Mg-Gd-Y合金的研究进展

已有的研究表明,Mg-Gd-Y系合金具有很好的室温强度和耐热性能,可以进一步扩大镁合金的使用温度范围和应用领域,在航空航天、汽车及电子等工业领域具有巨大的潜在应用价值.介绍了Mg-Gd-Y系合金产生的背景及发展现状,分析总结了Mg-Gd-Y系合金的强化机制、组织结构、力学性能、各种合金元素及微量元素在合金中的作用,并对Mg-Gd-Y系合金今后的发展趋势进行了展望.     

Y含量对铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相观察、硬度测试、扫描电镜观察、能谱分析、透射电镜观察、X射线衍射及室温拉伸等手段,研究了元素Y对铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响,结果表明:Y对该系合金的铸态组织无明显影响,在研究的成分范围内,不同成分合金的铸态组织均由α-Mg和非平衡共晶Mg5.05RE组成;经固溶处理后,非平衡共晶可溶入基体,但在晶界残留富稀土粒子,随着合金中Y含量降低,残留富稀土粒子的数量也降低;经T6处理后,合金中形成了大量的析出相β′,高Y含量合金中析出相的体积分数高于低Y含量合金,导致高Y含量合金T6态的硬度较高,但残留更多数量的富稀土粒子反而使高Y含量合金的拉伸强度和延伸率更低。经成分优化,较优的化学成分为Mg-5.5Gd-3.0Y-1.0Nd-1.0Zr,其铸造-T6态的抗拉强度为322 MPa,延伸率为4.0%,力学性能优于总稀土含量与之相当的商用WE54合金。     

镁稀土合金板材的热轧工艺与组织性能研究

对挤压态Mg-12Gd-3Y-0.4Zr合金板材在450℃下分别以10%,30%,50%和70%的道次压下量进行轧制,并对轧制板材进行时效处理以进一步提高其强度。本文研究了合金在轧制及时效态的组织及力学性能。试验结果表明,轧制过程可显著细化合金组织并有第二相析出,使力学性能得到提高。其中以50%压下量轧制的板材组织及力学性能最优,T5处理后其最高强度可达屈服396MPa,抗拉486MPa。     

搅拌摩擦焊对Mg-Gd-Y-Zr合金组织与性能的影响

对一种Mg-Gd-Y-Zr合金cast-T6状态板片试样搅拌摩擦焊接后的组织与性能进行了研究。结果表明:Mg-Gd-Y-Zr合金的搅拌摩擦焊的焊核区发生动态再结晶,为等轴细晶,硬度值最高;热机影响区基体组织具有热变形特征,第二相会粗化、溶解,硬度值稍低;热影响区晶粒尺寸与母材相当,第二相粗化,硬度值低于母材。在本工作实验条件下,cast-T6铸件试样的焊接系数达0.91,且伸长率相对于母材有大幅度提高。断口形貌SEM分析显示,接头断裂模式为韧性断裂。     

铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金在时效过程中的组织与性能演变

采用金相观察、硬度测试、单轴拉伸、扫描电镜观察、能谱分析、透射电镜观察等手段,研究了铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金在时效过程中的组织与性能演变。结果表明,经固溶处理后,合金具有较强的塑性变形能力,延伸率可达10%以上,但强度较低。随时效程度增加,合金强度升高塑性降低,经225℃/3h时效处理后,合金为欠时效状态,与基体共格的β″相是主要的强化相,断口以解理面、韧窝、撕裂棱和晶界为主要特征。经峰值时效处理后,与基体呈半共格关系的β′相是主要的强化相,合金抗拉强度超过300 MPa,但塑性急剧降低,断口以解理面、撕裂棱和晶界为主要特征,与欠时效样品相比,解理面所占比例明显增加,且解理面及晶界光滑。进入过时效状态后,合金的强度降低,但延伸率有所提升,断口以晶界和解理面为主要特征。     

