固溶处理和稀土铈对ZM5合金显微组织及性能的影响

通过合金制备、显微组织分析及力学性能测试研究了添加稀土铈及固溶处理对ZM5镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随铈添加量的增加,ZM5合金中粗大的β-Mg_(17)Al_(12)相逐渐由网状转变为块状,同时形成含铈的稀土化合物,在410℃×20 h的固溶处理后,β相几乎溶解到α-Mg基体中。铈添加量达到0.7%时,合金的室温力学性能最好,其固溶态抗拉强度和断后伸长率分别达到278 MPa和8.05%。     

ZM71-xCe镁合金显微组织和力学性能

对添加不同含量Ce元素的Mg-Zn-Mn系ZM71变形镁合金进行挤压及热处理,测试不同状态下ZM71及ZM71-xCe合金的室温拉伸性能,利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)以及能谱(DES)、透射电镜(TEM)等分析试验手段观察了不同状态下的显微组织,初步探讨了Ce元素在ZM71合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金组织和力学性能的影响。结果表明:Ce元素主要以三元稀土τ相存在于合金中,主要分布在晶界和枝晶间,能够细化铸态组织;Ce元素能够明显细化挤压态合金的组织,提升力学性能,但添加量应控制在1%以内,其中ZM71-0.5Ce具有最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为318MPa、250MPa和13.6%;时效热处理不能提升挤压态高锌含量的Mg-Zn-Mn-Ce合金力学性能。     

ZM5+xRE合金组织和力学性能的研究

研究了不同混合稀土添加量的ZM5+xRE合金(x=0.4、0.8、1.2、1.6、2.0,质量分数,％)铸态及固溶状态的显微组织与力学性能.结果表明,混合稀土能够使ZM5+xRE合金铸态组织中基体相α-Mg的晶粒细化,晶界处的β-Mg17Al12相由不 连续的网状转变为颗粒状,并形成杆状稀土相;进一步的固溶处理不仅使β-Mg17Al12相充分溶解,还可使粗大的杆状稀土相逐渐熔断,球化.综合考虑混合稀土及固溶处理对ZM5+xRE合金组织性能的影响,添加0.8％的混合稀土及410℃、25 h的固溶处理,对提高ZM5+xRE合金力学性能最为有效.     

稀土Ce、La对Al-8.5Mg-0.5Mn合金组织及力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、拉伸力学性能测试、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,研究了稀土元素Ce、La对Al-8.5Mg-0.5Mn合金铸态组织及力学性能的影响。Ce、La能够细化高镁铝合金的组织,其铸态显微组织由发达的树枝晶变成不明显的树枝晶,又演变成晶胞状。添加Ce的试验合金中有少量粗大骨骼状的Al4Ce相存在,而添加La的合金中未发现粗大的Al-La相。添加稀土Ce或La可使高镁铝合金的强度得到不同程度的提升,且随着Ce或La含量的提高,合金的抗拉强度变化趋势一致,均会出现2个峰值:当Ce或La添加量约为0.25%时,合金的抗拉强度为180~190 MPa;当Ce或La添加量为1.5%时,合金抗拉强度为220~230 MPa。添加稀土La后合金的伸长率高于加稀土Ce的。     

La和Nd复合添加对AZ91镁合金铸态组织和性能的影响

利用SEM和XRD等方法研究了总添加量为2.5%(质量分数, 下同)的单加或复合添加La和Nd的AZ91镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析了合金的室温力学性能。结果表明：单加或复合添加2.5%的La和Nd使AZ91合金中的β相Mg17Al12数量明显减少。单加La和单加Nd在AZ91合金中形成的稀土相分别是针状的Al11La3和块状的Al2Nd;二者复合加入时两种稀土相同时出现,Al11La3相和Al2Nd相的尺寸较单加时有所减小,其相对含量与两种稀土元素添加量成正比。当复合添加La和Nd时,Al11La3相中的部分La和Al2Nd相中的部分Nd分别被Nd和La置换。相对于单一添加,复合添加La和Nd能更显著地改善AZ91的力学性能。本实验研究的合金中,AZ91+1.0%La+1.5% Nd合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和延伸率分别为235 MPa和10%     

