微量Y和Ca组合添加对Mg-6Zn-1Al合金的组织和性能影响

研究了微量Y和Ca元素对Mg-6Zn-1Al合金的组织和性能影响。结果表明:铸态ZAM610合金由α-Mg、Mg_(51)Zn_(20)相和少量Al_8Mn_5相组成,单独添加Ca使Mg_(51)Zn_(20)相被Mg32(Al,Zn)_(49)相替代,添加Y或Y+Ca,合金由α-Mg、Mg_(51)Zn_(20)、Al_2Y相和少量的Al_(10)Mn_2Y相组成。添加Y或/和Ca,细化了镁合金再结晶晶粒,其中添加Y+Ca组合的细化效果最好。加Ca合金在挤压变形中动态析出MgZn_2相,具有强烈的Zener阻滞作用,形成由细小再结晶晶粒和粗大变形带组成的双模组织。ZAMX6100合金具有最高的强度,其抗拉强度、屈服强度和延伸率,分别为354 MPa、313 MPa和17.3%。加Y合金中Al_2Y相在挤压变形中促进再结晶形核,导致变形带数量减少。微合金化后镁合金力学性能的提高,可归因于动态再结晶晶粒细化、Al_2Y相颗粒形成和动态析出MgZn_2相。合金耐蚀性提高的原因是大量动态析出的MgZn_2相阻碍了腐蚀的连续进行,而稀土Y元素提高了合金基体的耐蚀性能。     

Mg-Zn-Y-La合金中二元相的电子结构和力学性质的第一性原理计算（英文）

为了研究稀土元素对镁锌合金性能的影响,利用基于第一性原理计算的平面波赝势方法,对Mg_2Y、Mg_2La和Mg_3La的结构稳定性、电子结构和力学性能进行了计算和分析。形成热和结合能的计算结果表明,Mg_3La具有最强合金化能力,而Mg_2La具有最强的结构稳定性。通过电子态密度(DOS),电子占据数和差分电荷密度分析了结构的稳定机制。计算了3种结构的弹性常数,并进一步得到了体模量B,剪切模量G,杨氏模量E和泊松比γ等。计算结果表明:Mg_2Y具有最强的抵抗变形能力,Mg_3La具有最强的刚度和抵抗剪切变形能力,而Mg_2La塑性最强。进一步分析表明Mg_2Y和Mg_2La为延性相,而Mg_3La为脆性相。此外,硬度和熔点的计算结果表明,3种金属间化合物中,Mg_3La的硬度最大,Mg_2Y的熔点最高。     

时效处理对Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金组织和性能的影响

通过X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜、极化曲线、阻抗谱等对铸态、时效态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金的显微组织、力学性能及耐蚀性能进行了研究。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金由α-Mg、树枝状相Mg_(24)(Gd,Y)_5及颗粒状相Mg_5(Gd,Y)组成,合金经515℃×8 h固溶+225℃×36 h时效处理后,树枝状Mg_(24)(Gd,Y)_5转变为大量薄片状及细长条状的Mg_5(Gd,Y)相。室温力学性能测试结果表明,经时效处理后的合金显微硬度增加27.8%,达到101.97 HV0.1,抗拉强度增加52.5%,达到305 MPa,规定塑性延伸强度增加121.3%,达到239 MPa。极化曲线及阻抗谱表明,时效处理后合金的腐蚀电流密度减小,容抗弧半径增大,电荷传递电阻增大,合金耐腐蚀性能增强。     

含长周期相Mg-Zn-Y合金电磁屏蔽性能研究

通过光学显微镜、扫描电镜研究了含长周期相(LPSO)铸态Mg-Zn-Y合金的显微组织。并对铸态Mg-Zn-Y合金进行了电磁屏蔽性能研究。结果表明:该合金的显微组织主要由树枝晶状α-Mg相和晶界处的LPSO相组成,且随着Zn、Y元素含量的增加,该合金的晶粒尺寸明显减小,LPSO相体积分数增加。随着Zn、Y元素含量不断增加,合金的电导率和电磁屏蔽性下降。此外合金的电磁屏蔽性能随频率的提高而下降。Mg_(97)Zn_1Y_2合金的电导率和电磁屏蔽性能最优,分别为18.5 MS/m和f=100 Hz,SE=96 d B;f=1500 Hz,SE=84 d B。     

