热处理及热挤压对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr组织及常温力学性能的影响

通过力学和显微硬度测试、能谱和X射线衍射分析以及光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察,对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经均匀化、挤压变形及时效处理后的显微组织和常温力学性能进行研究。结果表明,铸态合金经520℃/16 h均匀化处理后网状共晶消除,并有黑色方块相生成,强度和塑性显著提高;挤压变形后的合金,抗拉强度σb达304.5 MPa,比挤压前提高25%,屈服强度σ0.2成倍增加,达268.7 MPa;在200℃时效20 h后峰值硬度达到137 HV;再经挤压和峰值时效后最终σb为370 MPa,比挤压态合金试样提高22%,屈服强度σ0.2为295.6 MPa,提高10%,但伸长率δ略有下降;该合金在室温下的断裂方式是脆性和韧性断裂兼有的混合断裂。     

热处理工艺对挤压态Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析、析氢法及动电位极化曲线,研究了不同热处理工艺对挤压态Mg-12Gd-3Y-0.6Zr镁合金显微组织和腐蚀性能的影响。实验结果表明合金T4态耐蚀性最好,经T5、T6处理耐蚀性变差。     

Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的热处理工艺优化

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏硬度计等仪器观察和分析了不同热处理工艺对Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明,铸态Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的组织主要由α-Mg基体和第二相(Mg₁₂Nd相和Mg₅Gd相)组成,经过热处理后合金组织中的相没有发生改变。铸态合金中的第二相主要以沿晶界分布的不连续网状和在晶粒内部的颗粒状形式存在,经固溶处理大部分第二相融入基体,后经时效处理又重新析出,此时合金中的析出相细小且弥散分布。Mg-4Nd-2Gd-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃固溶8 h,然后在225℃时效8 h,此时,合金的硬度达到峰值,为42.9 HV。     

时效对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr挤压合金组织与性能的影响

文章研究了对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金在时效过程中的微观组织.在225℃时效初期硬度缓慢上升,之后硬度急剧上升,24 h出现了明显的时效硬化峰,然后硬度开始下降.微观结构的分析结果表明,在初期(2 h)产生了大量弥散分布的具有DO19结构的β",而在峰值时(24 h)出现具有bco的β',在持续时效(384 h)时出现亚稳相β1,而在后来的长时间时效(1 000 h)时出现β1在原位转变的平衡相β.     

Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金的二次挤压热变形行为

采用Gleeble-1500型热模拟机在变形温度为360~480℃、应变速率为0.01~10 s-1、真应变为0~0.7的条件下,研究Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金二次挤压过程的热变形行为,获得其热变形工艺参数,并分析热变形后的显微组织。结果表明:合金的峰值应力随应变速率的增大而提高,随应变温度的升高而降低;在变形温度、应变速率相同的情况下,一次热模拟的峰值应力均大于二次热模拟(450℃,10 s~(-1)除外);合金二次挤压过程的流变应力可以采用含Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式来描述;由于二次热模拟试样中位错及晶界运动增强,使二次热模拟的激活能(Q)、应力指数(n)均小于一次热模拟的相应参数,导致二次挤压较一次挤压容易发生再结晶。     

RE/Zn比值对Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响

设计Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金(x=0, 1.1%, 1.6%, 2.3%, 4.6%,质量分数),对应的RE/Zn原子比分别为：不含Zn、1∶1、2∶1、3∶1和4∶1,通过改变RE/Zn比值来调控固溶态Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金中LPSO相和共晶相的体积分数,探明固溶处理过程中层片状的LPSO相的调控及形成机理,改善合金的综合力学性能。通过OM、SEM、TEM以及室温拉伸实验,研究不同RE/Zn比值对铸造Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,在未加Zn时,铸态合金组织由α-Mg、Mg₅RE和富稀土相组成,随着Zn的加入Mg₅RE相转化为(MgZn)₃RE相,且第二相的体积分数显著提高。对铸态合金固溶处理后,不含Zn的合金第二相完全溶于基体,而随着Zn含量增加,晶界处残余的共晶相逐渐增加,并在晶粒内形成层片状的LPSO结构相,当RE/Zn原子比为3∶1时,合金室温屈服强度、抗拉强度和伸长率分别122 MPa、228 MPa和14.0%,此时具有最佳的综合力学...     

