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

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℃和250℃时效下的最优T6热处理工艺分别为（525℃,12 h＋225℃,14 h）和（525℃,12 h＋250℃,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。     

热处理对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

研究热处理工艺对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响,分析不同热处理条件下合金的断裂机制,获得最佳热处理工艺。结果表明:Mg–4Y–2Nd–1Gd–0.4Zr合金的最佳T4和T6热处理工艺分别为525°C,8 h和(525°C,8 h)+(225°C,16 h)。在最佳T6热处理条件下,Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr合金的硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为HV91、180 MPa、297 MPa和7.4%。此外,不同状态的Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金也显示出不同的拉伸断裂方式。     

Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的组织与性能

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等对Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的微观组织及物相进行了分析,并采用拉伸实验机在不同温度下对其进行了力学性能测试。结果表明:Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg基体和Mg_(24)Y_5,Mg_(41)Sm_5和Mg_5Gd相组成,经过固溶处理后,稀土元素大部分被固溶进基体形成过饱和固溶体;Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃×10 h+225℃×12 h,此时合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为223.6 MPa、146.5 MPa和14.1%,表明合金具有较高的强度和良好的塑性,综合力学性能优异,其强化机制主要是析出强化;时效态Mg-4Y-2Sm-1Gd-0.5Zr合金在150～250℃范围内强度变化不明显,性能稳定,特别适合在150～250℃服役条件下使用。随拉伸温度的升高,合金的断裂方式由脆性解理断裂向微孔聚集型韧性断裂转变。     

Gd含量对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和性能的影响

采用光学显微镜对Mg-xGd-2Y-0.5Zr(x=9,11,13,15 mass%)合金铸态、固溶时效态以及拉伸断口附近纵切面组织进行观察分析,并用扫描电镜和电子拉伸试验机分别对合金断口形貌和不同温度下的力学性能进行测试和分析。研究结果表明:铸态Mg-xGd-2Y-0.5Zr合金经525℃固溶6 h和225℃时效10 h后粗大的枝晶消失,晶界清晰可见;当Gd的添加为13 mass%时,合金的晶粒最细小,组织分布最均匀,Mg-13Gd-2Y-0.5Zr合金具有优异的室温和高温力学性能,其在室温和高温下的抗拉强度达到最大值。当Gd的含量一定时,合金的抗拉强度随拉伸温度的升高先升高后降低,在250℃时达到最大值;Mg-13Gd-2Y-0.5Zr合金断裂形式为脆性断裂,并以沿晶断裂为主。     

相图计算在Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型变形镁合金热处理工艺设计中的应用

本文以相图热力学计算为基础,计算了Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型合金的垂直截面图,并结合扎克哈罗夫经验公式和合金的DSC曲线分析设计了该合金的热处理工艺,并用CMT5105A型电子万能试验机和显微硬度仪测试了该合金的力学性能。结果表明：在计算所得的Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr相图指导下制定的热处理工艺是正确的;挤压态Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为：200℃时效63 h,抗拉强度σb为=430 MPa,比挤压态提高了30.9%。     

不同固溶状态Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金的力学性能及断裂行为研究

通过在Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金中添加少量Zn制备出一种新型Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金,并利用扫描电子显微镜、拉伸试验机分析研究Mg合金不同状态下的显微组织、力学性能及断裂行为。结果表明：Mg-10Gd-3Y-1.2Zn -0.5Zr合金在不同的时效状态下,铸态塑性差,T4态塑性好,T6态塑性优于铸态但劣于T4态,且所有样品都是脆性解理断裂为主,晶界和层状相界面比化合物界面结合牢固。通过比较3个不同温度下T6态的力学性能,发现提高固溶温度能提高合金的强度,但延伸率会略降。并且Zn促进层状相生长,但是对基体塑性提高作用有限。     

不同固溶状态Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金的力学性能及断裂行为

通过在Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金中添加少量Zn制备出一种新型Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金,并利用扫描电子显微镜、拉伸试验机分析研究Mg合金不同状态下的显微组织、力学性能及断裂行为。结果表明:Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金在不同的时效状态下,铸态塑性差,T4态塑性好,T6态塑性优于铸态但劣于T4态,且所有样品都是从脆性解理断裂为主,晶界和层状相界面比化合物界面结合牢固。通过比较3个不同温度下T6态的力学性能,发现提高固溶温度能提高合金的强度,但延伸率会略降。并且Zn促进层状相生长,但是对基体塑性提高作用有限。     