热轧Mg_(97)Zn_1Y_2合金板材组织和力学性能的研究

采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和室温拉伸等方法,研究了总压下量分别为25%和50%的热轧Mg_(97)Zn_1Y_2(at%)合金板显微组织以及力学性能。结果表明:轧制过程中,具有14H长周期堆垛结构(LPSO)的Mg_(12)Zn Y相发生了扭折变形。随着轧制变形量的增大,LPSO相扭折变形程度增大。同时,轧制变形量较大的合金板材具有较强的基面织构,较高的抗拉强度和较好的塑性。     

汽车转向器壳体用压铸GWK合金的热处理行为研究

对转向器壳体用压铸GWK合金进行了固溶+自然时效(T4)、固溶+人工时效(T6)和直接时效处理(T1),研究了不同热处理工艺对压铸GWK合金组织与性能的影响。结果表明,压铸态GWK合金的物相由α-Mg固溶体、Mg_5(Gd,Y)相和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,T4处理后合金中出现了新相Mg_3Gd_2Y_3;经过T4处理后GWK合金具有最佳的强度和塑性结合,T1态GWK合金的强度和塑性相对T4态略有降低,T6态GWK合金的强度和塑性相对压铸态有所提升。     

Al_2Sr和Mg2sr相结构稳定性与弹性性能的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的CASTEP和DMOL程序软件包,计算了Mg_(17)Al_(12),Al_2Sr和Mg_2Sr柏的结构稳定性、弹性性能和电子结构.合金形成热和结合能的计算结果显示,Al_2Sr具有最强的合金化形成能力和结构稳定性.Gibbs自由能的计算结果表明,随着温度的升高,Mg_(17)Al_(12),Al_2Sr和Mg_2Sr的结构稳定性发生了变化,在实际工作温度高于423 K以上时,Al_2Sr的结构稳定性最好,Sr合金化Mg-Al基合金形成Al_2Sr有利于提高镁合金的高温抗蠕变性能.体模量(B)、弹性各向异性系数(A)、Young's模量(E)、剪切模量(G)和Poisson比(v)的计算结果表明,Mg2Sr为延性相,而Mg_(17)Al_(12)和Al_2Sr为脆性相,Mg_2Sr的塑性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明,Al_2Sr结构最稳定的原因主要源于体系存在强烈的共价键作用,而Mg_(17)Al_(12)结构隐定性优于Mg_2Sr是体系中离子键与共价键共同作用的结果.     

Mg-Al-Sn-Y合金中二元相的电子结构与弹性性质的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的CASTEP程序包,计算了Mg-Al-Sn-Y合金中Mg_(17)Al_(12),Mg_2Sn和Al_2Y相的结构稳定性、电子结构和弹性性能等。合金形成热△H和结合能E_(coh)的计算结果表明,Al_2Y相具有最强的合金化能力与体系结构稳定性。电子结构的分析结果解释了这3种金属间化合物的结构稳定性机制和脆性本质。计算出了Mg_(17)Al_(12),Mg_2Sn和Al_2Y三相的3个独立的弹性常数,并进一步得出了体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等。分析表明Mg_(17)Al_(12),Mg_2Sn和Al_2Y三相均为脆性相,其中Al_2Y最脆且最硬。     

含二十面体准晶相的铸态Mg-Zn-Y合金阻尼性能的研究（英文）

采用传统铸造方法制备Mg-Zn-Y合金,基于典型的含二十面体准晶相的Mg93Zn6Y1合金,研究了铸态Mg-Zn-Y合金的枝晶形貌与其阻尼性能的关系。通过控制浇注温度、搅拌速度和搅拌时间,获得不同参数下的合金的枝晶形貌。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1的显微组织主要由α-Mg树枝状晶体和二十面体准晶相组成。搅拌后,初始α-Mg树枝状晶体逐渐具有分形特征,且其尺寸变化,从而影响合金的阻尼能力。     

