Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

热处理对压铸Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金组织性能的影响

采用气体保护法制备Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83K)合金,并冷模压铸成拉伸试样。通过光学显微镜、扫描电镜观察及力学性能测试等分析合金压铸态和不同热处理状态下的显微组织及力学性能。结果表明:冷模压铸GW83K合金经热处理后,其力学性能较压铸态均有所提高,尤其是经低温短时固溶处理(T4)后的合金,其晶粒度变化不大,组织比较均匀,片层状的共晶体消失,第二相以不连续的棒状或粒状分布于晶界处。GW83K-T4合金的室温拉伸性能可达到σb=261.7MPa,σs=240.8MPa,δ5=6.0%,比压铸态合金分别提高了21%,28.4%和30.4%,且该合金具有较好高温力学性能。     

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。     

Ca和Gd对压铸Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金组织及性能的影响

在冷室压铸机上制备了Mg-6Gd-3Y-0.5Zr(GW63K)、Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83K)和Mg-6Gd-3Y-0.3Ca-0.5Zr(GWC630K)合金.通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及力学性能测试等研究了Ca、Gd对GW63K合金组织及力学性能的影响.结果表明:在GW63K合金基础上,添加Ca或Gd均可以使合金组织得到细化,并使得晶界上稀土相的数量明显增加.Ca主要溶于基体中,使合金中Gd、Y稀土元素更多地溶入基体,并使稀土相以短棒状或粒状分布于晶界.Gd主要分布于晶界上的稀土相中.Ca的加入有利于提高合金室温拉伸力学性能,而Gd的加入更有助于提高合金的高温强度.     

Sm对时效态Mg-12Gd-2Y-0.5Zr合金组织与力学性能的影响

通过组织观察、拉伸试验和断口分析,研究了Mg-12Gd-2Y-（0,0.5,1.0,1.5）Sm-0.5Zr合金的显微组织和20～300℃下的力学性能。结果表明,随着Sm含量的增加,合金晶粒细化,屈服强度及高温抗拉强度显著提高。同时,随着温度的升高,合金的抗拉强度具有反常的温度效应。     

热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响（英文）

采用金相分析、SEM、硬度试验和拉伸试验等方法分析和测试砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金在T6态(固溶后空冷然后时效)下的显微组织和室温力学性能,讨论该合金的断裂机理。结果表明,砂铸Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在225°C和250°C时效下的最优T6热处理工艺分别为(525°C,12 h+225°C,14 h)和(525°C,12 h+250°C,12 h)。峰时效下T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg+γ+β′相组成,2种峰时效热处理工艺下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339.9 MPa、251.6 MPa、1.5%及359.6 MPa、247.3 MPa、2.7%。在不同热处理工艺下Mg–10Gd–3Y–0.5Zr合金断裂的类型不同,峰时效态合金的断裂方式为穿晶准解理断裂。     

Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金的组织和性能北大核心CSCD

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪以及拉伸试验机,研究了不同热处理对Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明:不论是铸态、固溶态,还是时效态,合金组织都主要由α-Mg基体以及稀土化合物Mg5(Gd,Y,Zn)、Mg24(Y,Gd,Zn)5和Mg12Zn(Gd,Y)组成;但铸态下合金中第二相主要为Mg5(Gd,Y,Zn),在晶内呈平行的流线状排列,晶粒粗大。通过固溶时效处理,Mg12Zn(Gd,Y)相在晶界处析出并向晶内生长,成为合金的主要强化相,其强化方式主要为固溶强化和时效强化。室温下,铸态合金抗拉强度为138 MPa,伸长率为2.16%,时效态合金抗拉强度为223 MPa,伸长率为3.94%,合金力学性能得到明显提升。     

稀土元素Dy对Mg-2Zn-0.5Zr生物镁合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、浸泡实验、电化学测试、扫描电镜(SEM)以及光学显微镜(OM)等方法研究了Dy含量对Mg-2Zn-0.5Zr-xDy生物镁合金微观组织、耐腐蚀性能和力学性能的影响。结果表明:随Dy含量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐变小,第二相逐渐增多且主要沿晶界分布,合金的平均腐蚀速率先降低后升高,合金的力学性能先升高后降低;当Dy含量为1.5 mass%时,合金的耐蚀性能和综合力学性能均最好,平均腐蚀速率从未添加稀土元素时的1.28 mm/a降为0.92 mm/a,抗拉强度和伸长率分别为154 MPa和8.6%。     