挤压铸造与超声处理对铸造铝锂合金组织与性能的影响

目的 研究挤压铸造与超声处理工艺对铸造铝锂合金组织与性能的影响规律,分析工艺改变对组织细化及性能提升的作用机理,解决传统重力铸造下铝锂合金性能较差的问题。方法 将挤压铸造（SC）与超声处理（UT）相结合制备Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr合金,在熔体超声2 min后,以50 MPa的挤压力制备合金,探究各工艺对铸造铝锂合金显微组织与力学性能的影响。结果 与传统的重力铸造（GC）相比,SC合金的孔隙率和成分偏析显著降低,晶粒尺寸也明显减小,特别是经过UT+SC处理的合金得到了进一步优化。经UT+SC处理后,Al-2Li-2Cu合金的极限抗拉强度（UTS）、屈服强度（YS）和伸长率分别为235 MPa、135 MPa和15%,与GC合金相比,分别提高了113.6%、28.6%、1 150%,与SC合金相比,分别提高了5.4%、3.8%、15.4%。结论 UT+SC工艺能明显提升铸造铝锂合金的性能。UT+SC制备的Al-Li合金的强度和伸长率的提高归因于孔隙率的降低、晶粒细化和第二相的均匀分布。将挤压铸造与超声处理相结合制备铸造铝锂合金解决了重力铸造下合金性能较差的问题,为满足航...     

机械零部件用高强镁合金加工工艺与组织性能研究

针对Mg-Gd-Y合金塑性较差的问题,研究了固溶态和不同温度锻造加工态高强Mg-Gd-Y合金的组织与性能。结果表明,固溶态Mg-Gd合金的晶粒尺寸不均匀,平均尺寸约225μm;当锻造加工温度为440℃和410℃时,合金中第二相的数量较多,大量弥散分布的第二相的存在可以抑制动态再结晶的形成;随着锻造加工温度的降低,Mg-Gd合金的抗拉强度和屈服强度呈现逐渐升高的趋势,在锻造加工温度为470℃时,Mg-Gd合金的断后伸长率达到最大值19.2%,降低锻造加工温度至440℃和410℃时,断后伸长率反而有所降低;固溶态Mg-Gd合金的拉伸断口呈现脆性断裂的特征;锻造加工温度为500℃的拉伸断口呈现混合断裂特征,而锻造加工温度为410℃、440℃和470℃时Mg-Gd合金的断口都呈现为韧性断裂特征。     

SiC晶须增强的Zn-12Al合金及其性能

本文用挤压铸造法制备了 SiC_w/Zn-12Al 复合材料,对其常温力学性能进行了测试,讨论了SiC晶须的含量对复合材料性能的影响。试验结果表明:用挤压铸造法制备 SiC_w/Zn-12Al 复合材料是可行的,SiC_w/Zn-12Al 复合材料具有较高的硬度、强度、弹性模量和优良的耐磨性能。     

ZL211A合金组织与性能研究

研究了ZL211A合金的铸造状态和热处理状态的组织和力学性能,进行了合金熔炼、铸造、热处理、力学性能测试、微观组织和拉伸断口形貌观察等试验.结果表明,ZL211A合金的铸态金相组织主要由α(Al)、CuAl2和T(Al12CuMn2)相组成,力学性能较低,不能满足航空结构材料的要求,必须经热处理强化后才能使用;热处理状态的金相组织主要由α(A1)、T(Al12 CuMn2)相、θ″相和θ′相组成,经过二级固溶处理再人工时效后,即在535℃±5℃,保温7h,再升温到545+3-5℃,保温7h,淬入50～60℃的热水中,然后在165℃±5℃人工时效7h,可获得优良的综合力学性能.ZL211A合金拉伸试样断口表现为延性断裂,其微观形貌均为韧窝和撕裂棱,韧窝的大小和深浅有所不同.     

