Nd对铸态及轧制态Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

在Mg-3.5Zn-0.6Y合金中添加不同含量(0、0.4%、0.8%、1.2%)的稀土元素Nd,研究其对Mg-3.5Zn-0.6Y合金铸态及轧制态显微组织与力学性能的影响。结果表明,添加0.4%、0.8%的Nd的合金晶粒较细小,呈等轴晶,并且含有Mg41Nd5和Mg24Y5相。镁合金在热轧时第二相被破碎,晶粒变得更加细小。铸态合金经400℃×12h扩散退火,轧制态合金经400℃×0.5h退火后抗拉强度及伸长率最大,分别为234MPa、14.6%和265MPa、11.7%。     

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.     

铸造Mg-Y合金在ECAP过程中显微组织和力学性能的演化

以铸造Mg-xY(x=0,1,5 wt%)合金为研究对象,研究了其在等径角挤压(ECAP)过程中显微组织和力学性能的变化。结果表明:Y元素的添加和道次的增加大幅度细化了Mg-Y合金组织,ECAP中晶粒细化伴随着硬度上升。Mg-5Y合金经过4道次ECAP后平均晶粒尺寸为10.0μm,与铸造Mg-5Y合金相比,抗拉强度提高了99.2%,为276.5MPa;屈服强度提高了405.8%,为225.6 MPa;伸长率提高了33.9%,为16.6%。经过4道次ECAP后,与纯Mg比较,Mg-5Y合金在保持伸长率稳定的前提下大幅提高了强度,抗拉强度提高了114.5%,屈服强度提高了1635.4%。     

Gd元素含量对砂型铸造Mg-Gd-Y合金微观组织和力学性能的影响

通过金相观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、拉伸试验研究了Gd元素含量对砂型铸造Mg-Gd-Y系合金微观组织和力学性能的影响,并引入WE54合金作为对比。研究表明:Mg-Gd-Y系合金的铸态组织主要由等轴树枝晶α-Mg固溶体、晶界处孤岛状共晶相Mg24(Gd,Y)5以及孤立的方块相Mg5(Gd,Y)和起到晶粒细化作用的富Zr核心组成。随着Gd含量的增加,晶界处第二相Mg24(Gd,Y)5的体积分数明显增加,导致合金的抗拉强度和屈服强度不断提高,伸长率却不断降低。GW94合金强度最好:室温下抗拉强度和屈服强度最高分别可达213.7 MPa和156 MPa,伸长率却仅为1.29%。WE54合金的伸长率最高,这可能与铸态WE54合金晶界处形成的相互平行的片层状共晶相有关。Mg-Gd-Y系合金和WE54合金断裂机制都为准解理断裂。     

Gd和Y对AM60镁合金高温力学性能的影响

在AM60镁合金中添加不同含量的稀土元素Gd和Y,形成AM60-RE,并进行T4处理。通过高温拉伸力学试验测定合金的抗拉强度和伸长率。结合金相显微组织观察表明,土元素Y和Gd能够通过固溶强化作用减少AM60镁合金在高温拉伸时的软化,并且通过第二相强化减少Mg17Al12相数量以及在130℃时的软化、粗化,改变其形貌;同时Y、Gd与Mg、Al形成的高熔点化合物在130℃时能强化AM60镁合金基体。添加Y和Gd的RE-AM60镁合金在130℃下,铸态抗拉强度可达227 MPa,T4处理后达到236 MPa,与未添加稀土的AM60相比,铸态抗拉强度提高了12.4%,T4态抗拉强度提高了13.5%。     

稀土Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响

通过含量的变化研究了微量稀土元素Er对A356.2合金微观组织和力学性能的影响规律。实验结果表明,添加微量的Er元素不仅可通过在合金熔体中产生大量异质形核核心(Al_3Er)细化初生α-Al晶粒,而且Er元素还可有效细化铝-硅共晶团,从而显著提高合金的力学性能。当Er含量为1%时合金的力学性能最高,抗拉强度为240 MPa,伸长率为9.8%。     

Y元素含量对体育器械用铝合金热处理组织及力学性能的影响

利用微合金化法向体育器械用铸造铝合金A356添加Y元素,研究了不同Y元素含量对铝合金热处理组织及力学性能的影响。结果表明,随着Y元素含量的增加,铸态合金组织逐渐细化,共晶硅相形态从长条状逐渐圆整化;合金抗拉强度与屈服强度先增加后降低,断后伸长率逐渐降低;经固溶时效处理后,合金的抗拉强度与屈服强度随着Y元素含量的增加先增加后减小,伸长率逐渐降低,当Y含量为0.7%时合金的抗拉强度和屈服强度均取得最大值。     