热处理对铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、维氏硬度测试仪和万能力学试验机等研究了固溶和时效热处理对铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:铸态合金组织主要由α-Mg基体,Mg24Y5、Mg41Nd5和Mg41Sm5相组成;经固溶处理,铸态合金中粗大的第二相固溶于α-Mg基体中,时效处理后有新的纳米级第二相析出;铸造Mg-5Y-2Nd-3Sm-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为525℃下保温10 h,然后225℃下时效处理12 h,热处理后合金具有最优良的力学性能,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为124.8 HV,296.9 MPa,255.4 MPa和5.78%。     

热处理对Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金组织和性能的影响

利用XRD、OM、SEM、EDS、TEM和拉伸性能测试,研究了不同热处理对Mg-5Gd-3Y-0.5Z合金组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由基体相α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5相组成;经固溶处理后,铸态组织中粗大的析出相基本都溶入α-Mg基体;再经时效处理后,有纳米级别的颗粒状或片状相重新析出。室温条件下,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金的抗拉强度在T6态达到最大值206.6 MPa。铸态和T6态合金的抗拉强度均随温度的升高,呈现出降低趋势,且下降速度较快;而T4态合金的强度在250℃以前基本保持不变。     

Mg-10Gd-3Y-Zr镁合金的热处理工艺

针对Mg-10Gd-3Y-Zr高强韧镁合金,采用相图热力学计算方法(CALPHAD)、相平衡热力学计算软件(PANDAT),根据扎克哈罗夫经验公式等初步确定合金的固溶、时效温度范围,研究了合金时效硬化曲线、时效温度及时间对合金力学性能及显微组织的影响。结果表明:Mg-10Gd-3Y-0.6Zr镁合金的最佳热处理工艺为225℃×20 h直接时效,此时组织中强化相析出完毕,且均匀分布,对应的抗拉强度为490 MPa,断后伸长率为11%,拉伸断裂为韧性断裂。     

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%。     

Y和Gd含量对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织与性能的影响

活性稀土元素Y在镁合金熔炼过程中极易形成Y2O3夹杂,降低含Y镁合金铸件的合格率,已成为含Y镁合金推广应用的瓶颈之一。以Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金为研究对象,在保持稀土总质量分数不变的前提下,用Gd来部分替代Y,研究了Mg-xGd-(12-x)Y-0.5Zn-0.5Zr(x=9,10,11,12)合金的微观组织与力学性能。结果表明,铸态合金相组成主要为α-Mg基体和(Mg,Zn)_5(Gd,Y)共晶相,经固溶处理后,第二相基本完全固溶,残余第二相粒子为Mg5Gd、Mg3Gd或Mg2Gd相;在225℃下,含Y的镁合金在16h即可达到峰值硬度,而Mg-12Gd-0.5Zn-0.5Zr合金在64h时才达到硬度峰值,且峰值硬度明显低于其他含Y的镁合金;在铸态、固溶态和峰时效态下,Mg-9Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr和Mg-12Gd-0.5Zn-0.5Zr合金的伸长率较低。     

时效时间对Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金力学性能的影响

选取了在工程实践中有广泛应用的Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金,在225℃下对合金进行了时效处理,研究了时效时间对合金力学性能的影响。结果表明:在6、8、10、12、14、16 h时效时效范围,合金的硬度、抗拉强度和屈服强度在12 h处理之后达到最大值。     

热处理对铸造Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金显微组织和力学性能的影响

通过显微组织分析和力学性能测试等试验手段,研究了热处理对Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金组织中第二相主要为Mg_5RE、Mg_(24)RE_5和Al_2RE相,经固溶处理后(525℃/6 h+550℃/12 h),Mg_5RE、Mg_(24)RE_5相完全溶解,Al_2RE不发生溶解。Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金具有明显的时效硬化行为,经固溶+时效处理后,合金的力学性能显著提高。经固溶(525℃/6 h+550℃/12 h)+峰时效(225℃/10 h)处理后,Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为182 MPa、267 MPa和6.5%。获得良好的力学性能与合金中析出高密度的细小β'和β'相有关。     