铸造铝锂合金凝固过程及形成的组织的研究

在对变形铝锂合金成分及其相图进行充分分析的基础上，选取了一种锂低成分的铸造铝锂合金。通过组织分析和力学性能测试的结果表明：Ｚｒ不仅细化晶粒，而且改善δ相的析出，对性能的提高起重要作用；在铸造条件下，凝固过程可进行到５４７℃包晶反应发生；合金主要强化相是δ＇与Ｔ１；晶界上ＰＦＺ、富Ｓｉ相及平衡相Ｔ２的形成是导致沿晶断裂的主要原因。     

ZTC4钛合金电子束焊接接头的组织及力学性能

通过室温拉伸试验、显微硬度测试和金相检验对ZTC4铸造钛合金电子束焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊缝区到母材的显微硬度逐渐降低,显微组织由细针状α+β基体过渡到板条状α+β基体;选择适当的焊接参数,可获得性能良好的ZTC4电子束焊接接头,其抗拉强度与母材相当,但不同试样性能数据较为分散,需对接头进行后续处理或提高原材料冶金质量以保证焊接接头性能的稳定性。     

Er对ZrCuNiAl非晶合金结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响

以(Zr_0.6336Cu_0.1452Ni_0.1012Al_0.12)_100-xEr_x(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,原子分数,下同)系块体非晶合金为研究对象,通过改变微量元素Er的含量来研究Er对非晶合金的结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响。结果表明:添加Er元素所制备出的试样都是完全非晶结构的合金。随着Er含量的增加,各试样的弹性模量呈现出先增大后减小,压缩塑性应变呈台阶式上升,x=0,x=0.5,x=1试样的塑性应变在4%的范围内波动;x=1.5,x=2,x=2.5试样的塑性应变在11%的范围内波动;x=3试样的塑性应变最高,其值为23.19%,弹性模量为37.76GPa,屈服强度为1604MPa,抗压强度为2068MPa,断裂强度为2060MPa;随着Er含量的增加,锆基非晶合金的热稳定性和非晶形成能力均先减小后增大。     

Ti-Fe-Al系合金不同焊接接头组织和性能分析

采用GTAW和MIG两种焊接工艺,对9 mm厚Ti-Fe-Al系合金中厚板进行对接焊试验。研究了焊缝成型性能、组织和力学性能。结果表明,Ti-Fe-Al系合金采用这两种焊接工艺获得的焊缝经X射线检验,接头质量达到Ⅰ级,力学性能优异,硬度分布相对均匀,金相观察无析出相。     

堆内构件钴基合金熔覆层组织及性能研究

目的 确保堆内构件的限位精度,防止由于磨损而造成关键间隙超差,在键与槽、销与键之间的配合面熔覆钴基合金层,以提高耐磨性。方法 分别通过激光堆焊、氩弧焊堆焊、氧乙炔堆焊等方法制备钴基合金熔覆层,研究熔覆层的显微组织结构、力学性能、耐腐性能等。结果 激光堆焊熔覆层、氩弧焊堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层的枝晶臂直径测量值分别为15.28、20.09、21.91 μm。激光堆焊熔覆层、氩弧焊堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层平均摩擦因数分别为0.183 598、0.461 085、0.625 683。激光堆焊熔覆层、氩弧焊堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层平均磨损量分别为0.54、0.90、1.43 g。结论 氩弧焊堆焊熔覆层的稀释率大于激光熔覆堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层的稀释率。EDS线扫结果表明,氩弧焊堆焊熔覆层的Fe含量随着层数的增加而阶梯性下降。在B含量为1 200 mg/kg、Li含量为3.4 mg/kg的H3BO3和LiOH混合溶液中,氩弧焊堆焊熔覆层的耐蚀性最弱,激光堆焊熔覆层、氧乙炔堆焊熔覆层的耐蚀性相近。激光堆焊熔覆层综合力学性能最优,氩弧焊堆焊熔覆层的次之,氧乙炔堆焊熔覆层的最差。激光堆焊熔覆层的耐磨性能最优,氩弧焊堆焊熔覆层的次之,氧乙炔堆焊熔覆层的最差。通过激光熔覆技术可以获得优质的钴基合金熔覆层,有望确保堆内构件的限位精度,防止由于磨损而造成关键间隙超差。