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Mg-Al-Ca合金中第二相价电子结构计算与强化机制分析 王彦春1,张伟1,张寿庭1,刘伟东2 (1.中国地质大学,地质过程与矿产资源国家重点实验室和地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室,北京,100083;2.辽宁工业大学,辽宁,锦州,121001) 摘要:基于EET理论及其与程氏改进的TFD理论的结合,计算并分析了Al2Ca,Mg2Ca价电子结构及Al2Ca(111)//α-Mg(1121),Mg2Ca(001)//α-Mg(0001)界面电子结构.Al2Ca最强键(nA=0.397 06)与Mg2Ca最强键(nA=0.302 45)的键合强度均远大于基体α-Mg(nA=0.111 99)的键合强度,极大地阻碍了位错运动和晶界滑移,提高了合金的强度;第二相Al2Ca和Mg2Ca的单位体积成键能力FV值分别为99.25和47.66,与γ-Mg17Al12(Fγ......
Mg2Ca合金相,并不是形成生成焓更低的Al2Ca.随着Ca含量的增加,基体中Mg2Ca合金相的含量增加,当Ca含量增加至0.6%(质量分数)时,基体中出现了带状析出相,并且在Mg2Ca合金相中发现了Sr元素的存在.利用合金相形核理论论证了基体中出现Mg2Ca而不是Al2Ca的原因,计算结果表明虽然Al2Ca的生成焓比较低,但是形核时产生的化学自由能变较大.且Al2Ca合金相的弹性模量与镁基体差异太大,其形核所产生的弹性应变能比Mg2Ca大,所以阻碍了Al2Ca在AZ31基体中形成.关键词:AZ31镁合金;Mg2Ca;摩尔生成焓;化学自由能变;弹性应变能;......
挤压AM50(-Ca)镁合金的显微组织与力学性能研究 陈荣石1,韩恩厚1,周文龙2,张久文2 (1.中国科学院金属研究所,辽宁,沈阳,110016;2.大连理工大学,材料工程系,辽宁大连,116023) 摘要:研究了挤压AM50(-Ca)镁合金的微观组织和力学性能.研究发现添加钙在AM50合金中生成新的Al2Ca相,并细化合金的晶粒尺寸.大于2wt.%的钙使铸态AMS0的晶粒尺寸从200 μm减小到40 μm,使挤压态AM50的晶粒尺寸从15 μm减小到7.5 μm.含钙量较少时,晶粒内仍含有少量的Mg17Al12相,Al2Ca相主要分布在晶界;含钙量多于2wt.%时,合金中的Mg17Al12完全消失,除晶界处的Al2Ca相外,在晶粒内部出现大量的针状Al2Ca相.加钙提高了AM50合金的低温抗拉强度,同时在所有试验温度下合金的屈服强度得到提升. 关键词:M50; Ca; 变形镁......
过搅拌铸造法制备了3种不同体积分数(2%,5%,10%)的SiCp/Mg-5Al-2Ca复合材料,并在673 K下进行了热挤压.铸态复合材料中,少量SiCp颗粒的加入就能破坏Al2Ca相沿基体合金晶界分布并有效细化Al2Ca相析出尺寸.随着Si Cp体积分数的增高,Al2Ca相尺寸有所减小,但不明显.经过热挤压后,Al2Ca相破碎并沿挤压方向排布,基体合金晶粒得到细化.晶粒尺寸以及Al2Ca相尺寸随着Si Cp体积分数的增高呈微小减小.与单组元基体合金相比较,挤压态Si Cp/Mg-5Al-2Ca复合材料的屈服强度和加工硬化率随着Si Cp体积分数的增高而逐渐增高,而延伸率则逐渐下降;抗拉强度最大值则出现在Si Cp体积分数为5%时.复合材料中Si Cp颗粒以及Al2Ca相的脱粘以及开裂是导致复合材料断裂的主要原因.关键词:镁基复合材料;SiCp;增强相;显微组织;机械性能;......
镁合金半固态坯料及其部分重熔组织的显微分析 乐启炽1,崔建忠1,郭世杰1 (1.东北大学,材料电磁过程研究教育部重点实验室,辽宁,沈阳,110004) 摘要:对AZ91镁合金的液相线铸造与两相区铸造半固态坯料及其部分重熔组织进行SEM,EPMA,XRD和EDAX分析.结果表明,两种制浆工艺的铸造前适当静置,除增加形核数量外,还有利于促进溶质元素扩散,减小显微偏析.初生α-Mg固相颗粒中固溶有部分Al,Ca和Zn,Mg17Al12和阻燃元素Ca形成的Al2Ca相主要存在于晶界上.坯料部分重熔开始时Al2Ca相在晶界上呈条状和块状的不连续分布,随后部分分解,逐渐形成Al2Ca和Mg17Al12与α-Mg形成的低熔点共晶组织;重熔时间过长加剧了Al和Ca等元素在液相中的偏聚程度. 关键词:镁合金; 近液相线铸造; 两相区铸造; 显微分析; [全文内容正在添加中] ......
