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化学成分对Al摘要：对常用的铸造al-zn-mg系合金通过实验研究和金相分析，分析mg、zn元素及其它元素对合金的组织和性能的影响，为塑料成型模具材料的选材提供了参考依据。
只有掌握了每种化学元素对合金组织和性能的影响，以及各元素之间的相互作用，才能制出更加符合要求的al-zn-mg系模具材料，发挥铝合金的最大使用性能。
关键词：al-zn-mg合金；组织；材料性能；分析近年来，随着工业的高速发展，塑料成型加工量越来越大，在生产中塑料成型模具得到了广泛的运用，并在模具生产中占据了比重较大的地位。
铝合金作为一种应用较早的铸造合金，以其力学性能好，加工性能优良，容易加工与制造，具有表面质量高等优点，成为塑料成型模具优先选用的材料。
研究常用元素对铝合金的组织和性能的影响，使塑料成型模具对合金成分在选材时具有规律可循。
以目前常用的al-zn-mg系铸造铝合金为研究对象，研究mg、zn等化学元素对铝合金性能和组织的影响。
1 塑料成型模具的性能要求1.1 具有一定的综合力学性能塑料成型模具材料同其它模具材料一样，应适应工作要求，要具有一定的强度、硬度、塑性、韧性，和一定的耐磨性，同时在工作过程中要承受高温、侵蚀等恶劣工作条件。
1.2 切削加工性好塑料模具形状多变，结构复杂，在模具生产过程中不利于切削加工的实施，切削加工成本常占到模具成本2/3以上，为便于加工，降低成本，模具材料要求具有良好切削性和图案蚀刻性。
1.3 材料具有良好的导热性和低的热膨胀系数。
2 化学成分对al-zn-mg系合金组织的影响2.1 al-zn-mg系铸造铝合金的化学成分al-zn-mg系铸造铝合金以al元素为主，含有一定的mg、zn元素，少量的cu元素，和微量杂质元素si和fe。
2.2 mg、zn元素的作用al-zn-mg合金中的zn、mg是主要添加合金元素，作为独立组元存在时， zn和mg在al中的溶解度较高，zn固溶在al基体中，起到固溶强化作用，zn使合金保持适度的耐磨性和润滑性，zn含量过低，合金的耐磨性和抗咬合性能差；zn含量过高时，韧性变差，加大了应力腐蚀的倾向。
一文了解合金元素对镁合金的影响纯镁中加入某些有用的合金元素可获得不同的镁合金，合金元素影响镁合金的力学、物理、化学和工艺性能，扩大其应用领域。
铝是镁合金中最重要的合金元素。
合金用作结构材料时，合金元素对加工性能的影响比对物理性能的影响重要得多。
Li锂在镁中的固溶度相对较高，可以产生固溶强化效应，并能显著降低镁合金的密度，甚至能够得到比纯镁密度还低的镁锂合金。
锂还可以改善镁合金的延展性，特别是当锂含量达到约11%（质量分数）时，能形成具有体心立方结构的β相，从而大幅度提高镁合金的塑性变形能力，为合金的冷加工提供了前提，(α+β)合金还具有超塑性。
锂能提高镁合金的延展性，同时也会显著降低强度和抗蚀性。
温度稍高时，Mg-Li合金会出现过时效现象，但有时也能产生时效强化效应。
由于Mg-Li合金的强度问题，至今为止其应用仍然非常有限。
此外，锂增大了镁蒸发及燃烧的危险，只能在保护密封条件下冶炼。
当锂含量达到约30%（质量分数）以上时，镁锂合金具有面心立方结构。
Be微量的铍能有效地降低镁合金在熔融、铸造和焊接过程中金属熔体表面的氧化。
目前，压铸镁合金和锻造镁合金都成功地应用了这种特性。
铍含量过高时存在晶粒粗化效应，因此砂铸镁合金中需谨慎使用，变形镁合金也要控制其含量。
Al铝是镁合金中最常用的合金元素。
铝与镁能形成有限固溶体，在共晶温度(437℃）下的饱和溶解度为12.7%（质量分数）。
在提高合金强度和硬度的同时，也能拓宽凝固区，改善铸造性能，有形成显微疏松的倾向。
由于溶解度随温度下降而显著减小，所以镁铝合金可以进行热处理。
含铝量过高时，合金的应力腐蚀倾向加剧，脆性提高。
市售镁合金的铝含量通常低于10%（质量分数）。
铝含量为6%（质量分数）时，合金的强度和延展性匹配得最好。
CaCa在Mg中的固溶度极微，与Mg形成Mg2Ca化合物，没有固溶强化和时效强化作用。
少量的钙能够改善镁合金的冶金质量，许多生产厂家利用这一点来实现镁合金的冶金质量控制。
表面技术第52卷第8期Y掺杂MgZn2稳定性、电子结构和力学性能的第一性原理计算陈敬昶1，刘建国2，陆绍敏1，钟丽辉1，陈丽萍1，王远1（1.西南林业大学，昆明 650224；2.云南建投第七建设有限公司，昆明 650100）摘要：目的稀土元素Y掺杂是改善7xxx系铝合金断裂韧性的重要途径，然而因其掺杂量极低，通过实验很难测定微量Y对7xxx系铝合金析出相及强韧机制产生的作用，限制了7xxx系铝合金的进一步发展。
采用第一性原理计算方法探究Y掺杂对7xxx系铝合金中重要析出相MgZn2的影响机理，为7xxx系铝合金的微合金化强韧机理研究提供理论依据。
方法构建适于第一性原理计算、Mg/Zn的原子数分数比为1∶2的晶体模型，Y原子通过替换Mg或Zn原子的方式进行掺杂，通过能量计算、电子计算和弹性常数计算等分析Y掺杂对MgZn2能量稳定性、电子结构和力学性能的影响机理。
结果经Y掺杂后，形成3种固溶体Mg3Zn8Y、Mg4Zn7Y-1和Mg4Zn7Y-2，它们的形成热均小于0，即它们均可自发形成且稳定存在。
通过结合能计算发现，3种固溶体的结合能都小于MgZn2的结合能，说明Y掺杂促进了MgZn2的稳定性。
