Mg-7Gd-3Y-1Nd-1Zn-0.5Zr合金的显微组织演变及力学性能（英文）

利用XRD、OM、SEM、TEM测试技术和室温拉伸试验研究均匀化热处理对Mg-7Gd-3Y-1Nd-1Zn-0.5Zr(质量分数,%)合金显微组织及力学性能的影响。结果发现,铸态组织主要由α-Mg、(Mg,Zn)_3RE相和堆垛层错组成,热处理使(Mg,Zn)_3RE部分回溶、晶界附近的堆垛层错消失,但沿着晶界产生了块状14H型长周期堆垛有序(LPSO)相。铸态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为187 MPa、143 MPa和3.1%;而经均匀化热处理后合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为229 MPa、132 MPa和7.2%。     

510℃均匀化对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用OM、SEM和XRD对Mg-5Gd-3Y-2Nd-0.5Zn-0.5Zr合金铸态和510℃均匀化处理过程中的微观组织变化进行了系统研究。结果表明:铸态合金的微观组织主要由α-Mg基体、晶界上灰黑色的不规则块状相、灰白色的骨骼状相和晶界附近细小的针状LPSO相组成;铸态合金的相结构为α-Mg、Mg3(RE,Zn)和Mg5(RE,Zn);510℃均匀化处理过程中,不但晶界上的共晶组织发生回溶,而且晶界附近的细小针状LPSO相也发生了回溶。均匀化处理48 h后,晶界上仍然存在少量共晶组织。     

均匀化热处理对Mg-5Gd-3Y-1Nd-2Zn-0.5Zr合金组织及性能的影响

利用XRD、OM、SEM、TEM和室温拉伸实验等方法研究了均匀化热处理对Mg-5Gd-3Y-1Nd-2Zn-0.5Zr(mass%)合金组织及力学性能的影响。结果表明:铸态组织主要由等轴的α-Mg基体、晶界上的(Mg,Zn)3RE相、14H型LPSO结构相及靠近晶界处α-Mg基体中的堆垛层错组成;均匀化热处理后,(Mg,Zn)3RE相和堆垛层错都消失了,在晶界上出现了网状形貌的14H型LPSO结构相。室温拉伸实验表明:铸态合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为170 MPa,120 MPa和2.0%;经过520℃均匀化热处理32 h后,合金的抗拉强度,屈服强度和伸长率分别为240 MPa,158 MPa和10.0%。     

不同固溶状态Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金的力学性能及断裂行为

通过在Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金中添加少量Zn制备出一种新型Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金,并利用扫描电子显微镜、拉伸试验机分析研究Mg合金不同状态下的显微组织、力学性能及断裂行为。结果表明:Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金在不同的时效状态下,铸态塑性差,T4态塑性好,T6态塑性优于铸态但劣于T4态,且所有样品都是从脆性解理断裂为主,晶界和层状相界面比化合物界面结合牢固。通过比较3个不同温度下T6态的力学性能,发现提高固溶温度能提高合金的强度,但延伸率会略降。并且Zn促进层状相生长,但是对基体塑性提高作用有限。     

高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的微观组织和力学性能

通过金属模铸、热挤压和时效处理(T5)工艺过程制备出高强Mg-7Gd-4Y-1.6Zn-0.5Zr合金,并利用光学显微镜、XRD、SEM及TEM分析研究Mg合金不同状态下的显微组织和力学性能。结果表明:Mg-7Gd-4Y-1.6Zn-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的片层状第二相Mg12Zn(Gd,Y)组成,经过热挤压变形后,合金晶粒显著细化,时效处理过程中Mg12Zn(Gd,Y)相上析出少量细小的颗粒状Mg3Zn3(Gd,Y)2相。时效态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到446 MPa、399 MPa和6.1%,其强化方式主要为细晶强化和第二相强化。     

