Mg-(11-13)Gd-1Zn变形镁合金的组织和力学性能

制备了3种成分的Mg-Gd-Zn三元合金,并对其显微组织和力学性能进行了较系统的研究.结果表明,Mg-（11-13）Gd-1Zn（质量分数,%）三元合金的铸态组织由α-Mg,（Mg,Zn）₃Gd和具有14H结构的长周期堆垛有序相（14H-LPSO）组成;（Mg,Zn）₃Gd呈现典型的网状共晶形貌,其体积分数随Gd含量的增加而增大.热挤压过程中（Mg,Zn）₃Gd相破碎,其颗粒沿挤压方向排列,而14H-LPSO相则分布于条状分布的（Mg,Zn）₃Gd颗粒之间.铸态和挤压态合金在高温固溶处理后,14H-LPSO相的体积分数增加,大部分（Mg,Zn）₃Gd相溶入基体.挤压态合金经固溶和时效（T6）处理后,显微组织中14H-LPSO相的体积分数大幅度增加,而且出现了β′和β₁沉淀颗粒.对挤压后的合金直接进行时效处理（T5）过程中也形成了β′和β₁沉淀,但14H-LPSO相没有显著增加.3种合金中Mg-11Gd-1Zn合金在T6态的性能最好,抗拉强度高达416 MPa.     

Zn含量对Mg-6Gd-4Y变形镁合金显微组织与力学性能的影响

研究了Mg-6Gd-4Y(wt.%)合金与添加1％Zn的Mg-6Gd-4Y-1Zn合金的显微组织与力学性能。结果表明：Mg-6Gd-4Y合金的铸态组织由?-Mg基体和Mg24(GdY)5两相组成。而含有Zn的Mg-6Gd-4Y-1Zn合金的铸态组织则主要由α-Mg,Mg24(GdY)5和具有18R-LPSO结构的Mg12Y1Zn1相组成。挤压后,在含锌合金中发现了14H-LPSO相,分布于条状分布的Mg12Y1Zn1之间。14H-LPSO相的形成机理为沉淀析出,反应可表示为α-Mg′→α-Mg + 14H。Zn含量对β系列沉淀物没有明显的影响。在Mg-6Gd-4Y合金和Mg-6Gd-4Y-1Zn合金上进行的时效（T6和T5）处理均引起β"析出相的形成。T6处理后的Mg-6Gd-4Y-1Zn合金具有高拉伸强度和良好的延展性,屈服强度（YS）,抗拉强度（UTS）和延伸率分别为309MPa,438MPa和6.8％。这是18R-LPSO相与细小弥散分布的14H-LPSO相和β"沉淀相共同作用的结果。     

含长周期结构Mg-(2,3,4)Y-1Zn合金的显微组织和力学性能

制备并研究了Mg-（2,3,4）Y-1Zn（原子分数,%）三元合金在铸态、退火、挤压和固溶处理时的显微组织和力学性能.结果表明,随着Y/Zn原子比的升高,铸态合金的显微组织由WZ21和WZ31合金的两相组织(α-Mg+Mg₁₂YZn)转变为WZ41合金的三相组织(α-Mg+Mg₁₂YZn+Mg₂₄Y₅).其中Mg₁₂YZn相连接成网状,为18R-LPSO结构,Mg₂₄Y₅相分布于Mg₁₂YZn相之间.退火时,WZ21和WZ31合金中部分18R相溶解,基体中析出大量14H-LPSO层片.经过挤压,18R-LPSO相沿挤压方向呈带状排列,退火析出的14H层片整体平动,在α-Mg中仍相互平行.固溶处理后,18R相继续溶解,14H相析出并长大.此时,随Y/Zn原子比升高,合金中14-LPSO相体积分数增加.3种合金挤压态的性能优于相应的铸态、退火态和固溶处理态,随着Y含量的增加,合金强度不断升高,塑性下降,挤压态WZ41合金在室温时抗拉强度达到350 MPa以上.     