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度测试、热分析、能谱分析以及X射线衍射(XRD)等手段,研究Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金铸态和520℃固溶处理不同时间后的显微组织以及显微硬度分布.结果表明:Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经520℃/16 h固溶处理后,铸态时的...     

固溶参数对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金组织及性能的影响

以高稀土含量Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金为研究对象,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)和维氏硬度(HV)等测试方法,研究了固溶参数对该合金微观组织及显微硬度演变的影响规律.结果 表明:周溶态组织中主要存在有沿晶界分布的块状14H-LPSO相和随机分布于基体上的方块状富(G...     

微量Nd和Sc对Al-6.5 Mg-0.5Mn 合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6.5Mg-0.5Mn合金的显微组织及力学性能的影响.结果表明:分别单独添加Nd, Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65 MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成.     

拉伸速率对Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金强度的影响

研究了250℃时不同拉伸速率对高强耐热镁稀土合金Mg-12Gd-2Y-Sm-0.5Zr强度的影响,对时效态合金的显微组织进行了观察分析。结果发现:在研究范围内,拉伸速率对合金力学性能有一定影响,在250℃条件下,随着随拉伸速率从0.5 mm/min升高到4 mm/min,屈服强度有所提高,合金抗拉强度先升高后降低,拉伸速率为2 mm/min时抗拉强度达到最大值314.6 MPa。研究认为,拉伸速率通过改变合金的形变强化及裂纹扩展行为对合金的力学性能产生影响。     

Mg-9Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金组织和耐蚀性能研究

通过OM、SEM和XRD实验观察并研究了Mg-9Gd-2Y-Sm-0.5Zr(%质量分数)合金的微观组织和析出相,并采用腐蚀失重实验对合金的耐蚀性能进行了测试。结果表明,Mg-9Gd-2Y-Sm-0.5Zr合金微观组织主要由沿晶界分布的枝状共晶相和少量分布在晶内的小颗粒状相组成;析出相有α-Mg,Mg5Gd和Mg24Y5相。实验研究了该合金在不同浓度的NaCl溶液中的耐蚀性能,结果表明该合金腐蚀程度随着NaCl浓度的增加而增加,腐蚀产物以Mg(OH)2为主,腐蚀速率较低,耐蚀性能较好。     

微量Nd和Sc对A1-6．5Mg-0．5Mn合金组织及力学性能的影响

采用拉伸力学性能测试、扫描电镜及透射电镜观察等手段研究了微量Nd和Sc对Al-6．5Mg-0．5Mn合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：分别单独添加Nd,Sc使合金的抗拉强度均有所提高;同时添加Nd和Sc可使合金的抗拉强度、屈服强度分别提高65MPa、55MPa,但合金的伸长率有所降低;合金中晶界上形成含Nd或Sc的化合物,这些化合物钉扎亚晶界、从而抑制合金的再结晶晶粒的形成。     

Mg-5Gd-3Y-0.8Zr合金的微观组织及耐NaCl溶液腐蚀性能研究

系统研究了Mg-5Gd-3Y-0.8Zr合金的微观组织和耐蚀性能,通过静态失重法测定了其在NaCl溶液中的腐蚀速率。结果表明:铸态合金主要由基体α-Mg和方块状β相(Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5)组成,时效处理后分布在晶界处的共晶β相数量明显增加;在NaCl溶液中腐蚀12 h以后镁合金的腐蚀速率明显增加,在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中腐蚀24 h后,镁合金已被严重腐蚀,表面布满腐蚀坑和未脱落的白色腐蚀产物;镁合金易产生沿晶腐蚀,方块状共晶β相颗粒可有效阻止表面腐蚀沿晶界向镁合金内部扩展,从而提高镁合金的耐蚀性。     

Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3Ag-0.15Zr合金固溶工艺的研究

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,以及通过力学性能和电导率测试验证,研究J,新型Al-4.8Cu-0.5Mg-0.3 Ag-0.15Zr合金挤压板带的固溶工艺,研究结果表明:(520～525)℃×(1.5～2)h是较适合该合金的单级固溶工艺,材料在该固溶制度下进行160℃×24 h时效后能够获得515～526 MPa的室温抗拉强度和14%～15%的伸长率,以及41.7%IACS的电导率.     