不同固溶状态Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金的力学性能及断裂行为研究

通过在Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金中添加少量Zn制备出一种新型Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金,并利用扫描电子显微镜、拉伸试验机分析研究Mg合金不同状态下的显微组织、力学性能及断裂行为。结果表明：Mg-10Gd-3Y-1.2Zn -0.5Zr合金在不同的时效状态下,铸态塑性差,T4态塑性好,T6态塑性优于铸态但劣于T4态,且所有样品都是脆性解理断裂为主,晶界和层状相界面比化合物界面结合牢固。通过比较3个不同温度下T6态的力学性能,发现提高固溶温度能提高合金的强度,但延伸率会略降。并且Zn促进层状相生长,但是对基体塑性提高作用有限。     

热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0．5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响

采用金相分析、SEM、硬度试验和拉伸试验等方法分析和测试砂型铸造 Mg-10Gd-3Y-0.5Zr 镁合金在T6态（固溶后空冷然后时效）下的显微组织和室温力学性能,讨论该合金的断裂机理。结果表明,砂铸Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在225℃和250℃时效下的最优T6热处理工艺分别为（525℃,12 h＋225℃,14 h）和（525℃,12 h＋250℃,12 h）。峰时效下T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg＋γ＋β′相组成,2种峰时效热处理工艺下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339.9 MPa、251.6 MPa、1.5%及359.6 MPa、247.3 MPa、2.7%。在不同热处理工艺下Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金断裂的类型不同,峰时效态合金的断裂方式为穿晶准解理断裂。     

稀土元素Gd对Mg-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响

通过砂型铸造制备Mg-5Zn-0.6Zr和Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr合金,并通过XRD、OM、SEM和EDS以及拉伸试验研究合金化稀土元素Cd对Mg-5Zn-0.6Zr合金铸造组织和力学性能的影响.结果表明:合金Mg-5Zn-0.6zr铸态组织由a-Mg和MgZn2等合金相组成.经固溶处理后,共晶组织全部溶入基体,晶界消失;添加合金化元素Gd后,试验合金Mg-5Zn-Gd-0.6Zr的晶粒显著细化,晶界处析出Mg-Zn-Gd三元相,在晶界析出相的周围均有大量弥散的颗粒状析出物,经固溶处理后,晶界处仍有未溶的化合物存在,但连续网状的Mg-Zn-Gd三元相分解为孤立的颗粒状或者长条状;在铸态下,合金Mg-5Zn-0.6Zr的力学性能优于Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr.但经T4和T6态热处理后,合金Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的屈服强度和延伸率优于Mg-5Zn-0.6Zr.随着温度的升高,合金Mg-5Zn-0.6Zr 的抗拉伸强度显著下降,而Mg-5Zn-3Gd-0.6Zr的力学性能在高温区均优于Mg-5Zn-0.6Zr.     

相图计算在Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型变形镁合金热处理工艺设计中的应用

本文以相图热力学计算为基础,计算了Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型合金的垂直截面图,并结合扎克哈罗夫经验公式和合金的DSC曲线分析设计了该合金的热处理工艺,并用CMT5105A型电子万能试验机和显微硬度仪测试了该合金的力学性能。结果表明：在计算所得的Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr相图指导下制定的热处理工艺是正确的;挤压态Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为：200℃时效63 h,抗拉强度σb为=430 MPa,比挤压态提高了30.9%。     

热处理对Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金组织和性能的影响

利用XRD、OM、SEM、EDS、TEM和拉伸性能测试,研究了不同热处理对Mg-5Gd-3Y-0.5Z合金组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由基体相α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5相组成;经固溶处理后,铸态组织中粗大的析出相基本都溶入α-Mg基体;再经时效处理后,有纳米级别的颗粒状或片状相重新析出。室温条件下,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金的抗拉强度在T6态达到最大值206.6 MPa。铸态和T6态合金的抗拉强度均随温度的升高,呈现出降低趋势,且下降速度较快;而T4态合金的强度在250℃以前基本保持不变。     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。     

Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr镁合金组织和性能的影响

通过在Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金中添加Zn,采用SEM、XRD及万能拉伸试验机,研究了Zn添加对其铸态组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y)和Mg₂₄(Y,Gd)5相组成,而添加质量分数为0.5%~1.5%的Zn后,合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅及Mg₁₂(Gd,Y)Zn相组成。添加0.5%的Zn后,合金的室温力学性能明显提高,当Zn含量高于1.0%后,镁合金的室温力学性能开始逐步降低。当Zn含量为0.5%时,合金具有较佳的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为197 MPa、160 MPa和4.37%。Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金铸态力学性能的影响与其铸态组织中Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅和Mg₁₂(Gd,Y)Zn第二相及其数量有关。     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

