时效硬化Mg-10Y-1.5Sm合金的强度稳定性（英文）

采用组织分析和拉伸试验,研究了时效硬化Mg-10Y-1.5Sm (质量分数,%)合金抗拉强度的稳定性。结果表明,Mg-10Y-1.5Sm合金的显微组织由α-Mg基体和Mg_(24)Y_5相组成,没有发现含Sm相的生成。随着温度从20℃升高到300℃,合金的抗拉强度均高于200 MPa,没有明显变化。合金强度对温度不敏感,变化幅度低于10 MPa。其抗拉强度稳定性优于发展最为成功的商用耐热镁合金WE54,原因可主要归结于因Sm固溶而增强的强化相Mg_(24)Y_5硬度的稳定性。     

铸态Mg-Y合金的力学性能和强化机制

采用室温拉伸试验,结合显微组织观察、晶粒尺寸测定和晶格常数分析等研究了具有不同稀土元素Y含量的铸态Mg-Y合金的力学性能和强化机制。结果表明,随着Y的质量百分含量从5%增加到12%,铸态Mg-Y合金的抗拉强度先增加后降低且在Y含量为10%时取得最大值,同时合金的伸长率逐渐降低;合金的显微组织由α-Mg基体和Mg_(24)Y_5相组成,随着Y含量的增加,合金的晶粒尺寸减小,高熔点Mg_(24)Y_5相增多;合金的强化机制可主要归结为细晶强化、固溶强化和第二相(Mg_(24)Y_5)强化。     

Mg-11Gd-3Y合金组织与力学性能分析

采用XRD、SEM和拉伸力学性能测试方法,分析了铸态和固溶时效态Mg-11Gd-3Y合金的显微组织和力学性能。结果表明,热处理没有改变Mg-11Gd-3Y合金相的组成,合金铸态和固溶时效态组织均由α-Mg基体、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成。固溶时效态合金的强化机制主要为固溶强化和时效强化,其最大抗拉强度为230 MPa,比铸态合金提高了12%。     

Mg-10Gd-3Y-2Nd-0.5Zr合金显微组织和力学性能研究

以Mg-10Gd-3Y-2Nd-0.5Zr合金为研究对象,采用OM、XRD、SEM、TEM、拉伸试验对合金的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:铸态和时效态合金显微组织均由α-Mg、Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5、Mg_(41)Nd_5相组成,时效态合金组织分布更加均匀。室温(25℃)到350℃范围内合金的抗拉强度呈先升高后降低的趋势,且在250℃时达到峰值309.5 MPa,出现明显的反常温度效应。该合金具有优异的高温力学性能,在300℃时抗拉强度为283.5 MPa,远高于目前商用稀土镁合金WE54。     

铸态Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金的组织和性能

采用X射线衍射仪、光学显微镜以及扫描电镜对铸态Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金显微组织进行观察分析,用拉伸试验机及布氏硬度计对合金力学性能进行测试,结果表明:铸态Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体、Mg_5(Gd,Y)相和Mg_(24)(Gd,Y)_5相组成,晶粒较为粗大;在加入Zn元素后,合金由α-Mg基体、Mg_5(Gd,Y,Zn)相以及Mg_(12)Zn(Gd,Y)相组成;随着Zn元素加入量的增加,合金的晶粒先细化再粗化,抗拉强度、伸长率和布氏硬度值先升高后降低,当Zn含量为1.1%时,合金的抗拉强度、伸长率和布氏硬度达到最高值,分别为216.9 MPa、4.74%和84.37 HBW,合金的主要强化相为Mg_(12)Zn(Gd,Y)相,强化机制主要为细晶强化。     

砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能

通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微维氏硬度测试与拉伸测试研究了砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能。结果表明:铸态GW94合金主要由等轴晶琢-Mg固溶体、晶界处的共晶相Mg24(Gd,Y)_5以及少量的方块相Mg_5(Gd,Y)组成,优化后的固溶处理工艺为525℃伊6 h。固溶后的组织主要由琢-Mg过饱和固溶体、铸态残留相Mg_5(Gd,Y)以及固溶过程形成的方块相组成。GW94合金具有极高的时效硬化响应能力,250℃时效18 h后即达到峰值硬度(HV122)。室温拉伸时,峰值时效态合金的抗拉强度和屈服强度分别为300MPa和247 MPa,而伸长率仅为0.9%。250℃以内拉伸时,抗拉强度均高于300 MPa,表现出极佳的耐热性能,而且出现了抗拉强度随温度升高而升高的反常力学行为,这可能是由于茁忆相与位错相互作用所致。峰值时效态合金断裂机制由室温的穿晶断裂为主转变为高温的沿晶断裂。     