挤压变形对Mg-5.0Y-7.0Gd-1.3Nd-0.5Zr合金组织和性能的影响

对Mg-5.0Y-7.0Gd-1.3Nd-0.5Zr(EW75M)合金在不同条件下挤压变形后的组织和性能进行测试。结果表明:随着挤压比的增大,合金的强度和塑性均大幅度提高,当挤压比增大到20以后,晶粒细化对合金的强化效果趋于稳定;当挤压筒温度由400℃升高到450℃时,合金强度和伸长率的降幅均在5%以内,挤压筒温度在400℃~450℃变化时对合金挤压变形后的性能影响较小;将合金均匀化处理(535℃、24h)后直接进行挤压变形(挤压比20,挤压筒温度400℃,挤压速度1~2m/min),其极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到335MPa、240MPa和16.5%。     

Zr对铸态Mg-7Gd-3Y镁合金组织和性能的影响

在稀土镁合金专用熔剂覆盖和氩气保护下制备了Mg-7Gd-3Y、Mg-7Gd-3Y-0.5Zr两种合金。采用光学显微镜、X射线衍射、室温力学测试对合金的显微组织与力学性能进行了分析,研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响。结果表明,Zr可以极大地细化Mg-7Gd-3Y合金的晶粒;Zr元素的添加,使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了较大提高。     

新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.5Zr的组织和力学性能

研究了新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.45Zr的组织和力学性能。研究表明,试验合金的铸态组织为近等轴晶,主要由α-Mg基体和晶界处的(α-Mg+Mg12Nd)共晶组成。试验确定了固溶试验合金的较优时效处理工艺。试验合金经T6热处理后,室温屈服强度较ZM6合金显著提高。同时,试验合金的高温瞬时抗拉强度、屈服强度以及抗蠕变性能均显著优于ZM6合金。     

稀土微合金化对Mg-9Li-1Zn合金组织性能的影响

通过复合添加0.2%的Y+0.1%的Nd+0.05%的Gd(质量分数,下同)制备了轻质高强Mg-9Li-1Zn-RE合金(LZ91-RE),随后对其进行锻造和冷轧。采用OM、SEM、EDS、XRD、TEM对锻造态和冷轧态LZ91合金和LZ91-RE合金进行组织及物相分析,同时利用拉伸试验机进行力学性能测试。结果表明,LZ91合金组织由α-Mg和β-Li两相组成,添加多元稀土元素后LZ91合金中α相体积分数减少了26.5%,晶粒得到显著细化,同时原位析出了富Y、富Nd、Mg₁₂Nd及Mg₃RE稀土强化相,但存在局部偏聚现象;LZ91-RE合金经过大应变冷轧变形,稀土强化相被破碎细化且分布更加均匀。此外,与LZ91合金相比,锻造态的LZ91-RE合金抗拉强度比LZ91合金提高了13.9%。冷轧态的LZ91-RE合金的抗拉强度比LZ91合金提高了19%,而伸长率只下降了4.4%。     

Ca对Mg-5Al-1Bi合金显微组织和力学性能的影响

使用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪及力学性能测试等试验手段,研究了Ca含量对铸态Mg-5Al-1Bi镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-5Al-1Bi镁合金由α-Mg基体和β-Mg17Al12相组成,加入Ca后,合金晶粒细化,β-Mg17Al12相的数量减少,由连续变得较为分散。当Ca含量达到3%时,合金中生成新的第二相Al2Ca。高熔点相Al2Ca在高温条件下能钉扎晶界,阻碍晶界滑移,有利于提高合金的高温蠕变性能。合金硬度和屈服强度随着Ca含量的增加而提高,而抗拉强度和伸长率下降。     

Effect of Zn Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Cast Mg-10Gd-3.5Er-xZn-0.5Zr Alloys

