MB25高强稀土变形镁合金在飞机上的应用研究

一、前言 由于原航空应用的MB15变形镁合金型材往往机械性能偏低,难以达到技术条件规定的强度指标要求。同时材料生产工艺复杂,铸锭需均化处理,材料要时效处理,并实行二次挤压。据生产厂反映,其型材仅由于抗拉强度不合格者报废率就在50％左右。 为了提高变形镁合金性能,以满足航空工业发展的需要,航空工业部六二一所、南昌飞机制造公司和中国有色金属工业总公司东北轻合金加工厂三方共同协作,有效地利用我国富有稀土资源,成功地研制了MB25高强度稀土变形镁合金。     

Mg-Gd系镁合金的研究进展

Mg-Gd系镁合金由于具有高比强度、优良的室温强度和抗蠕变性能而成为研究的热点.介绍了其合金化基础、组织特性;总结了主要稀土合金元素、非稀土元素的影响作用,包括Gd、Y、Nd、La、Ce、Mn、Zr、Zn、Ag等,讨论了合金系的时效行为.在综述国内外研究现状的基础上,对其未来发展进行了展望.     

析出相对稀土镁合金腐蚀行为的影响

镁合金由于密度低、比强度高、电磁屏蔽性能良好而广泛应用在航空航天、汽车、数码等重要领域,但其较差的腐蚀性能使进一步应用受到限制。稀土元素原子的晶体结构与Mg原子相同,在α-Mg中具有较大的固溶度,形成的金属间化合物第二相可细化合金晶粒,同时加入稀土元素可改变腐蚀层结构,进而可以有效地改善镁合金的耐腐蚀性能。通过X射线荧光光谱仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、电化学站测试、原子力显微镜等测试设备,表征了Mg-3.4Y-3.6Sm-2.6Zn-0.8Zr合金在3.5%NaCl溶液(质量分数)中的腐蚀速率和腐蚀形貌,研究了析出相对稀土镁合金腐蚀行为的影响。结果表明,稀土元素Y和Sm在镁合金中形成了(Mg, Zn)₃(Y,Sm)和Mg₁₂(Y,Sm)Zn 2种析出相,在合金腐蚀过程中(Mg, Zn)₃(Y,Sm)相最先被腐蚀,随后是α-Mg基体和Mg₁₂(Y,Sm)Zn相。析出相在合金腐蚀过程中形成了均匀的腐蚀产物膜层,增大了合金的电化学阻抗值,腐蚀产物膜层对合金起到了保护作用,有效地降低了合金的腐蚀速率。     

稀土在镁合金中作用的研究现状

稀土元素在镁合金中具有阻燃、净化熔体等作用,能有效改善合金的铸造性能;可细化显微组织、形成准晶相、抑制形变织构,提高镁合金的室温及高温强度和塑韧性等力学性能;并改变镁合金表面腐蚀层结构、控制阴极相数量和分布以及影响电化学过程,从而改善镁合金的耐腐蚀性能。总结了利用稀土元素改善镁合金组织性能的研究现状,并对稀土镁合金的发展前景进行了展望。     

稀土在镁合金中作用的研究现状

稀土元素在镁合金中具有阻燃、净化熔体等作用，能有效改善合金的铸造性能；可细化显微组织、形成准晶相、抑制形变织构，提高镁合金的室温及高温强度和塑韧性等力学性能；并改变镁合金表面腐蚀层结构、控制阴极相数量和分布以及影响电化学过程，从而改善镁合金的耐腐蚀性能。总结了利用稀土元素改善镁合金组织性能的研究现状，并对稀土镁合金的发...     

合金元素对AM60B镁合金性能的影响

为提高镁合金的力学性能,将元素Sr和稀土元素Y、Nd加入到AM60B中.采用X光荧光和X射线衍射对合金的化学成分和物相组成进行了分析,研究了合金元素对AM60B镁合金力学性能的影响,采用扫描电子显微镜对合金试样的断口表面进行了观察,对其断裂行为进行了探讨.研究结果表明,Sr和稀土元素Y、Nd使AM60B镁合金的力学性能得到改善,含Sr和稀土元素Nd的AM60B镁合金的断裂强度和延伸率最高,分别达到224.57 MPa和9.25%,比AM60B镁合金分别提高了32%和38%,合金的屈服强度也得到改善.稀土元素Y和Nd的加入,使AM60B镁合金表现出较大的塑性变形能力.     