时效态Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金的拉伸断裂行为

研究了时效显微组织对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金断裂行为的影响.结果表明:473K低温时效时,析出相小而密,由晶界析出相(GBP)引发的微裂纹在晶界处产生并沿晶内的择优取向扩展;温度达到523K时,GBP长大,应力集中仅在某些大尺寸GBP处出现,并引发GBP与基体分离,而产生微孔,微孔的聚集与长大导致了合金的断裂.微裂纹沿着孪晶与基体的界面扩展,在断口形成平滑刻面,而GBP的存在会加剧这一趋势.时效温度升高后,孪晶与GBP数量减少,滑移变形加剧,导致平滑刻面数量减少.

     

Al对铸态Mg-9Gd合金组织和力学性能的影响

研究了铸态Mg-9Gd-xAl合金组织及力学性能变化规律.研究表明,当Mg-9Gd合金中添加的Al含量小于1.0％时,晶粒尺寸随Al含量增加急剧减小,而当Al含量大于1.0％时,其细化晶粒效果不明显.添加Al元素后会改变合金中第二相的分布以及形态,随着Al含量的增大,短棒状的Mg5Gd相逐渐减少并最终消失;而Mg-Gd...     

Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金的蠕变行为

研究Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金在不同温度(200~300℃)和应力(30~110MPa)条件下的蠕变行为,利用金相显微镜、透射电镜等分析蠕变过程中合金组织的演变。结果表明:温度较低时(200~250℃),蠕变曲线分为瞬时和稳态蠕变两部分,利用Arrhenius公式计算出合金的平均应力指数n=2,由此判断蠕变机制是晶界滑移机制,平均蠕变激活能Q=85.6kJ/mol;当温度为300℃时,合金经过短暂的瞬时蠕变和稳态蠕变阶段后,很快进入断裂阶段。n=4.2,蠕变机制为位错攀移机制,Q=145.5 kJ/mol。在温度较低时,稀土元素所形成的析出相β￠相阻碍位错的运动,从而提高合金的抗蠕变能力;随蠕变温度升高,析出相转变为β相,在晶界处聚集长大,使晶界处易产生应力集中,促使孔洞的形成,导致合金发生蠕变断裂。     

挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金高温时效析出机制

利用扫描电镜和能谱仪对挤压态Mg-13Gd-4Y-0.4Zr合金在300℃/2～32h的时效析出相进行研究。结果表明,经300℃/2～4h时效后合金中有大量白色块状相析出,它是由大量的合金元素组成;经300℃/8～32h时效后,合金中析出两种相,一种是白色块状相,另一种是在晶内析出的片状相,它含有的溶质元素略高于基体。晶内析出的片状相沿3个方向排列析出,3个方向之间互成120℃夹角,呈现出严格的位向关系。析出物的形态和分布取决于溶质元素的浓度。在溶质元素浓度高的区域先析出含有大量溶质元素白色块状相;随后析出的片状相的疏密程度也取决于溶质元素的浓度。     

Mg-6Al-1Zn-Y镁合金组织及力学性能的研究

在Mg-6Al-1Zn合金的基础上添加不同质量分数的Y（分别为0％，0．5％，0．9％，1．4％），制备了4种实验合金，研究了Y的添加对合金组织性能的影响。通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜、电子探针等手段分析了Mg-6Al-1Zn合金添加Y后组织结构的变化。研究结果表明，添加了不同含量Y的合金中都出现了一种新相Al2Y相。随着Y含量的增加，Al2Y相数量增多而Mg17Al 12相则减少。Y能细化合金铸态及挤压态显微组织，其细化作用在添加了0．9％Y的镁合金中尤为明显。铸态合金室温拉伸试验表明：该合金具有最佳的综合力学性能。当Y含量添加至1．4％时，Al2Y相变得粗大且出现团聚现象而导致了拉伸性能的下降。经过挤压后，合金的力学性能大幅度上升。     

Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响

研究了Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响。结果表明,加入Y后基体晶粒得到明显细化,同时基体中出现点状Al2Y化合物。加入质量分数为1.2%的Y可使Mg-5.5Al合金的晶粒直径由333μm细化到171μm。当合金中Y加入量超过1.2%时,基体中的Al2Y相逐渐偏聚长大,从而降低晶粒细化效果。