Zn含量对Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜以及拉伸试验机,研究Zn含量对时效态Mg-9Gd-4Yx Zn-0.5Zr(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金组织和力学性能的影响。结果表明:时效态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5(Gd,Y)组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5(Gd,Y,Zn)相和Mg12Zn(Gd,Y)相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%以下时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。当Zn含量达到1%时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为279.4 MPa和220 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。     

Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金动态再结晶临界条件及动力学模型的构建

在300～400℃、0.003～1 s^-1变形条件下，采用Gleeble-1500型热模拟试验机对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金进行热压缩实验。依据加工硬化率曲线拐点特征构建了合金热变形过程中的动态再结晶临界应变模型，并根据临界条件构建了合金的动态再结晶动力学模型，并分析了不同变形条件对合金动态再结晶的影响。结果表明：变形温度和应变速率对Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的热变形行为有显著的影响，其流变曲线表现出典型的动态再结晶特征，并且提高变形温度和降低应变速率都将促进动态再结晶的发生；在本实验条件下，Mg-8Al-1Zn-1Y镁合金的加工硬化率曲线均具有拐点特征，得到了合金在变形温度为300～400℃及应变速率为0.003～1 s^-1条件下所对应的临界应变ε_c和峰值应变ε_p,并获得了合金临界应变模型和动态再结晶动力学模型，合金显微组织特征验证了所获得的临界应变模型和动态再结晶模型的准确性。     

Al对Mg-12Gd-3Y-1Sm合金显微组织和耐蚀性的影响

采用静态质量损失法和电化学测试实验等研究了Al元素添加对时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm合金耐蚀性的影响.采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对合金的微观组织及腐蚀产物的物相和形貌进行了观察分析.结果 表明:Mg-12Gd-3Y-1Sm时效态合金组织由α-Mg基体和Mg5Gd、Mg24Y5和Mg41Sm5相组成,添加Al元素后,合金中出现了Al2RE相.随着Al元素添加量的增加,时效态合金的晶粒先减小后增大,当Al添加量为0.8％时,合金晶粒最细小,第二相最均匀.Al的添加能显著提高合金的耐蚀性,但当Al添加量超过0.8％时合金耐蚀性又开始略有降低,添加0.8％Al的合金具有最佳的耐蚀性,这与电化学测试分析结果相一致,合金腐蚀产物主要为Mg(OH)2和少量的Al2RE.     

Mg-11Gd-2Y-1.5Ag-0.5Zr合金的高温蠕变行为

本工作研究了Mg-11Gd-2Y-1.5Ag-0.5Zr合金在225～275℃/110～150 MPa条件下的高温蠕变行为和组织演变.结果表明:合金在225℃/110～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=3.4,蠕变机制为位错滑移机制;在250℃/110～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=4.7,蠕变机制为位错滑移机制;在275℃/110～130 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=5.8,蠕变机制为位错滑移机制;在275℃/130～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=10.5,幂律蠕变定律失效,蠕变机制较为复杂.根据蠕变激活能Q值对蠕变机制的分析结果与蠕变激活能n值分析结论基本一致.合金在同一温度下,晶粒尺寸随着应力的增大而增大;在同一应力下,晶粒尺寸随着温度的升高而减小.在本研究中,110～150 MPa的高应力范围内,合金在250℃以下有着良好的抗蠕变性能.     

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、XHB-3000型布氏硬度计和万能电子拉伸实验机等研究了Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金的最佳热处理工艺和热处理对合金显微组织及性能的影响。结果表明:合金的最佳固溶工艺为485℃×16 h+505℃×16 h,时效工艺为225℃×12 h。铸态合金主要由初生相α-Mg基体和大量处于晶界处网络状的Mg5Gd、Mg24Y5、Mg2Ca相组成。经固溶时效后,相种类没有变化,但晶界变得清晰,第二相的形貌显著改变,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上,组织得到明显改善,合金的力学性能显著提高,时效态合金的抗拉强度、屈服强度及硬度均显著优于铸态合金,分别由原来的217 MPa、185 MPa和92 HB增加到265 MPa、228 MPa和121 HB,这主要归功于时效沉淀强化的作用。     

Ag对铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr镁合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜,能谱仪和电子拉伸试验机等研究了不同Ag含量对铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr镁合金的物相、显微组织和拉伸断裂后形貌的影响。结果表明:Ag的添加能在合金中形成新相Ag_2Gd,同时能够提高合金的抗拉强度,细化合金组织,促进第二相在晶界处的析出;当Ag的添加量为1.5%时,合金的抗拉强度达到最大值226 MPa;当Ag的添加量为2%时,合金的晶粒尺寸最小,为46.5μm,第二相的析出最多。