此外,析出相的取向显著影响合金的热导率。当热导率测试方向平行于挤压方向时,与平行于挤压方向的柱面析出相相比,垂直于挤压方向的基面析出相更有利于合金热导率的提高。基面有析出相的TA(先孪生后时效处理)样品具有最佳的热导率(137.81 W/(m·K))。 | 钟丽萍 王永建 | 2023 | Transactions of Nonferrous Metals Society of China2023,33,6: | 0 |
| 18 | Mg-xZn-0.3Ca-0.5Mn-0.3La合金的导热及力学性能显示文摘以设计高导热镁合金为前提,研究了Zn元素含量及热挤压对Mg-xZn-0.3Ca-0.5Mn-0.3La(x=2、3、4和6 mass%)合金在室温下导热性能及力学性能的影响。结果表明:Zn含量的增加使得Mg-xZn-0.3Ca-0.5Mn-0.3La合金中Ca_(2)Mg_(6)Zn_(3)和Mg-Zn-La相增多,铸态合金的强度、硬度逐渐增加,而相界面的增加导致热导率逐渐下降,其中低Zn含量的ZX21M合金的热导率最高,为145.9 W/(m·K)。经热挤压后合金的晶粒明显细化,Ca_(2)Mg_(6)Zn_(3)相破碎为较为细小的颗粒,合金的力学性能均得到显著提升,而导热性能却出现了不同的变化,一方面晶界增多引起电子传热受阻增强进而使得合金的热导率降低,另一方面第二相的破碎化促进电子传导引起热导率升高。Zn含量为2 mass%的合金在挤压后表现出最优异的综合性能,其热导率为140.0 W/(m·K),屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为159.6 MPa、238.0 MPa和26.3%。 | 郭旭 卢贤文 张钰雯茜 范玲玲 权高峰 | 2023 | 材料热处理学报2023,44,1: | 0 |