往复挤压对Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr铸态组织和力学性能的影响

研究了往复挤压对准晶增强Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr铸态合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,往复挤压可大幅度细化Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr铸态合金组织,且使I相等相对均匀地分布在α-Mg基体中。同铸态合金相比,挤压后Mg-0.85Zn-0.15Y-0.6Zr合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别提高了75.8%,43.2%和35%。     

Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2)挤压态合金微观组织和力学性能

采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、高角度环形暗场?扫描透射,分析了Mg-7Gd-5Y-1Nd-xZn-0.5Zr(x=0,1,2,质量分数,%)挤压态合金微观组织结构和力学性能,旨在探索Zn对于合金性能影响的微观机制。结果表明:在Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr合金中添加Zn元素,不仅形成LPSO结构,也促进了Mg5(RE,Zn)颗粒的析出,并与Zr形成Zn-Zr相。LPSO结构不仅能阻碍晶粒长大,细化晶粒;也能够阻碍动态再结晶,从而形成动态再结晶晶粒和变形晶粒共存的双模结构,动态再结晶晶粒为á0001?//ED织构,变形晶粒为á1010?//ED织构。微米级大尺寸Mg5(RE,Zn)颗粒会导致应力集中,引起裂纹的萌生,降低合金的塑性;均匀分布的亚微米级Mg5(RE,Zn)颗粒起第二相强化作用,并能钉扎晶界,阻碍晶粒长大。对比3种挤压态合金,Mg-7Gd-5Y-1Nd-2Zn-0.5Zr合金获得了最优的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为365 MPa、276 MPa和17.5%。     

Effect of Hot-Rolling on Microstructures and Mechanical Properties of Extruded Mg-6Gd-3.2Y-xZn-0.5Zr Sheet

The optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), high-resolution transmission electron microscope (HRTEM), x-ray diffractometer (XRD), x-ray energy spectrometer, Vickers hardness tester, and universal tensile test machine were employed to investigate the effects of Zn additions and hot-rolling on microstructures, aging behaviors, and mechanical properties of Mg-6Gd-3.2Y-0.5Zr extruded sheet. Block-shaped and acicular LPSO structures are found in the alloy containing Zn. The block-shaped LPSO structures can refine the microstructure and improve the secondary deforming ability. The size of β′ phases between the acicular LPSO structures decreases greatly. Both the block-shaped and acicular LPSO structures can improve the tensile mechanical properties of the Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloys. Secondary deformation which gives rise to residual stress can promote age-hardening behavior and shrinks the peak-aging time. Owing to LPSO structures and the secondary deformation, T10 sample of alloy C obtains the highest proof strength of 375 MPa and tensile strength of 420 MPa.     

Effect of Solution Treatment on Microstructure and Corrosion Properties of Mg–4Gd–1Y–1Zn–0.5Ca–1Zr Alloy

The as-cast multi-element Mg–4Gd–1Y–1Zn–0.5Ca–1Zr alloy with low rare earth additions was prepared, and the solution treatment was applied at different temperatures. The microstructural evolution of the alloy was characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy, and corrosion properties of the alloy in 3.5% NaCl solution were evaluated by immersion and electrochemical tests. The results indicate that the as-cast alloy is composed of the a-Mg matrix,lamellar long-period stacking-ordered(LPSO) structure and eutectic phase. The LPSO structure exists with more volume fraction in the alloy solution-treated at 440 °C, but disappears with the increase in the solution temperature. For all the solution-treated alloys, the precipitated phases are detected. The corrosion rates of the alloys decrease first and then increase slightly with the increase in the solution temperature, and the corrosion resistance of the solution-treated alloys is more than four times as good as that of the as-cast alloy. In addition, the alloy solution-treated at 480 °C for 6 h shows the best corrosion property.