含二十面体准晶相的铸态Mg-Zn-Y合金阻尼性能的研究

采用传统铸造方法制备Mg-Zn-Y合金,基于典型的含二十面体准晶相的Mg93Zn6Y1合金,研究了铸态Mg-Zn-Y合金的枝晶形貌与其阻尼性能的关系。通过控制浇注温度,搅拌速度和搅拌时间,获得不同参数下的合金的枝晶形貌。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1的显微组织主要由α-Mg树枝状晶体和二十面体准晶相组成。搅拌后,初始α-Mg树枝状晶体逐渐具有分形特征,且其尺寸变化,从而影响合金的阻尼能力。本文详细讨论了这一机制。     

微量钇对压铸AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

为了提高压铸AZ91D镁合金的力学性能,采用扫描电镜、XRD分析、拉伸性能测试和化学成分测试等方法研究了添加微量稀土Y对压铸AZ91D镁合金组织及力学性能的影响。结果表明:随着Y含量的增加,原强化相Mg_(17)Al_(12)逐渐减少,新强化相Al_3Y和Al_2Y_3等的形成使得合金的抗拉强度逐渐提高。由于在熔炼过程中Y与熔体中的氧反应,起到净化熔体的作用,合金伸长率随着Y含量的增加而增加。Al_3Y和Al_2Y_3等相的形成消耗了Al元素,造成Mg_(17)Al_(12)相较难形成,导致Mg基体粗大,使合金的屈服强度降低。     

热处理对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金组织与力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、显微硬度测试和拉伸试验等研究了热处理方式(固溶、退火和时效)对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y(mass%)合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:热处理工艺能够降低Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金中元素的偏析程度,改善合金的组织均匀性;合金显微组织均主要由α-Mg基体、Mg_(12)Nd和Mg_(24)Y_5组成;铸态合金抗拉强度和伸长率分别为153.4 MPa、15.63%;固溶处理和退火处理后,合金抗拉强度和伸长率均得到提高,固溶态合金为168.5 MPa和16.7%,退火态合金为162.3 MPa和17.7%;时效处理后合金的抗拉强度大幅度提高到207.7 MPa,但伸长率略降低到13.49%;综合考虑合金的组织和力学性能,时效处理合金的性能最优。     

Ni和Y含量对LPSO结构增强Mg-Ni-Y合金组织及力学性能的影响

以长周期堆垛有序(LPSO)结构增强的Mg_(100-3x)Ni_xY_(2x)(x=0.5,1.0,1.5,2.0,摩尔分数,%)合金为对象,研究了Ni和Y含量对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Ni和Y含量增加,合金中的初生α-Mg晶粒变细,LPSO结构的体积分数由10%上升至40%,在Mg_(94)Ni_2Y_4合金中出现了因Ni过量而产生的共晶Mg_2Ni相。合金的强度随着Ni和Y含量的增加而升高,但伸长率持续下降。     

时效处理对车用Mg-10Gd-2Y-xNd合金微观组织及力学性能的影响

通过金相观察、X射线衍射、硬度测试和拉伸性能测试等试验方法,研究添加不同含量的Nd元素对Mg-10Gd-2Y合金的显微组织、硬化行为以及力学性能的影响。结果表明:在Mg-10Gd-2Y合金中添加适量的Nd元素,会增加合金中Mg_(24)Nd与Mg_5Gd相的量。合金时效处理后,晶界偏析现象以及位于晶界处的富稀土非平衡共晶组织都已彻底消失。当合金中的Nd元素含量逐渐上升后,其时效态组织的硬度也随之增大。当Nd含量为1.0%,Mg-10Gd-2Y-1Nd合金的力学性能最佳,屈服强度为192.3 MPa、抗拉强度为249.8 MPa、伸长率为8.5%、硬度为63 HV。     

含钇Mg-Zn系镁合金的研究现状

稀土镁合金已成为近些年的研究重点之一.综述了钇(Y)对Mg-Zn系合金的铸态组织、室温和高温力学性能、铸造性能以及耐腐蚀性的影响,以及Y和Ce、Mn和Nd等合金元素的复合加入对Mg-Zn系合金力学性能的影响.最后还指出了Mg-Zn-Y系合金目前存在的问题,并指明了其发展方向.     