混合稀土对AlMg5Si1铝合金铸态组织与性能的影响

通过SEM、EDS和XRD研究了不同质量分数的混合稀土对Al Mg5Si1合金组织与性能的影响。结果表明,稀土可以有效地细化合金晶粒组织,并且提高合金的强韧性。稀土含量为0.7%时合金的抗拉强度最高为194.8 MPa,伸长率为3.3%,比未加稀土的合金抗拉强度和伸长率分别提高了33.0%和153.8%。试验分析还表明,在RE含量低于0.7%时,RE晶粒细化对合金的强韧化的作用能足以抵消针状的不规则多边形Mg2Si对基体的割裂作用。     

Gd和Y含量对Mg-Gd-Y-0.5Zr合金组织性能的影响

通过光学金相观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、X-射线衍射分析(XRD)和拉伸试验研究了Gd和Y含量对Mg-Gd-Y-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着Gd含量的增加,Mg-Gd-Y-0.5Zr合金的抗拉强度逐渐增大,伸长率逐渐降低.随着Y含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均是先增大后减小.当Gd含量为9％、Y含量为3％时,综合性能最好,抗拉强度达到330～350MPa,伸长率为6％.由于Gd和Y在化合物中相互置换,致使该系列合金的室温非平衡相组成为α(Mg)固溶体、离异共晶化合物Mg5(Y,Gd)、颗粒化合物Mg5(Gd,Y)和Mg24(Y,Gd)5,非平衡结晶的颗粒化合物Mg3(Gd,Y)和Mg2(Y,Gd).     

Si对铸造Mg97ZnY2合金组织及性能的影响

采用普通铸造法制备了Si增强的Mg97ZnY2合金,研究了不同Si含量对Mg97Zn1Y2合金组织及力学性能的影响,利用光学显微镜(OM)观察金相组织,XRD分析了加入微量Si的Mg97ZnY2合金组织及相组成,测试了合金硬度和室温拉伸力学性能。结果表明:加入一定量Si后,Mg97Zn1Y2合金组织中形成颗粒状Mg_2Si相及亚稳定Mg_5Si_6相,在凝固过程中富集于固-液界面前沿,阻碍α-Mg树枝晶的自由长大,从而细化合金铸态组织;随着Si的含量增加,合金的硬度不断提高,当含量为1.8%时,合金的硬度达到95.5 HV,提高了18.5%;加入0.2wt%Si的Mg97ZnY2合金抗拉强度和伸长率均高于铸态Mg97ZnY2合金,抗拉强度达到220 MPa,伸长率为10%,其抗拉强度增加了24%,伸长率增加了37%。     

挤压和等通道角挤压制备高强度Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金

采用常规挤压和等通道角挤压工艺加工得到高强度Mg97Y2Zn1镁合金。结果表明:常规挤压后,镁合金晶粒尺寸为0.5～2.0μm,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到352MPa、413MPa和10%。常规挤压后再经过等通道角挤压,晶粒尺寸被进一步细化到300～400nm,屈服强度和抗拉强度进一步提高到400MPa和450MPa。在铸态、常规挤压态和等通道角挤压态的Mg97Y2Zn1合金中,都发现有长周期有序的精细层状结构存在,其产生与基体中溶有少量Y和Zn元素有关。晶粒细化和精细层状结构的存在是材料高强度的原因。     

铸造Mg-RE-Zn-Zr合金的组织和性能

通过熔剂保护 ,在大气环境下制备了Mg RE中间合金 ,并制备了Mg MM Zn Zr ,Mg Nd Zn Zr和Mg Nd Y Zr 3种稀土镁合金 ,对合金分别进行了热处理 ,测量了各种状态下试验合金的硬度、抗拉强度及伸长率等力学性能 ,观察了合金的显微组织。结果发现 :含稀土元素Nd ,Y的试验合金有良好的热处理强化效果 ,其硬度和抗拉强度都高出常用的Mg MM Zn Zr合金。从过饱和固溶体中析出的细小弥散的含稀土元素强化相既可提高镁合金的强度 ,又可以提高镁合金的塑性 ,使合金由脆性断裂转化为韧性断裂     

稀土Y对Al-10Mg合金显微组织和性能的影响

研究了添加少量稀土Y及固溶处理对Al-10Mg合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响.结果表明,Y的加入能细化铸态合金的晶粒,形成Al4MgY相,沿晶界不连续分布,起到很好的晶界强化作用,从而提高合金的抗拉强度和伸长率.当Y的含量为0.4%时合金具有最佳的综合力学性能,抗拉强度达到261.8 MPa,伸长率为4.3%.当Y含量超过0.4%时,Al4MgY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.不含Y的合金拉伸测试时,出现典型的枝晶间脆性断裂,加Y后断裂机制转变为韧性断裂,因此合金韧性大大提高.固溶处理后合金的耐蚀性能好于铸态的,随着Y含量的增加,合金的腐蚀倾向变大,Y对合金的耐蚀性能是不利的.     