时效处理对挤压态Mg_(94)Y_4Ni_2合金微观组织和力学性能的影响

采用OM、SEM、TEM和电子万能试验机系统地研究了时效处理对挤压态Mg_(94)Y_4Ni_2合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,挤压态合金由α-Mg基体和平行于挤压方向的条状18R-LPSO相组成,合金经过225℃/30 h峰值时效处理后,α-Mg基体内部析出大量β'共格沉淀相。时效态合金的极限抗拉强度达到446 MPa,比挤压态合金进一步提高,但塑性略有下降。断口扫描观察表明,合金的失效模式由挤压态合金的α-Mg相破坏转变为时效态合金中18R-LPSO相分层破坏。     

热处理对Mg-Gd-Y变形镁合金组织与力学性能的影响

制备了3种不同成分的Mg-Gd-Y三元合金,并对其显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,Mg-6Gd-(2-4)Y三元合金的铸态组织由α-Mg和呈现典型的网状共晶形貌的Mg24(GdY)5相组成,其体积分数随Y含量的增加而增大.热挤压过程中Mg24(GdY)s相破碎,呈颗粒状沿挤压方向排列.挤压态合金在高温固溶处理后,大部分Mg24(GdY)5相溶入基体.挤压态合金在固溶+时效(T6)处理和直接时效(T5)处理过程中都形成了β沉淀.3种合金中Mg-6Gd-4Y合金在T5态的性能最好,强度高达350 MPa.     

含长周期堆垛有序结构Mg94Zn2Y4挤压态合金的显微组织与力学性能

采用SEM和TEM等分析方法研究包含长周期堆垛有序结构的挤压态Mg94Zn2Y4合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态Mg94Zn2Y4合金由18R-LPSO和α-Mg两相组成。挤压后,长周期相分层,并形成宽度为50~200 nm的α-Mg 薄片。合金经498 K时效处理36 h后达到时效峰值,在其组织中析出β′相,该析出相的出现显著提高了α-Mg基体的显微硬度,从HV108.9增加到HV129.7;而LPSO结构的显微硬度稳定在HV145左右。TEM分析及其电子衍射花样表明,β′相与α-Mg和LPSO结构具有独特的位相关系,其原子最密排面的堆垛方向垂直于α-Mg和LPSO相最密排面的堆垛方向。由于β′相和18R-LPSO相的共同存在,处于时效峰值态的Mg94Zn2Y4合金的抗拉强度达到410.7 MPa。     

挤压态Mg-Dy-Cu合金板材的显微组织及时效硬化行为

采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜及显微硬度计等研究挤压Mg-2Dy-0.5Cu(摩尔分数,%)合金板材的显微组织及时效硬化行为。结果表明:铸态合金主要由α-Mg枝晶、分布在枝晶间片层状的18R-LPSO相以及少量不规则的MgDy_3颗粒相组成。挤压后,合金发生动态再结晶,粗大的LPSO相碎化并沿挤压方向排列,少量细小片层状的14H-LPSO相在再结晶的α-Mg晶粒内析出。随着时效时间的增加,14H-LPSO相的体积分数逐渐增加并粗化,合金的硬度增加且在72 h达到峰值。合金峰值硬度的产生主要归结为高体积分数14H-LPSO相的析出强化。     

Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的显微组织与力学性能

对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金铸态、固溶态(T4)和时效态(T6)的显微组织、室温力学性能和断裂行为进行了研究。研究结果表明,NZ30K合金铸态时由α-Mg与分布在晶界的Mg12Nd相组成;固溶处理态时由过饱和α-Mg固溶体和晶粒内部细小的含Zr化合物组成;时效处理态时细小片状析出相从棱柱面析出,同时晶粒内部细小的含Zr化合物仍然存在。不同的时效处理工艺下时效析出相种类不同,200℃峰值时效态时为β″亚稳相,250℃×10h时效态时为β′亚稳相。合金经过200℃峰值时效处理后具有最佳的室温力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为142MPa、305MPa、11%。合金的断裂方式与其状态有关,铸态合金以沿晶断裂为主,固溶处理态和200℃峰值时效态合金以穿晶解理断裂为主,250℃×10h时效态合金为穿晶和沿晶混合型断裂。     