混合稀土对超轻Mg-Li合金微观组织和力学性能的影响（英文）

对La/Ce混合稀土的Mg-9Li-3Al-xRE(x=0,0.5,1,1.5,2,质量分数,%)合金,利用光学显微镜,带能谱(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了微观组织对其力学性能的影响。结果表明,在加入混合稀土的铸态合金中,形成了Al_4RE相,并且Mg_(17)Al_(12)相的含量和α-Mg相的体积分数均被减少。此外,细化了α-Mg相并提高了合金的力学性能。但是,随着La/Ce混合稀土含量的增加,Al_4RE相的尺寸增大,降低了合金的力学性能。在加入混合稀土的挤压态合金中,合金中Al_4RE相挤压破碎至1~3μm,分布于β-Li基体中和α/β相之间。Mg-9Li-3Al-1.5RE合金获得最好的力学性能,最大抗拉强度和延伸率分别为228.3 MPa和20.8%,同铸态Mg-9Li-3Al相比分别提高了88.6%和197.4%。     

稀土元素对AZ91D镁合金组织与性能的影响研究

采用稀土元素La对AZ91D镁合金进行材料改性,以提高该合金的力学性能与耐磨性。结果表明:AZ91D+La合金的晶粒及硬质β-Mg_(17)Al_(12)相较AZ91D镁合金要明显细化,并且AZ91D+La合金铸态组织中存在针状的稀土Al4La相。加入稀土元素La的AZ91D合金的硬度、屈服强度、伸长率和拉伸强度分别增长了14.77%、16.67%、12.12%、19.02%,且添加La的AZ91D合金较未添加稀土La的AZ91D镁合金具有更好的耐磨性。     

ZL301+xRe合金组织及力学性能的研究

研究了不同混合稀土添加量的ZL301+xRe合金(x=0.3、0.6、0.9,质量分数,%)铸态及固溶处理态的显微组织与力学性能。结果表明:混合稀土能使ZL301+xRe合金铸态组织晶粒细化,并形成沿晶界弥散分布的Al-Re相。添加0.6%的混合稀土及在435℃经15h的固溶处理对提高ZL301+xRe合金的力学性能最为有效,当混合稀土添加量超过0.6%时,Al-Re相转变为沿晶界连续分布的粗大杆状形态,该合金的力学性能下降。     

AZ91+0~2.0%La铸造镁合金的组织和力学性能

利用SEM和XRD等方法研究不同La添加量的AZ91+xLa(x=0%,0.3%,0.5%,0.7%,1.0%,1.5%,2.0%)(质量分数,下同)镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析合金的室温力学性能.结果表明:AZ91合金中加入0.3%～2.0%的La后,合金的晶界和枝晶界析出Al11La3化合物,其形态随La含量的增加从针状向片状过渡,同时β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸随La加入量的增加而减小.此外,La的加入可明显细化AZ91合金的显微组织,其最佳加入量为1.0%～1.5%.稀土La的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土细化组织、改变β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸、弥散强化等有关.在本试验研究的合金中,AZ91+1.5%La合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和断裂延伸率分别达到226 MPa和7.5%.     

微量稀土Ce对Al-Cu5合金组织和力学性能的影响

制备了稀土Ce添加量分别为0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的Al-Cu5合金.通过金相显微组织分析和力学性能测试,研究了微量稀土Ce对Al-Cu5合金铸态及相同热处理后的显微组织和力学性能的影响.结果表明:相同热处理条件下,稀土对铝铜合金组织性能的影响取决于它对铸态组织结构的影响,当稀土添加量为0.10%Ce时,稀土对Al-Cu5合金熔体的净化、细化和微合金化综合效应显著,铝合金铸态及热处理后的抗拉强度和伸长率同时达到最大值,分别为180.1 MPa、8.8%和387.4MPa、7.9%.此时,铸态组织中呈黑色点状分布的析出相较少,大小较均匀,树枝状的共晶组织变得分散,且短而薄.     