通过电子结构分析发现，Y掺杂后与Mg、Zn原子形成强的共价键，增强了体系的稳定性，Mg-Zn原子间形成了强离子键，MgZn2中Zn-Zn原子间的共价键变为强离子键。
力学性能计算结果表明，经Y掺杂后MgZn2的硬度降低、韧性上升，即Y掺杂增强了7xxx系铝合金中重要弥散析出相MgZn2的韧性，从而提升了7xxx 系铝合金的断裂韧性和抗疲劳能力。
结论基于计算结果分析得出，Y掺杂提升了MgZn2的稳定性、键合强度和断裂韧性，相关计算分析为微量Y掺杂增强7xxx系铝合金断裂韧性的实验分析提供了指导。
关键词：MgZn2；Y掺杂；电子结构；力学性能；第一性原理计算中图分类号：TG135 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)08-0444-07DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.08.040First-principles Calculations of Stability, Electronic Structure andMechanical Properties of Y-doped MgZn2CHEN Jing-chang1, LIU Jian-guo2, LU Shao-min1, ZHONG Li-hui1, CHEN Li-ping1, WANG Yuan1(1. Southwest Forestry University, Kunming 650224, China; 2. YYCIN No.7 Construction Co., Ltd., Kunming 650100, China)ABSTRACT: Micro-alloying of rare earth element Y is an important way to strengthen the fracture toughness of 7xxx series收稿日期：2022-07-20；修订日期：2023-02-16Received：2022-07-20；Revised：2023-02-16基金项目：国家自然科学基金（51301144）；云南省教育厅科学研究基金（2022Y574）Fund：National Natural Science Foundation of China (51301144); Scientific Research Foundation of Education Department of Yunnan Province (2022Y574)作者简介：陈敬昶（1996—），男，硕士，主要研究方向为材料表面改性。
精 密 成 形 工 程第16卷 第2期 38JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年2月收稿日期：2023-04-10 Received ：2023-04-10基金项目：中央引导地方科技发展专项资金（YDZJTSX2021A027）；中北大学青年学术带头人资助项目（11045505） Fund ：The Central Guidance on Local Science and Technology Development Fund of Shanxi Province(YDZJTSX2021A027); The North University of China Youth Academic Leader Project(11045505)引文格式：顾皞, 蒋清, 常志勇, 等. Mg-Gd-Y 合金及其构件的组织与性能研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(2): 38-45.GU Hao, JIANG Qing, CHANG Zhiyong, et al. Structure and Properties of Mg-Gd-Y Alloy and Its Components[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(2): 38-45. *通信作者（Corresponding author ） Mg-Gd-Y 合金及其构件的组织与性能研究顾皞1，蒋清1，常志勇1，殷凤杰1，肖旅2，顾宝龙1，颜哲1，韩红1，金鑫1，付一峰1，宿常旭1，张建兵1*，鲁若鹏3（1.首都航天机械有限公司，北京 100076；2.上海航天精密机械研究所，上海 201600；3.中北大学 材料科学与工程学院，太原 030051） 摘要：目的 针对VW103（Mg-10Gd-3Y ）和VW63（Mg-6Gd-3Y ）2种铸造镁合金，从材料微观结构入手，探讨分析2种合金力学性能差异性，获取了2种镁合金在工程应用中的铸造性能及其力学特性。