Zn-7Mg合金热处理显微组织演变及耐蚀性能研究

研究了可降解Zn-7Mg合金经不同时间热处理后的显微组织演变及耐蚀性能。设计了锌镁合金Zn-7Mg材料,通过改变热处理时间获得Mg_2Zn_(11)相。通过EDS和ICP确定了锌镁合金的成分,运用OM和SEM分析合金的微观组织,利用XRD谱表征合金的物相组成,采用电化学方法测试合金的耐蚀性能。结果表明,Zn-7Mg合金在铸态时主要由α-Zn和MgZn_2两相组成,热处理时包晶反应迅速发生。Zn-7Mg合金热处理后的平衡组织为Mg_2Zn_(11)相和少量残余的Mg Zn2相;电化学开路电位和电化学阻抗谱分析表明,Mg_2Zn_(11)在PBS溶液中的耐腐蚀性能较纯Zn差,在实际生产中应避免Mg_2Zn_(11)的产生。     

热处理对金属型铸造Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-12Gd-Y-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界呈不连续网状分布的Mg_5(Gd,Y)共晶相组成,经固溶时效处理后,合金组织主要由分布于晶粒内部和晶界处的颗粒状Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5相组成,有效地提高了合金强度。在不同状态下合金的室温抗拉强度为:铸态191.5 MPa、固溶态213.6 MPa以及时效态269.7 MPa。经固溶时效处理后,塑性有明显的改善。     

Mg-Zn系合金电子结构和弹性性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分析了Mg-Zn、Mg-Zn-Al等二元和三元合金的结构、电子结构和弹性性质。结果表明:Mg_4Zn_8合金为所计算二元Mg-Zn合金的最稳定相,与相应的实验结果一致。在三元金属化合物中,Mg_4Zn_6Al_2和Mg_4Zn_2Al_6是比Mg_4Zn_8更稳定的合金相。分析其电子结构特征,这主要是由于Al原子和Zn原子之间电子杂化的贡献,进一步在原子尺度上揭示了三元合金的稳定性特征。在弹性性质方面,Mg_4Zn_8、Mg_4Zn_6Al_2和Mg_4Zn_2Al_6合金均呈延性相,而Mg_4Zn_6Al_2在抗外力变形能力、抗剪切变形能力和刚度方面综合性能最强。     

P和La对Al-20Mg_2Si合金凝固组织及力学性能的影响

研究了0～0.75%的P、La以及0.5%P和0.5%La复合处理对Al-20Mg_2Si合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明:P、La及其复合变质均可改善合金的凝固组织和力学性能。随着P或La加入量的增加,合金中初生Mg_2Si相的尺寸都先减小后增大,转折点均为0.5%,同时组织中出现了Mg_3(PO_4)_2P和Al_(11)La_3相;在复合处理条件下,初生Mg_2Si相的尺寸最小,比未变质时减小了63.7%。合金的力学性能均与初生Mg_2Si相的尺寸对应,随P或La加入量的增加,力学性能先增加后减小。复合处理时,合金力学性能最优,其抗拉强度和伸长率分别比未变质试样提高了40.5%和159%。     

Mg-Ca系合金结构和力学性质的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分析了Mg-Ca、Mg-Ca-X(X=Al,Sr)等二元和三元合金的结构和力学性质。结果表明:Mg_2Ca合金为二元Mg-Ca合金的最稳定相。Mg_2Al_6Ca_4为合金形成能力最强且最稳定的合金相,其次是Mg_6Al_2Ca_4和Mg_6Ca_4Sr_2,Mg_2Ca_4Sr_6为不稳定相。Mg_2Al_6Ca_4存在最强的抗外力变形能力、抗剪切变形能力和刚度,而Mg_6Ca_4Sr_2的塑性和延展性最强。