Si含量对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等手段,研究元素Si对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:Mg-10Gd-1Y-xSi-0.5Zr(x=0,0.5,1,1.5,2)合金的铸态和固溶时效态显微组织均由α-Mg、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成,Si的加入产生新相Mg_2Si。随着Si含量的增加,铸态合金中枝晶状组织明显减少并逐渐消失,晶粒细化,合金的析出相增多。时效态合金中当Si含量增加至1 mass%时,合金组织化学成分最均匀,析出相呈颗粒状和棒条状分布于基体中。在室温下,铸态和时效态合金的抗拉强度,均随着Si含量的增加先升后降,Mg-10Gd-1Y-1Si-0.5Zr合金的抗拉强度最高,时效态合金强度达到最高为256.2 MPa,比Mg-10Gd-1Y-0.5Zr合金高出将近40 MPa。合金的伸长率随Si含量的增加而减小,其断裂方式都属脆性断裂。     

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-Gd-Y系合金的相图设计

针对镁稀土多元变合金相图的匮乏问题,对Mg-Gd-Y系合金进行了热力学模拟计算,分析了合金系的相组成和凝固过程,同时,通过SEM-EDS及XRD对所设计合金的微观组织和相组成进行验证。结果表明:Mg-Gd-Y合金系主要由α(Mg)、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5组成,且随着Y含量增加,Y固溶度增加,时效硬化效果提高,结晶温度间隔增大,使铸造性能降低;在Gd含量为1.8%~12.31%时,Mg-xGd-4Y合金系的凝固顺序为:L→L+α(Mg)→α(Mg)→α(Mg)+Mg_5Gd→α(Mg)+Mg_(24)Y_5+Mg_5Gd,热处理强化区:1.8%Gd%12.31%;在非平衡凝固下,Mg-Gd-Y合金的铸态相组成为α(Mg)、Mg5(Gd,Y)和Mg_(24)(Y,Gd)_5,Gd和Y原子半径相近,性质相同,发生了互换。     

Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的组织与性能

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等对Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的微观组织及物相进行了分析,并采用拉伸实验机在不同温度下对其进行了力学性能测试。结果表明:Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg基体和Mg_(24)Y_5,Mg_(41)Sm_5和Mg_5Gd相组成,经过固溶处理后,稀土元素大部分被固溶进基体形成过饱和固溶体;Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃×10 h+225℃×12 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为223.6 MPa、146.5 MPa和14.1%,表明合金具有较高的强度和良好的塑性,综合力学性能优异,其强化机制主要是析出强化;时效态Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金在150～250℃范围内强度变化不明显,性能稳定,特别适合在150～250℃服役条件下使用。随拉伸温度的升高,合金的断裂方式由脆性解理断裂向微孔聚集型韧性断裂转变。     

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。     

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。     

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。     

含LPSO相Mg_(94)Y_4Zn_1Ni_1合金的组织和力学性能

采用OM、SEM、TEM和电子万能试验机研究了Mg_(94)Y_4Zn_1Ni_1(at%)合金在铸态、退火、挤压和时效态的显微组织与力学性能。结果表明:铸态合金组织由胞状α-Mg相、网状18R LPSO相和块状Mg_(24)(Y,Zn,Ni)_5相组成。退火后,合金中未析出14H LPSO相。经挤压变形,18R LPSO相转变为长条状并沿挤压方向排列,挤压态合金的抗拉强度达到417 MPa,显著高于铸态和退火态合金。经过T5和T6时效处理,在合金的基体中析出大量细小的共格β'沉淀相,合金得到进一步强化。T5态和T6态合金的抗拉强度分别为434和432 MPa,屈服强度均高于300 MPa。     

