表面机械研磨处理Mg-Gd-Y合金不同应变层的时效硬化行为和机理

采用表面机械研磨处理(SMAT)在Mg-Gd-Y合金中获得了梯度组织结构,通过维氏硬度计和透射电子显微镜对试样中不同应变层的时效硬化行为和机理进行了研究。结果表明,SMAT后合金表面梯度组织可以分为3层:剧烈应变层、中等应变层和无影响层。在225℃时效,不同应变层的时效硬化行为表现出明显差异。出现峰时效的时间由剧烈应变层、中等应变层到无影响层依次延长;而峰时效时的硬度增量则依次增大。这与不同应变层中沉淀相的形态、分布以及与位错等缺陷的相互作用有关。剧烈应变层显示了最短的峰时效时间和最高的峰时效硬度,说明SMAT表面纳米化对促进Mg-Gd-Y合金的时效硬化有显著效果。     

表面机械研磨处理对热轧态Mg-Gd-Y合金微观组织和力学性能的影响

镁合金由于塑性变形能力较差,采用传统热轧工艺得到的晶粒组织往往较为粗大,导致力学性能不佳。本文采用表面机械研磨处理(SMAT)在热轧态Mg-Gd-Y合金中获得梯度组织,以提高合金的强韧性并揭示相关机理。热轧态合金在峰时效之后,强度显著上升但塑性急剧下降,这是因为沉淀相容易在粗晶内引起应力集中,诱发解理开裂、造成脆性断裂。SMAT试样在峰时效之后,强度相当、而塑性增加,显示了较好的强韧性。这是因为表面细晶层由于均匀变形能力较好导致延性断裂,阻碍了试样内部粗晶层解理开裂对试样截面的贯穿,从而抑制了早期开裂,使塑性得以提升。