低温形变热处理制备Mg-6Gd-1Y-0.5Zr合金的力学性能(英文)

对固溶态的Mg-6Gd-1Y-0.5Zr合金进行低温形变热处理,处理工艺包括不同应变量的冷拉伸和随后在200°C进行的峰值时效。结果表明:低温形变热处理合金的时效硬化动力学显著加速,随变形量增大,合金的峰值时效时间大幅度缩短。冷拉伸变形量为10%的合金在200°C峰值时效后的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到251MPa、296MPa和8%,这些性能大大超过传统商业牌号的耐热镁合金WE54,尽管其总的稀土含量高于GW61K合金。     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。     

园林屋顶用Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金热处理工艺优化

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、带有电子能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)和电子拉力试验机等,研究了园林屋顶用Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金经固溶和时效工艺处理后的显微组织和力学性能。结果表明,Mg-6Gd-3Y-0.5Zr的铸态合金主要由α-Mg基体、Mg_5Gd相和Mg_(24)Y_5相构成,在510℃条件下固溶处理6 h,合金中的稀土析出相基本消失,晶粒粗化还未开始,所得合金硬度值较高;在225℃条件下时效处理12 h,合金的硬度值基本达到最大值,且时效温度不高,时效时间较短。     

Si含量对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及室温拉伸等手段,研究元素Si对铸造Mg-Gd-Y-Zr合金组织与力学性能的影响。结果表明:Mg-10Gd-1Y-xSi-0.5Zr(x=0,0.5,1,1.5,2)合金的铸态和固溶时效态显微组织均由α-Mg、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5相组成,Si的加入产生新相Mg_2Si。随着Si含量的增加,铸态合金中枝晶状组织明显减少并逐渐消失,晶粒细化,合金的析出相增多。时效态合金中当Si含量增加至1 mass%时,合金组织化学成分最均匀,析出相呈颗粒状和棒条状分布于基体中。在室温下,铸态和时效态合金的抗拉强度,均随着Si含量的增加先升后降,Mg-10Gd-1Y-1Si-0.5Zr合金的抗拉强度最高,时效态合金强度达到最高为256.2 MPa,比Mg-10Gd-1Y-0.5Zr合金高出将近40 MPa。合金的伸长率随Si含量的增加而减小,其断裂方式都属脆性断裂。     

热处理对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响

研究热处理工艺对铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金的显微组织主要由α-Mg、T相和Mg51Zn20相组成;单级等温时效（325°C,10 h）以及双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理均未能使T相和Mg51Zn20相溶入基体,且晶粒也未明显长大。在325°C下时效10 h,晶内析出大量短杆状β′1相,延长时效时间将导致β′1相粗化及数量减少。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr镁合金在325°C下时效10 h后具有最高的屈服强度（153.9 MPa）和抗拉强度（247.0 MPa）,相比铸态合金分别增加48 MPa和23 MPa,伸长率降低至15.6%。Mg-4.2Zn-1.5RE-0.7Zr合金经双级时效（325°C,4 h）＋（175°C,14 h）处理后的屈服强度和抗拉强度与单级等温时效处理（325°C,10 h）的相当,但伸长率有所下降。此外,不同状态下Mg-Zn-RE-Zr镁合金的断裂主要表现为准解理断裂,但局部特征有差别。     

热处理对铸造Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金显微组织和力学性能影响

本文通过显微组织分析和力学性能测试等试验手段，研究了热处理对Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铸态合金组织中第二相主要为Mg5RE、Mg24RE5和Al2RE相，经固溶处理后（525℃×6h+550℃×12h），Mg5RE、Mg24RE5相完全溶解，Al2RE不发生溶解。Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金具有明显的时效硬化行为，经固溶+时效处理后，合金的力学性能显著提高。经固溶（525℃×6h+550℃×12h）+峰时效（225℃×10h）处理后，Mg-4Y-3Nd-1.5Al合金屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为:185MPa、262MPa和6.5%。获得良好的力学性能与合金中析出高密度的细小β""和β"相有关。