Mg-12Gd-2Y-1.5Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能

研究了合金元素对Mg-12Gd-2Y-1.5Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,该合金晶粒组织细小,少量Y、Sm和大量Gd固溶在镁基体里,同时有少量MgGd3、Mg24Y5和Mg41Sm5相析出;合金在室温、200、250℃下的抗拉强度分别为258、304、330 MPa;断裂为脆性断裂,与合金的低伸长率相对应.     

Sc、Zr微合金化对Al-4Cu-1.5Mg合金组织与性能的影响

试验研究了Sc和Zr复合微合金化对Al-4Cu-1.5Mg合金铸态显微组织与力学性能的影响规律。结果表明,复合添加微量Sc和Zr,有效改善了合金铸态微观组织,细化了合金晶粒,使粗大的树枝晶转变为均匀细小的等轴晶。当Sc、Zr含量分别为0.4%和0.2%时,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为275.0MPa、176.0MPa和8.0%,与未添加合金元素的Al-4Cu-1.5Mg合金相比,抗拉强度提高了55.3%,伸长率提高了近3倍。     

TiB_2和Mg含量对A356铝合金力学性能的影响

采用混合盐原位反应方法制备了5wt%TiB_2/A356合金,研究了TiB_2含量和Mg含量对该合金力学性能的影响。结果表明,随TiB_2和Mg含量的增加,合金中的α-Al相和共晶Si细化,合金的强度增加而韧性下降。A356合金的抗拉强度和伸长率分别为154 MPa和11%,当加入5wt%TiB_2后,合金的抗拉强度和伸长率分别达到160 MPa和5.5%;再加入1.5wt%Mg元素后,合金的抗拉强度进一步增加至202 MPa;加入3 wt%Mg元素后,合金的抗拉强度反而降低至168 MPa,伸长率显著降低至0.3%。     

Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y合金组织和性能的影响

以Mg6Zn2Y为基础研究了Zn、Y含量的变化对Mg-Zn-Y基合金组织和性能的影响.结果表明铸态下增加1%Zn的合金的组织变得粗大,抗拉强度降低约10%,伸长率降低25%;同时添加1%Zn和1%Y的合金组织明显细化,抗拉强度和伸长率分别提高11%和17%;挤压后由于Y的加入形成了高熔点的化合物相,合金受这些相抑制,没有发生动态再结晶,力学性能因挤压变形得到不同程度的提高,对比分析Mg7Zn3Y合金拥有抗拉强度355 MPa和伸长率4.5%较好的综合性能.     

混合稀土对8176线缆铝组织和性能的影响

通过熔炼、连铸连轧工艺制备了添加混合稀土的8176线缆铝合金杆。采用SEM和EDS观察分析工具,通过测量电阻率、抗拉强度和伸长率等材料性能参数,研究了混合稀土添加到8176工业线缆铝中对其组织和性能的影响。结果表明,加入混合稀土元素后明显细化了铝合金的晶粒,并使铝合金中Si、Fe元素由固溶态转变为析出态,出现"蜂窝相"和"白球相"。当混合稀土元素含量为0.10%和0.25%时,合金铝杆的电阻率有一个较低值。合金的抗拉强度随稀土含量的增加而增大,而伸长率降低。     

Y含量对Mg-Zn-Zr合金组织和性能的影响

研究了Y含量(质量分数分别为0、0.93%、2.25%、3.50%)对Mg-0.8Zm-0.35Zr合金组织和力学性能的影响.结果表明,在Mg-008Zn-0.35Zr合金中添加Y,能够有效的细化晶粒,而且随着Y含量的增加,晶界上的第二相和晶粒内部的层片状组织增多;合金的室温和高温抗拉强度提高,合金的室温伸长率呈现先增后降的趋势(Y含量为0.93%时达到峰值26.0%),合金的高温伸长率降低;合金的高温抗蠕变性能得到了明显的提高.     

合金化对建筑用ZnMg合金性能的影响分析

在建筑用Zn Mg合金中添加了不同含量的合金化元素Ca、V和Y,并进行了拉伸性能、冲击性能和耐蚀性能的测试。结果表明,适量的合金化元素Ca、V和Y的添加,可提高建筑用Zn Mg合金的力学性能和耐蚀性能;与未添加合金化元素相比,添加了适当含量的合金化元素Ca、V和Y后,其室温抗拉强度增加130 MPa,室温伸长率增加11.1%,-40℃冲击吸收功增加31.2 J,0℃冲击吸收功增加30.2 J,腐蚀电位正移265 m V;其合金化元素含量优选为0.5wt%Ca、0.4wt%V和0.3wt%Y。