挤压和热处理对ZM61镁合金组织和性能的影响

研究均匀化、挤压以及热处理对Mg-5.77%Zn-0.94%Mn(ZM61)(质量分数)镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:ZM61铸态组织呈枝晶结构,枝晶间网状的和枝晶内颗粒状的金属间化合物为Mg7Zn3;经(330℃,8 h)+(420℃,2 h)的两级均匀化处理后,化合物绝大部分溶解于基体;两级均匀化处理可大幅降低合金的挤压温度(降低幅度30℃)、减少挤压态组织中的残余流线、提高挤压态合金的伸长率、缩短固溶时间,但并未明显细化挤压态合金的晶粒;对于可时效强化的ZM61变形镁合金来说,晶粒大小对其力学性能的影响不大,起主要强化作用的是时效析出相的类型、尺寸和弥散程度;ZM61在时效过程中主要析出沿[0001]α-Mg的β1′杆状相和平行于(0001)α-Mg的β2′盘状相的析出相,其中β1′杆状相为起主要强化作用的析出相。     

Mg-8Li-4Al-0.3Y合金的微观组织与力学性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段系统研究了铸态、固溶处理态和挤压态Mg-8Li-4Al-0.3Y(质量分数,%)合金的微观组织,测试了其室温力学性能。实验结果表明:铸态实验合金主要由α-Mg、β-Li、Al2Y和AlLi相以及MgAlLi_2相组成;固溶处理后合金中在相界处分布的MgAlLi_2化合物相消失,大量AlLi相发生分解并固溶于合金基体中,仅剩下部分尺寸较大的AlLi相。在挤压过程中合金发生动态再结晶,显微组织明显细化,组织更加均匀。固溶处理后合金基体硬度明显高于铸态合金;与铸态相比,挤压态合金的综合力学性能得到大幅提升,其抗拉强度和延伸率分别达到208 MPa和25.1%。     

Zn含量对Mg-Gd-Zn合金显微组织与力学性能的影响

研究了3种成分的Mg-11Gd-(1,1.5,2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大,且其热稳定性不断提高。同时,合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低,其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时,合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加,合金在200℃高温下的抗蠕变性能也略有下降,但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金。     

Microstructures and Mechanical Properties of Mg-2Y-xZn (x=1, 2, 3 at%) Alloys

研究了Mg-2Y-xZn(x=1,2,3 at%)合金在铸态、退火态和挤压态的显微组织与力学性能。结果表明:随着合金中Zn含量的增加,合金显微组织中第二相依次为18R-LPSO相、(LPSO+W)混合物和W相。在退火过程中,层片状的14H-LPSO结构析出并沿块状18R-LPSO结构向基体中生长,W相由铸态时弯曲的条纹状转变为颗粒状。经过挤压变形后,LPSO结构和W相均沿挤压方向排列,合金性能得到大幅度提高,其中Mg-2Y-1Zn合金具有最好的室温力学性能,抗拉强度为320 MPa,延伸率达到11.2%。     

双级时效热处理ZM5合金的显微组织和力学性能

以ZM5合金为研究对象,通过显微组织分析和力学性能测试等手段,研究了其不同状态的显微组织和力学性能。结果表明,铸态ZM5合金中存在呈网状分布的粗大不规则块状β-Mg₁₇Al₁₂相;固溶处理后,β-Mg₁₇Al₁₂相溶入α-Mg基体中,仅有少量残余的AlMn相;经T6处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相;经双级时效处理后,沿晶界析出片层状β-Mg₁₇Al₁₂相及在晶内析出细小的针片状β-Mg₁₇Al₁₂相。与铸态相比,热处理后ZM5合金的抗拉强度大幅提升;经双级时效处理后,其抗拉强度可达285MPa,比T6处理后的抗拉强度高20MPa。     

Microstructure and mechanical properties of as-extruded Mg-Sn-Zn-Ca alloy with different extrusion ratios

The effect of extrusion ratio on microstructure and mechanical properties of as-extruded Mg-6Sn-2Zn-1Ca (TZX621) (mass fraction, %) alloy was investigated. It is found that incomplete dynamic recrystallization (DRX) took place in as-extruded TZX621 alloy. As the extrusion ratio was increased from 6 to 16, both fraction of un-DRXed grains and average size of DRXed grains in as-extruded TZX621 alloy decreased and the basal texture was weakened. Coarse CaMgSn phase was broken into particles and fine Mg₂Sn phase precipitated from α-Mg matrix during hot extrusion. Yield strength, ultimate tensile strength and elongation of as-extruded TZX621 alloy with extrusion ratio of 16 reached 226.9 MPa, 295.6 MPa and 18.1%, which were improved by 36.0%, 17.7% and 13.5%, respectively, compared to those of as-extruded TZX621 alloy with extrusion ratio of 6.     

