Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr镁合金热变形行为与加工图

在Gleeble-1500热/力模拟机上,对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr镁合金进行高温压缩试验,压缩时设定应变速率范围为0.001～1 s-1,温度范围为623～773 K,最大真应变为1.3;研究该合金高温变形时流变应力与应变速率、变形温度之间的关系及变形过程中的微观组织演化;计算塑性变形表观激活能及相应的应力指数;建立该合金的加工图。结果表明:在该合金的加工图中,功率耗散系数η随应变速率的降低及温度的升高而不断增加,失稳区域随应变量的增加而扩大;综合得出该合金的最佳实际变形工艺为温度723～773 K、应变速率0.1～1 s-1。     

Mg-10Gd-3Sm-1Zn-0.5Zr合金热压缩变形行为及加工图

采用熔炼铸造法制备了Mg-10Gd-3Sm-1Zn-0.5Zr合金,对合金均匀化处理后进行热压缩实验,研究了合金在温度623～773 K、应变速率0.002～1 s-1、最大变形量70％条件下的热变形行为,计算了合金的热变形激活能,建立了合金的热压缩变形本构方程和热加工图并进行了分析.结果表明:当温度从623 K提高到...     

时效时间对挤压Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金腐蚀性能的影响(英文)

采用浸泡实验和电化学分析,探讨时效过程中挤压Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金的腐蚀行为。结果表明:合金的腐蚀速率随着时效时间的延长而逐渐减小;合金抗腐蚀性能随着时效析出相的长大、粗化而逐渐提高;开路电位随着时效时间的延长而逐渐变正。由极化曲线可知,在时效处理中,阴极电位和阳极电流的平稳期发生改变,阴极电位随着时效时间的延长而增加(抑制效应),而阳极电流的平稳期随着时效时间的延长而降低(催化效应)。     

Mg-10Gd-2Y-0．6Zr合金热压缩变形及其微观组织研究

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-10Gd-2Y-O．6Zr合金在温度为350-450℃,变形速率为0．001～0．5s,最大变形程度为50％的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟试验研究,分析了合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化。结果表明：合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能和应力指数分别为223kJ／mol和6．9,建立了合金高温变形的本构方程;根据试验分析,合金变形温度为400℃,变形速率为0．5s^-1,或变形温度为450℃,变形速率为0．1s^-1下进行热压缩,可以得到组织结构均匀和热翅性加工良好的匹配．     

热处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效处理对Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-8Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金铸态、固溶态和时效态的显微组织均由α-Mg基体、Mg₅(Gd, Y, Zn)相和LPSO结构组成;合金经固溶和时效处理后的最大抗拉强度由铸态的187.96 MPa提高到241.93 MPa,提高了28.71%,伸长率由铸态的8.48%提高到13.91%,提高了64.03%;不同热处理状态下合金的拉伸断口形貌主要以脆性断裂为主。     

热处理对Mg-9Gd-2Y-0.6Zr合金显微组织和耐蚀性的影响

采用失重法、扫描电子显微镜、光学显微镜研究了热处理对Mg-9Gd-2Y-0.6Zr合金显微组织和耐蚀性的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和粗大的枝晶β相组成,热处理后,合金中的β相经过溶解再析出的过程,β相由断续网状转变为方块颗粒状;热处理工艺显著提高了合金在Hanks模型中的耐蚀性,且腐蚀产物以Mg(OH)2为主。     

Zn对Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金热压缩行为的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0％～2％Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,对其固溶处理后进行热压缩试验,研究合金在温度350～500℃,应变速率0.002～1 s-1,最大变形量70％条件下的热变形行为,计算了其热变形激活能,建立了合金的热压缩变形本构方程和热加工图并进行了分析.结果表明:加入Zn元素...     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金高温本构方程及加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机,研究Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金在300℃~500℃、应变速率0.001s-1~1s-1时的高温流变行为,获得了合金的真应力-应变曲线。实验结果表明,随着温度上升、应变速率下降,合金的流变应力、峰值应力和峰值应变均减小。利用真应力-应变数据,进行数值拟合、回归计算,求得合金的热变形激活能Q为273.4kJ·mol-1,并建立该合金的流变应力本构模型,该模型结果与实验数据的最大误差小于5%。同时,根据动态材料模型,计算并得到了该合金在不同真应变下的热加工图,分析了其变化规律。并以真应变为0.7的热加工图为依据,结合材料的微观组织,确定了该合金的最佳变形工艺为480℃/0.01s-1。利用金相图解释了各失稳区的组织演变特点。     