In this work, the effects of Zn content (0-2 wt%) on microstructural evolution and mechanical properties of cast Mg-10Gd-3.5Er-0.5Zr alloys are studied. The results show that the as-cast Mg-10Gd-3.5Er-xZn-0.5Zr alloys are mainly composed of Mg matrix and secondary (Mg, Zn)₃(Gd, Er) phases distributed along grain boundaries. With the increase in Zn content, the volume fraction of secondary (Mg, Zn)₃(Gd, Er) phases increases and the grains get refined. In the process of solid solution treatment, Zn addition can lead to the formation of long-period stacking ordered (LPSO) structures and the volume fraction of LPSO structures increases with Zn content. In addition, the Zn addition can reduce the vacancy formation energy and accelerate the diffusion rate of RE elements in Mg matrix. Because of the comprehensive effect of secondary phases and the accelerated diffusion rate, the base alloy and 2Zn alloy have less grain growth after solid solution treatment than that of the 0.5Zn alloy and 1Zn alloy. The precipitation process is also accelerated by enhanced diffusion rate. At room temperature (RT), the strengthening effect of β^'+ β₁ precipitates is more effective than that of LPSO structures, so the peak-aged 0.5Zn alloy exhibits the most excellent mechanical performance at RT, with yield strength of 219 MPa, ultimate tensile strength 296 MPa and elongation of 6.4%. While LPSO structures have stronger strengthening effect at elevated temperature than that of β^'+ β₁ precipitates, so the 1Zn alloy and 2Zn alloy have more stable mechanical performance than that of the base alloy and 0.5Zn alloy with the increase in tensile temperature.     

混合稀土和挤压铸造对ZL305合金组织和性能的影响

采用挤压铸造和重力铸造制备出不同混合稀土含量的ZL305合金,研究了混合稀土含量和挤压铸造对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在重力铸造下,添加混合稀土对合金晶粒细化效果明显,当添加0.1%的混合稀土时,ZL305合金的综合力学性能达到最佳,抗拉强度增加到227.88MPa,伸长率为6.47%。相比重力铸造,挤压铸造成形的合金组织明显细化,并且合金铸态的抗拉强度和伸长率都明显提高。添加0.2%的混合稀土时,合金的抗拉强度和伸长率最佳,分别为302.35MPa和7.23%。经430℃×10h固溶处理后挤压铸造合金的性能显著提高。     

均匀化处理和挤压对Mg-Y-RE-Zr合金组织性能的影响

通过调整元素Y的含量,制备了多种Mg-Y-RE-Zr镁合金,对合金不同状态下微观组织和力学性能进行了分析和测试.结果表明,不同合金晶界上的化合物以Mg24Y5,Mg41Nd5,Mg5Gd等为主,随着元素Y含量的增加,晶界上的化合物数量和尺寸增加,晶粒平均尺寸变化较小,保持在50～60μm;经过均匀化处理(535℃×24 h)后,合金中化合物的分布由铸态时连续的岛状分布变为弥散细小的颗粒状分布,Mg5Gd相基本上全部分解并溶入基体中,合金中弥散分布的点状颗粒相主要为Mg24Y5和Mg41Nd5相;经过挤压变形后,合金的组织得到细化,平均晶粒尺寸在20μm左右,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都有大幅度的提高,其中Mg-5Gd-5Y-3Nd.0.5Zr合金表现出了较好的综合力学性能;在设计的合金中,元素Y的含量(质量分数)应控制在5%以下.     

微量Sc对Mg-7Gd-3Y合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和XRD,分析研究了微量Sc对Mg-7Gd-3Y铸态合金组织及其室温和200℃力学性能的影响.结果表明,在合金中加入0.5%的Sc,促进了Mg24(Y,Gd)5和Mg5(Gd,Y)相的析出,降低Gd在Mg24(Y,Gd)5相中的相对含量,合金的室温和200℃时的抗拉强度分别提高了25 MPa和18 MPa;屈服强度分别提高了28 MPa和22MPa;伸长率分别提高了18.3%和37.8%.     

Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金组织性能的影响

采用拉伸和硬度测试、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了不同Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Fe能改善合金的力学性能,合金中只存在Al₆(FeMn)相。合金的抗拉强度和屈服强度随着Fe含量的增加而增大,伸长率随着Fe含量的增加而降低,原因是随着Fe含量增加,硬脆的Al₆(FeMn)相增多。在挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。     

重力铸造Mg-5.8Sm-0.4Zn-0.3Zr合金的热处理研究

重力铸造制备了Mg-5.8Sm-0.4Zn-0.3Zr(SZ58K)镁合金,对其进行固溶处理,并绘制了时效曲线。采用X射线衍射分析(XRD)、光学金相分析(OM)、扫描电子显微分析(SEM)等手段,研究了热处理(固溶处理、时效处理)对SZ58K镁合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金的铸态组织由α-Mg基体和晶界附近的Mg41Sm5相组成;固溶处理后,第二相组织分解,晶体内部出现少量小尺寸方块状相,其主要成分为Sm;晶粒尺寸略微长大,抗拉强度和塑性大幅提高,但屈服强度无明显变化;再经过时效处理(T6)后,屈服强度大幅提高,但由于塑性剧烈下降,抗拉强度提高幅度较小。