铸态Mg-11Gd-2Y-xSm-0.5Zr合金组织和性能分析

通过光学显微镜对铸态Mg-11Gd-2Y-x Sm-0.5Zr(x=0,1,3,5)合金微观组织进行观察,使用X射线衍射仪研究合金的物相组成,同时通过扫描电镜和能谱仪对合金微观形貌及成分进行观察,最后利用拉伸实验测试合金的力学性能。研究结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织由固溶有稀土元素的粗大枝晶状α-Mg基体和沿晶界析出的稀土化合物Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5组成。Sm的加入增加了Mg_(41)Sm_5相,使基体由粗大的树枝晶逐渐转变为枝晶细小的等轴晶。随着Sm含量的增加,第二相形态由不连续分布向连续网状分布转变。Sm的加入明显提高合金的强度,使合金室温强度先升高后降低,伸长率由2.39%下降至0.47%,在本研究范围内,Sm加入量为3%时合金抗拉强度为220 MPa,伸长率为1.19%,综合力学性能最优。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能（英文）

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa(x=0.5,1.0,1.5,mass fraction%)合金经过200℃等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg_(41)Sm_5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在T5(峰值时效)态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒,其大小约为5.1μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg_2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5%时,晶界处含Ca的块状Mg_(41)Sm_5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的HV硬度值(820 MPa)以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa,189 MPa和24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg_(41)Sm_5相的析出强化。     

Si对铸造Mg97ZnY2合金组织及性能的影响

采用普通铸造法制备了Si增强的Mg97ZnY2合金,研究了不同Si含量对Mg97Zn1Y2合金组织及力学性能的影响,利用光学显微镜(OM)观察金相组织,XRD分析了加入微量Si的Mg97ZnY2合金组织及相组成,测试了合金硬度和室温拉伸力学性能。结果表明:加入一定量Si后,Mg97Zn1Y2合金组织中形成颗粒状Mg_2Si相及亚稳定Mg_5Si_6相,在凝固过程中富集于固-液界面前沿,阻碍α-Mg树枝晶的自由长大,从而细化合金铸态组织;随着Si的含量增加,合金的硬度不断提高,当含量为1.8%时,合金的硬度达到95.5 HV,提高了18.5%;加入0.2wt%Si的Mg97ZnY2合金抗拉强度和伸长率均高于铸态Mg97ZnY2合金,抗拉强度达到220 MPa,伸长率为10%,其抗拉强度增加了24%,伸长率增加了37%。     

快速凝固粉末冶金Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金的组织与力学性能

采用快速凝固粉末冶金技术制备热挤压Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金棒材,研究了快速凝固Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金薄带及热挤压后合金的相结构,并对热处理工艺对合金棒材组织结构及力学性能的影响进行了分析.研究表明,采用单辊快速凝固法在辊速为1800 r/min下制备的Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金薄带为完全非晶态;在热挤压过程中Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金中有Mg_2Cu和Mg晶体相析出,其显微硬度比薄带有所提高,这与合金中细小Mg_2Cu颗粒的弥散析出有关;在450 ℃保温4 h后的热挤压Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金中没有新相析出;随着热处理温度的升高或保温时间的延长,由于Mg_2Cu颗粒出现重溶及聚集长大现象,使得热挤压Mg_(80)Cu_(10)Y_(10)合金的显微硬度表现出逐渐下降的变化趋势.     

固溶处理对Mg-10.5Gd-1.0Y-1.0Zn-0.5Zr铸造镁合金的显微组织和力学性能的影响

对Mg-10.5Gd-1.0Y-1.0Zn-0.5Zr镁合金进行480℃固溶保温16 h的热处理试验,研究了固溶处理对铸态合金显微组织和力学性能的影响。结果显示:试验合金的铸态组织主要是由α-Mg、共晶组织组成的第二相Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5和少量的片层状的LPSO结构相(主要是Mg_(12)YZn相)组成。试验合金经480℃保温16 h固溶处理后,合金的第二相的类型没有发生改变,但是Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5的数量下降了,而LPSO结构相(主要是Mg_(12)YZn相)的数量有所上升。试验合金经过480℃保温16 h的固溶处理后,合金的强度上升了,但是塑性有所下降,因此,合金的固溶处理可以改善其力学性能。