Gd含量对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金微观组织与力学性能的影响梅飞强;王少华;房灿峰;孟令刚;贾非;郝海;张兴国【摘要】采用铸锭冶金工艺制备6种Gd含量不同的A1-Zn-Mg-Cu-Zr-xGd合金.采用金相观察、力学性能测试、扫描电镜、电子探针及透射电镜等分析手段,研究质量分数x,分别为0%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%的Gd对基体合金铸态及时效态显微组织和力学性能的影响.结果表明：Gd含量对A1-Zn-Mg-Cu-Zr合金的微观组织和力学性能的影响显著,当Gd含量低于0.25%时,随Gd含量的增加细化效果、强度以及伸长率都增加；当Gd含量为0.25%时,铸态组织中基体晶粒最小,达到32μm左右；此时T6态合金组织的强度和伸长率达到最高,抗拉强为624.54 MPa,屈服强度为595.00 MPa,伸长率为13.3%,且固溶组织具有良好的抗再结晶作用；而当Gd含量超过0.25%时,合金的微观的组织与力学性能变差.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】9页(P2439-2447)【关键词】A1-Zn-Mg-Cu-Zr合金;Gd;显微组织;力学性能【作者】梅飞强;王少华;房灿峰;孟令刚;贾非;郝海;张兴国【作者单位】大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024;大连理工大学材料科学与工程学院,大连 116024【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+1超高强铝合金是20世纪60年代以航空航天材料为背景发展起来的一种高强度铝合金材料[1−3]。
一般将屈服强度为500 MPa以上的铝合金称为超高强铝合金[4]。
Al3Zr析出相对Al-Zn-Mg-Cu合金板组织、织构与性能的影响张云崖;邓运来;万里;张新明【摘要】The precipitation of Al3Zr particles near grain boundary was significantly different after two kinds of homogenization in the experimental Al-7.81Zn-l.62Mg-l.81Cu (AA7085) alloy. The microstructures, textures and properties of these two specimens were investigated. The results show that staged homogenization can promote Al3Zr particles precipitate in grain boundary areas. The less the Al3Zr particles precipitate in the grain boundary areas, the stronger the hot-rolling textures are. Al3Zr particles which are coherent with matrix would inhibit the movement of dislocation induced by stress and also the migration of sub-grain boundary and grain boundary induced by thermal activation. In this way, Al3Zr particles could decrease the deformation textures and prevent recovery and recrystallization, which improves its hardness and extends the existence time of peak hardness. All these improve mechanical properties of materials.%采用不同均匀化制度获得了Al3Zr粒子在晶界析出状态存在显著差异的两种Al-7.81Zn-1.62Mg-1.81Cu(7085型)合金铸锭试样,研究两种铸锭试样热轧板的微结构、织构和性能.结果表明:分级均匀化可促进Al3Zr粒子在晶界区域的析出;均匀化过程中Al3Zr粒子晶界析出量越少,热轧后轧制形变织构组分越强;与基体共格的Al3Zr粒子既能阻碍基于应力作用的位错运动,使轧制形变织构减弱,又能阻碍亚晶界/晶界的热激活运动,影响热轧过程中的动(静)态回复和再结晶,提高材料时效后的硬度,延长峰值硬度存在时间,从而提高材料的力学性能.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(022)002【总页数】7页(P358-364)【关键词】Al-Zn-Mg-Cu合金;均匀化;热轧;微结构;织构【作者】张云崖;邓运来;万里;张新明【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG166.3由于航空航天工业的迅速发展，采用具有优越力学与耐蚀性能的 7000系铝合金厚板制造大型整体构件越来越受到重视[1]。