富Y重稀土对ZM5合金组织和性能影响的研究

以ZM5镁合金为基体材料，以富Y重稀土为添加原料，应用铸造方法制备了稀土镁合金。利用光学金相显微镜（OM）、X衍射分析、拉伸试验和腐蚀试验等方法，考察分析了稀土Y对ZM5合金铸造组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Al3La、MgY，它对于减少晶界处第2相的析出、晶粒的细化以及力学性能的提高起着积极作用。同时，稀土的加入明显地改善了合金的腐蚀性能。     

添加Mo对Fe-50Al显微组织、有序度和室温力学性能的影响（英文）

研究添加Mo对Fe_(50)Al_(50-n)Mo_n合金(n=1、3、5、7和9,摩尔分数,%)凝固及热处理后的显微组织、位相关系、有序-无序相变温度和室温力学性能的影响。通过X射线衍射分析、扫描电镜和差示扫描量热法对材料进行结构表征,通过压缩试验和显微硬度测试研究其室温力学性能。结果显示,所有合金中均有Mo_3Al颗粒析出,这是因为Mo在Fe-Al基相中的固溶度有限。铸态Fe_(50)Al_(50-n)Mo_n合金在室温下表现出脆性,具有高的屈服强度和有限的断裂应变。与铸态合金相比,热处理后除了Fe_(50)Al_(41)Mo_9合金以外,其他合金的室温力学性能都得到提高。热处理态Fe_(50)Al_(43)Mo_7合金具有最高的断裂应变(25.4%)和抗压强度(2.3 GPa)。     

稀土Gd对Mg-5Zn-0.6Zr镁合金铸态组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和力学性能测试等手段,研究稀土Gd对Mg-5Zn-0.6Zr镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-5Zn-0.6Zr合金铸态组织由α-Mg和MgZn_2等合金相组成。添加稀土Gd后,合金中的粗大网状MgZn_2相得到了显著细化。当稀土Gd的添加量为1.0%时,合金的力学性能达到最优值,其极限抗拉强度和伸长率分别为223 MPa和7.6%。稀土Gd有效细化合金组织,在合金中生成2~5μm细小弥散分布的MgZnGd金属间化合物有效地阻碍位错运动,从而显著改善合金的力学性能。     

稀土Y和Nd对ZM5合金组织和性能的影响

以ZM5镁合金为基体材料，应用铸造方法制备了4种不同稀土含量和比例的稀土镁合金。考察分析了稀土Y和Nd对ZM5合金组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Ti2Mg3Al3，它对于减少晶界处第二相的析出有积极作用。ZM5合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能随稀土Y和Nd的比例不同而有比较大的差异，在所有考察的ZM5合金中，添加2％Y和1％Nd稀土的合金综合效果最好。     

稀土Nd对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜,研究了稀土Nd对AZ80镁合金组织和力学性能的影响。AZ80镁合金铸态组织由基体α-Mg和晶界处析出的粗大连续网状β-Mg_(17)Al_(12)相组成。添加Nd后,使原本粗大连续的β-Mg_(17)Al_(12)相转变为细小和断续分布,同时,合金中产生了形态分别呈杆状的Al_(11)Nd_3相和块状的Al2Nd稀土相。随着Nd元素添加量的增加,AZ80镁合金的铸态力学性能呈先提高后下降的趋势。当加入0.9%的Nd时,合金的铸态抗拉强度和屈服强度均达到最高,分别为205MPa和135MPa,伸长率达到7.5%。时效过程中稀土元素Nd抑制了片状β-Mg_(17)Al_(12)相的不连续析出,延迟合金达到峰时效的时间。T6处理后,AZ80-0.6Nd合金的抗拉强度和屈服强度最高,分别为221MPa和164MPa,伸长率为4.1%。     