变温往复镦挤对Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金组织和硬度的影响

对挤压态Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金进行4道次变温往复镦粗-挤压变形,累积应变量为5.40.温度选取稀土镁合金常用变形温度,即从420℃降低到380℃再升高到420℃再降低至380℃.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、维氏硬度等手段,研究了不同温度和变形道次对合金组织和硬度的...     

冷却速度对Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金组织和性能的影响

采用快速凝固技术制备Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金,用XRD、SEM、HRTEM、显微硬度测量等分析方法研究其凝固组织和性能.结果表明,合金由α-Mg固溶体、晶界处不连续分布的I(Mg3Zn6Y)准晶相和非晶相组成.根据热传导理论,采用一维傅立叶热传导方程计算了合金的冷却速度.冷却速度的提高使得晶粒细化、成分均匀、非晶相含量增多.硬度(HV)随冷速的提高显著增大,最大值为167.23,是普通凝固合金的2.2倍.     

Electroless Ni-P plating on Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr magnesium alloy with a new pretreatment process

A new pretreatment process for electroless Ni-P plating on Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr was investigated in this paper. The morphology, component, chemical composition and structure of the pretreatment layers and Ni-P coating were analyzed by scanning electronic microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction spectroscopy. The structure of Ni-P coating was also detected by transmission electron microscopy (TEM). Potentiodynamic polarization analysis and salt spray test were used to test the corrosion resistance of the Ni-P coating. Experimental results indicate that: metal Cr generated in the new pretreatment process, which provided active points for later zinc immersion process, was beneficial to nickel deposition. The subsequent Ni-P coating was amorphous, in which the content of P was 9.43 wt.%. It was uniform and its thickness reached about 50 μm at 2 h deposition. Compared to Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr alloy substrate, the corrosion potential of the coated alloy shifted by 1090 mV positively and the corrosion current density decreased one order of magnitude in 3.5 wt.% NaCl solution. The salt spray test time of Ni-P coating was 210 h. All of these results suggest that the electroless nickel plating procedure researched in this paper is suitable for Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr alloy.     

Microstructures and mechanical properties of Mg-10Gd-6Y-2Zn-0.6Zr(wt.%) alloy

Microstructures and tensile mechanical properties of Mg-10Gd-6Y-2Zn-0.6Zr alloy were systematically studied. Four phases were found in the as-cast specimen: α-Mg, Mg₃(GdYZn), Mg₁₂(GdY)Zn and Mg₂₄(GdYZn)₅. The long-period stacking order (LPSO) structure is found, which is the phase of Mg₁₂(GdY)Zn. The LPSO structure has two existing forms: lamellar structure in the inner grains and block-like structure at grain boundaries. 6H-type LPSO structure with a stacking sequence of ABCBCB′ is defined in homogenized specimen, where A and B′ layers are significantly enriched by Gd, Y and Zn. The ageing hardening behavior of as-extruded specimens at 200 °C has been investigated. The ultimate tensile strengths of the as-extruded and peak-aged alloys are 360 MPa and 432 MPa, and the elongations are 18% and 5% respectively. The effective strengthening models have been considered to predict the strength. The results suggested that the sub-micron metastable β′ phase was the main strengthening factor of the peak-aged alloy.     

Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr铸造镁合金的蠕变机制

在ZM-1(Mg-5Zn-0.6Zr)合金的基础上,适量增加Zn的含量并加入重稀土元素Gd,设计了Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr实验合金。采用砂型铸造工艺制备实验合金试样,在不同温度和应力条件下对该实验合金和ZM-1合金的蠕变曲线进行了测试。结果表明:在相同条件下,Mg-5.5Zn-2Gd-0.6Zr实验合金的稳态蠕变速率较ZM-1合金的降低了一个数量级;当施加应力为40 MPa时,实验合金的蠕变激活能Q200-250℃=142.0 kJ/mol,接近镁的自扩散激活能,蠕变受位错攀移控制,而ZM-1合金在相同应力下蠕变激活能Q200-250℃=88.5 kJ/mol,接近镁的晶界扩散激活能,蠕变受晶界滑移控制。合金在200℃条件下的应力指数n=4.21,而ZM-1合金的应力指数n=2.21。因此,认为加入重稀土元素Gd后实验合金的蠕变机制发生改变,200℃时的蠕变机制为位错攀移机制。     

Mechanical properties of Mg-9Gd-4Y-0.6Zr alloy

The microstructures and mechanical properties of Mg-9Gd-4Y-0.6Zr alloy were investigated. The results show that the ultimate tensile strengths of the extrusion-T5 temper of this alloy at -196, 25,250, 300 and 350℃ are as high as 521,370, 348, 262 and 150 MPa, respectively. It is noteworthy that 8% plasticity occurs at -196 ℃ and 180% superplasticity occurs at 400℃. In the peak hardness of Cast-T5, Cast-T6, Ext-T5 and Ext-T6, the highest is that of Ext-T5. The prismatic precipitates providing an effective barrier to dislocation gliding on the basal plane are the cause of strengthening of this alloy. The plate-shaped precipitates formed on the prismatic planes provide the most effective barriers to the gliding dislocations, and they are the cause of strengthening of this alloy.     

Mg-9Gd-4Y-O.6Zr合金的二次时效

对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金挤压态和挤压T5态在275~350℃的高温下时效0~96 h,测试两种状态在时效过程中的硬度变化,并用透射电镜观察析出相的组织演变。结果表明:合金挤压T5态比挤压态在275~350℃高温时效中的硬度高,并具有较好的耐热性。合金挤压T5态在275~350℃的高温二次时效过程中产生回归现象,二次时效的温度越高,回归现象越明显,形成β1相的速度越快,达到平衡相(β相)所需的时间也越短。β′相向β1相转变所需的相变时间最长;β1相向β相转变所需相变时间最短,组织内会出现β′相、β1相和β相三相共存;因此,β′相向β1相的转变一旦完成,合金的硬度和耐热性急剧地下降。     

Mg-6Gd-1.2Y-0.53Zr合金的热变形行为及热加工图

采用热模拟试验法研究了变形温度(340～500℃)和应变速率(0.01～25 s^-1)对均匀化态Mg-6Gd-1.2Y-0.53Zr合金动态再结晶(DRX)临界应变及体积分数的影响,通过构建热加工图优化了其热加工工艺参数范围。结果表明,在0.01～1 s^-1的低应变速率下,该合金的动态再结晶(DRX)临界应变量随变形温度的升高而升高,而在10～25 s^-1高应变速率下,DRX临界应变量随变形温度的升高而略微下降。应变速率及变形温度的升高都使DRX体积分数增大,在500℃、25 s^-1条件下,合金的动态再结晶体积分数最高,达90.0%。根据构建的热加工图,当变形量在30%～80%之间时,较佳的热加工工艺区间为400～500℃、0.01～1 s^-1以及420～500℃、10～25 s^-1。在10～25 s^-1应变速率下,当变形量为10%～80%时,合金最适宜的变形温度为460～500℃。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金形变软化行为及本构方程建立

使用型号为Gleeble-3500的热压缩实验机进行热压缩实验,在实验中调控温度和应变速率,绘制流变应力曲线图并进行分析。对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金在温度为360~480℃、应变速率为0.001~1 s^-1、并且热压缩试样的最大变形程度为60%条件下的形变软化现象进行了研究。经研究发现,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的形变软化行为主要受其在不同变形条件下的动态再结晶行为的影响。设定材料常数α、n、A和Q与应变构建影响关系,将应变考虑在内后,建立了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金本构方程,其平均变形激活能为232.54 kJ·mol^-1。进行了误差检验,得到的峰值应力的实验值与计算值的平均相对误差的绝对值仅为5.5%,说明了建立的本构模型精度较高。