Mn、Ti对热浸镀Zn-5Al合金镀层组织与耐蚀性的影响崔军;刘子利;刘希琴;王怀涛【摘要】采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)、电化学测试等手段研究了Mn、Ti对热浸镀Zn-5Al合金镀层组织与耐蚀性的影响.结果表明:Zn-5Al-0.2Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金镀层的腐蚀速率分别为Zn-5Al合金镀层的44.8％和39％;在Zn-5Al合金镀层中添加Mn、Ti,促进了Al在过渡区的集聚,使含Fe2 Al5过渡层的厚度增大;添加Mn使Zn-5Al合金镀层中的共晶组织细化,而添加Ti则使共晶组织粗化,但此时共晶Al相已与钢基体连续融合;Zn-5Al-0.2Mn和Zn-5Al-0.15Ti合金镀层的自腐蚀电流密度均比Zn-5Al合金镀层的小,具有更好的耐蚀性.%Effects of Mn and Ti on the microstructure and corrosion resistance of hot-dip galvanized Zn-5Al alloy coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectroscopy (EDS) and electrochemical testing.The results indicate that the corrosion rates of Zn-5Al-0.2Mn and Zn-5Al-0.15Ti alloy coatings were 44.8％ and 39％ of that of Zn-5Al alloy coating,respectively.The addition of Mn and Ti in Zn-5Al alloy coating promoted the agglomeration of Al in transition zone,and increased the thickness of the transition layer containing Fe2 Al5.The eutectic structure in Zn-5Al alloy coating was refined by additing Mn,and was coarsened by additing Ti,but the eutectic Al phase was continuously fused with the matrix of steel at this time.The Zn-5Al-0.2Mn and Zn-5Al-0.15Ti alloy coatings had smaller corrosion current densities than the Zn-5Al alloy coating,showing better corrosion resistance of the former.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】5页(P294-297,301)【关键词】热浸镀;Zn-5Al合金镀层;Mn;Ti;组织;耐蚀性【作者】崔军;刘子利;刘希琴;王怀涛【作者单位】常熟开关制造有限公司,常熟215500;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016【正文语种】中文【中图分类】TG174.2锌铝合金镀层综合了纯锌镀层的阴极保护能力和纯铝镀层的高耐蚀性，因而成为热浸镀技术中最常用的合金镀层[1]。
硅、锌元素对铝锌合金组织与性能的影响黄韦;周运海;陈文珂【摘要】本文采用铸造法制备了Al-Zn-Si-Mg系和Al-Zn-Mg系两种Al-Zn合金,研究了硅、锌元素含量对其显微组织和布氏硬度的影响.结果表明,随着硅和锌元素的增加,基体中硅相分布变得很不均匀,且组织较为粗大.同时,合金的布氏硬度也得到一定程度提高.%Two kinds of Al-Zn alloys as Al-Zn-Si-Mg system and Al-Zn-Mg system have been prepared. The impact of silicon, zinc content on the microstructure and Brinell hardness has been studied, resulting in that with the increase of silicon and zinc, distribution of silicon phase in matrix has been very uneven and microstructur been coarser and at the same time, brinell hardness of the alloy been improved to a certain degree.【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】3页(P17-19)【关键词】Al-Zn合金;硅元素;锌元素;显微组织;布氏硬度【作者】黄韦;周运海;陈文珂【作者单位】合肥工业大学,安徽合肥230009;合肥工业大学,安徽合肥230009;合肥工业大学,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+1随着家电行业的高速发展，特别是家电产品的快速更新，市场对塑料成型模具的需求量越来越大，而且质量要求越来越高。
铝锌合金作为一种应用较早的铸造铝合金，力学性能优良，作为塑料成型模具材料具有加工性能优良和表面质量高的特点。