锑和稀土对Mg-9% Al-0.4% Zn合金铸态组织与力学性能的影响

锑和稀土均有细化Mg-9%Al-0.4%Zn合金铸态组织的作用，而且锑和稀土的同时加入，复合细化效果更显著，锑与合金中的镁元素形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2，稀土与合金中的铝元素形成片状金属间化合物Al11La3 和Al11Ce3。各相在a-Mg晶粒内和晶界均有分布，单独加入锑或稀土时对该合金的铸态室温力学性能基本没有影响，但同时添加0．8％RE和0．4％Sb时，合金的铸态室温力学性能显著提高，与Mg-9%Al-0.4%Zn合金相比，添加0.8%RE和0．4%Sb合金的铸态拉伸强度σb提高了33％，伸长率δ提高了70％，铸态Mg-9%AL-0.4%Zn-0.4%Sb-0.8RE拉伸断口具有明显的塑性变形特征。     

稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

向AZ31镁合金中添加稀土Ce和复合添加Ce与Sb,测试和分析了合金的力学性能和组织。研究表明:合金相组成主要为α-Mg、CeSb以及Mg_(17)Al_(12);复合添加Ce和Sb可细化晶粒和有助于形成CeSb第二相,从而有效提高AZ31镁合金的力学性能。当Ce为1.5%,Sb为1.5%时,铸态合金室温抗拉强度为201.4 MPa,伸长率为12.6%,冲击韧度值为8.1 J·cm~(-2);经385℃热挤压成型后,合金室温抗拉强度为325.6 MPa,伸长率为22.3%,冲击韧度值为15.8 J·cm~(-2)。     

镧铈混合稀土对AlSi10MgMn合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度仪及室温拉伸测试等手段,对不同稀土(La,Ce)含量的AlSi10MgMn合金铸态组织及力学性能进行研究。结果表明,混合稀土(La,Ce)对合金组织中的α-Al、共晶Si、AlMnSi和Mg_2Si相均有细化作用,并使β-AlFeSi相消失。稀土(La,Ce)含量为0.1%时,合金的综合力学性能较好,硬度(HV)、抗拉强度和屈服强度分别为82.76、373.05 MPa、281.37 MPa,较未加稀土的合金分别提高12.95%、17.29%、43.44%,而伸长率为2.26%,降低了11.37%。另外,混合稀土(La,Ce)对合金断裂方式影响较小。     

稀土元素Ce对ZM21镁合金组织和力学性能的影响

通过传统的半连续铸造方法制备了Mg-2Zn-Mn-xCe(x=0,0.1,0.3,0.7,质量分数,%)合金。采用金相观察、XRD、扫描电镜、断口分析以及室温拉伸试验研究了Ce加入量对铸态和挤压态的ZM21镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着Ce含量的增加,铸态ZM21+xCe合金中,聚集在枝晶间隙的Mg-Ce相和Mg-Zn相逐渐增多,最终形成连续的网状结构;在热挤压过程中,大部分含Ce第二相被压碎,弥散分布在基体中。随着Ce含量的增加,铸态合金的强度和塑性都先下降后上升;经挤压后,合金的强度和伸长率都得到大幅度提高,尤其是添加0.57%的Ce后,伸长率达到24%。     

混合稀土对ZL301合金组织及力学性能的影响

研究了不同混合稀土添加量对铸态及固溶态ZL301合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,混合稀土能细化铸态合金的晶粒,形成Al-RE相,沿晶界不连续分布,起到晶界强化作用,从而提高了合金的抗拉强度和伸长率。当混合稀土添加量为0.5%、固溶处理工艺为435℃×16h时,ZL301合金的综合性能达到最佳。当混合稀土添加量为0.8%时,Al-RE相开始沿晶界连续分布,降低了晶界的结合强度,合金的强度和韧性下降。