挤压态X20镁合金固溶处理过程中Al2Ca的形成机理(英文)谢辉1,2,贾磊1,张金龙3,王智民1,吕振林11. 西安理工大学2. 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室3. 西安航空高等专科学校摘 要:对Ca含量为2wt%的挤压态X20镁合金在410 ℃固溶处理20 h,采用光学显微镜 (OM),扫描电镜 (SEM) 结合能谱分析 (EDS)以及透射电镜 (TEM) 对固溶处理前后的组织进行了表征,利用XRD衍射仪考察了固溶处理前后合金的相组成.结果表明,经固溶处理后,合金初始组织中β-Mg17Al12相的数量明显减少,同时析出新相Al2Ca.Al2Ca的形成可归结于残余β-Mg17Al12中高的Ca原子所造成的Mg原子被Ca原子取代,同时Al2Ca相自身高的结构稳定性也是其在Mg-Ca和Al......
Mg17Al12,Al2Y及Al2Ca相稳定性与弹性性能第一原理研究杨晓敏1,侯华1,赵宇宏1,杨玲1,韩培德21. 中北大学2. 太原理工大学摘 要:采用基于密度泛函理论的Castep和Dmol程序软件包,计算了Mg17Al12,Al2Y及Al2Ca相的结构稳定性,弹性性能与电子结构.形成热和结合能计算结果表明:Al2Y具有最强的合金化形成能力和结构稳定性;热力学性质计算结果表明:在298573 K温度范围内,Al2Y的Gibbs自由能始终最小,其结构热稳定性最好,Al2Ca次之,Mg17Al12最差,Y和Ca合金化Mg-Al系合金形成Al2Y及Al2Ca利于提高镁合金的高温抗蠕变性能;弹性常数的计算结果表明:3种金属间化合物均为脆性相,Mg17Al12的塑性最好;采用弹性常数计算结果预测的Al2Y......
Mg-Al-Si-Ca合金系金属间化合物的电子结构和力学性能的第一性原理计算傅利1,赵宇宏1,杨晓敏1,王楠1,文志勤1,韩培德21. 中北大学2. 太原理工大学摘 要:采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算了Mg-Al-Si-Ca合金系金属间化合物Mg2Si,Mg2Ca,Al2Ca以及Si2Ca四相的形成焓,结合能,弹性常数及态密度.形成焓和结合能的计算结果表明:Al2Ca的合金化能力最强,Si2Ca相的结构最稳定;体模量(B),剪切模量(G),杨氏模量(E)和泊松比(ν)的计算结果表明:四相均为脆性相,且Mg2Si相的塑性最差,结合弹性模量和态密度分析,得出Mg2Ca的塑性最好;态密度和Mulliken布居分析表明:四相中均存在离子键和共价键,共价键由强到弱顺序为......
钙对AZ91D镁合金流动性的影响张亚琴,茂木彻一摘 要:采用螺旋模试验法研究了钙对AZ91D镁合金流动性的影响,并用XRD,EPMA和SEM等方法对合金的物相组成和显微组织进行了分析.结果表明:当在AZ91D镁合金中加入0.5%的钙时,钙会在晶界富集引起偏析,降低合金的流动性;随着钙添加量的增加,在晶界形成Al2Ca,阻碍了晶粒长大,改善了合金的流动性能;但当钙的添加量超过1.5%后,Al2Ca呈网状分布,又会使其流动性下降.关键词:镁合金;钙;流动性;螺旋模试验;......
Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6Mn镁合金组织及力学性能的影响 欧阳高勋1,谭敦强1,陈伟2,翟景2 (1.南昌大学材料科学与工程学院,江西,南昌,330031;2.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江,宁波,315103) 摘要:利用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM & EDS)和X-ray衍射分析仪等研究了Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6 Mn镁合金组织及力学性能的影响.喷射沉积坯晶粒细小,以α-Mg,Al2Ca和Ca2Mg6Zn3为主要物相.挤压后以α-Mg,Al2Ca和MgZn2为主要物相.加入Nd主要形成Al3Nd相,新相成片状;当N......