Effect of Al addition on microstructure and mechanical properties of Mg−Gd−Zn alloys

The microstructure evolution and mechanical properties of Mg?15.3Gd?1Zn alloys with different Al contents (0, 0.4, 0.7 and 1.0 wt.%) were investigated. Microstructural analysis indicates that the addition of 0.4 wt.% Al facilitates the formation of 18R-LPSO phase (Mg₁₂Gd(Al, Zn)) in the Mg?Gd?Zn alloy. The contents of Al₁₁Gd₃ and Al₂Gd increase with the increase of Al content, while the content of (Mg, Zn)₃Gd decreases. After homogenization treatment, (Mg, Zn)₃Gd, 18R-LPSO and some Al₁₁Gd₃ phases are transformed into the high-temperature stable 14H-LPSO phases. The particulate Al?Gd phases can stimulate the nucleation of dynamic recrystallization by the particle simulated nucleation (PSN) mechanism. The tensile strength of the as-rolled alloys is improved remarkably due to the grain refinement and the fiber-like reinforcement of LPSO phase. The precipitation of the β′ phase in the peak-aged alloys can significantly improve the strength. The peak-aged alloy containing 0.4 wt.% Al achieves excellent mechanical properties and the UTS, YS and elongation are 458 MPa, 375 MPa and 6.2%, respectively.     

挤压及时效处理对铸造Mg94Zn25Y25Mn1合金组织与力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜等研究了Mg94Zn25Y25Mn1合金正挤压及随后200℃等温时效过程中的组织与力学性能变化。结果表明：Mg94Zn25Y25Mn1合金挤压过程发生动态再结晶,晶粒明显细化,颗粒状的形（Mg3Zn3Y2）相弥散分布,晶界处X相和晶内的14H相发生了小角度变形扭折;挤压态Mg94Zn25Y25Mn1合金经时效50h处理后,可以实现组织均匀化,消除大部分挤压缺陷,抗拉强度高达345MPa,伸长率为22．5％左右。     

钇含量对Mg-xY-1.5LPC-0.4Zr合金的时效硬化和力学性能的影响(英文)

研究钇含量对Mg-xY-1.5LPC-0.4Zr镁合金的时效硬化、显微组织和力学性能的影响(其中LPC代表富镧混合稀土金属)。当将Y加入Mg-1.5LPC-0.4Zr时,随着Y含量的增加,合金的时效硬化反应相应增强,晶粒尺寸变小,强度增加。当将Y添加到Mg-1.5LPC-0.4Zr合金中时,时效析出相发生改变,由Mg-LPC基合金的稳态Mg12RE相转变为Mg-Y基合金的亚稳态β′相,且随着Y含量的增加,β′相的数量也相应增多。在合金晶界上还发现了稳态立方形的β-Mg24Y5相。对于Mg-Y-LPC-Zr合金,拉伸性能的改善主要归功于均匀、弥散分布的β′相,在晶界上的β-Mg24Y5相对合金的晶界也有明显的强化作用。当Y含量达到6%时,合金的拉伸强度最大,合金在室温和250°C的抗拉强度分别是250 MPa和210 MPa。     

挤压态Mg-6Zn-xEr合金的微观结构和力学性能

研究铸态、挤压态和挤压峰值态的Mg-6Zn-xEr合金的微观组织和力学性能。结果表明,Er的加入可显著改善Mg-6Zn合金的力学性能,经过峰值时效后合金的力学性能得到进一步提高;挤压态Mg-6Zn-0．5Er合金经过峰值时效处理后具有最佳的拉伸强度。该合金的抗拉强度和屈服强度分别为329MPa和183MPa,伸长率为12％。这表明添加0．5％Er可显著提高Mg-6Zn合金的时效硬化行为。挤压峰值态Mg-6Zn-0．5Er合金较好的力学性能归因于结构的细化和β1相的析出强化。