Al-Li合金高温抗氧化性能的研究

一、前言 Al-Li合金具有密度低、比强度和比钢度高等优点,在航空航天等领域有着广泛应用的前景。但由于Al-Li合金中含有Li、Mg等活泼元素在有氧的环境,特别是在温度较高的情况下,表面会发生严重氧化,形成一表面脱锂层。表面氧化会引起表面敏感性能的变化,使合金的拉伸强度、疲劳强度和硬度下降。从而影响了合金在高温下的使用。Be,Ca,Bi等元素可改善一般铝合金的抗氧化性能,为改善Al-Li合金的抗氧化性能,有人尝试在Al-Li合金中添加以上元素和La+Ce等,但都未取得明显效果。稀土元素作为我国的一种富有资源,在铝合金中已广泛应用,在Al-Li中的应用近几年国内也有所开展。Y是稀土族中密度较小的元素,我们的工作表明,加Y可明显改善Al-Li合金的室温和高温性能。本工作是在Al-Li-Cu-Mg-Zr合金中,添加了不同量的轻稀土元素Y,并采用高温氧化法研究了Y对合金抗氧化性能的影响。 二、实验方法     

钇(Y)对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金组织与性能的影响

一、前言 Al-Li合金和一般铝合金相比具有密度低、比强度和比刚度高等优点,是航空航天工业很有应用前途的新型材料,但Al-Li合金存在的韧塑性较低等问题,严重影响了它的推广应用。稀土元素化学性质活泼,加入合金中可改善合金的性能,在铝合金中已有广泛应用。但在Al-Li合金中的应用是近几年才在国内开展起来的,且加入的多为重稀土元素,如La,Ce和La+Ce混合稀土等。本工作是在Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的基础上,分别添加不同含量的低密度稀土元素Y(其密度在稀土中仅大于Sc),研究了Y对合金显微组织和室温拉伸性能的影响,以期深入了解稀土元素在Al-Li合金的作用机理。 二、实验方法 实验合金是在真空感应炉中熔炼、在氩气保护下精炼和浇铸的。铸锭先经490℃/18h+525℃/2h二级均匀化处理,然后热挤压成φ30mm的棒材(挤压比约为7:     

Mg-Gd系合金的合金化研究进展

Mg-Gd系合金具有质量轻、强度高、耐热性能好等优点,在航空航天领域的应用前景广阔。然而,简单的Mg-Gd二元合金通常重稀土含量很高,综合力学性能也不够完善,已不能满足新型镁合金轻质、高强、低成本的设计理念。为了进一步提升该系合金的性能,迄今已开展了大量研究,主要的改良方案包括:(1)恰当的热处理工艺;(2)必要的变形加工技术;(3)合理的成分优化设计。其中,通过合金化方法不断优化成分配比创造出优良的新型合金是改善Mg-Gd系合金性能的根本方法。 鉴于化学成分是影响合金微观组织与力学性能的重要因素,本文综述了合金化元素Ag、Al、Zn、Ca、Si、Mn以及各种稀土元素(RE)对Mg-Gd系合金组织与性能的影响,并展望了其合金化的发展方向。例如,通过添加Zn、Cu、Ni等元素,在保留Mg-Gd系合金中原有纳米级析出相的基础上,还能在组织中形成新的长周期有序堆垛的结构相,从而实现多相协同强化合金的目的。另外,由于稀土元素价格昂贵且不易获得,若能用常见的Al、Mn、Si等非稀土元素代替部分稀土元素,形成新的强化相,则在有效改善合金性能的同时还可降低合金的成本。此外,在合金成分设计上,单一元素的作用效果有限,复合添加才是Mg-Gd系合金化研究的重要发展方向。但需要特别注意的是,在多元化设计过程中某些元素之间因存在相互作用的关系而导致反应失效,例如,含Zr的Mg-Gd系合金一般不添加Al,因为Al不仅能与Zr反应生成Al₃Zr相恶化合金组织,而且还会消耗大量基体合金中的稀土元素,降低稀土的利用率。综上所述,在合金化设计过程中,必须解决两大问题:(1)通过合金化元素种类之间的合理搭配,创造出新型合金系列;(2)确定该系列合金中各种元素的最佳含量比,从而使其性能得到进一步优化。 本文分析总结了Mg-Gd系合金在合金化方面的研究进展,分别对LPSO形成元素、非LPSO形成元素、稀土金属元素以及非金属元素对Mg-Gd系合金的作用效果进行了讨论,展示了各种元素在该系合金中的研究现状并展望了其应用前景,以期为今后镁合金的合金化设计提供参考。     

稀土镁合金抗高温蠕变性能的研究进展

稀土元素在镁合金中能够细化晶粒尺寸,可以利用其固溶强化和第二相强化机制提高合金力学性能,改善镁合金的抗高温蠕变能力。介绍了镁合金的蠕变机理,以及稀土Y元素、Gd元素、Sc元素和Ce元素对镁合金组织和蠕变性能的影响,综述了目前国内外开发的Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sc、Mg-Ce等一系列稀土镁合金的研发现状,对稀土镁合金的发展现状给予意见,并对稀土镁合金的发展前景进行展望。     

高温镁合金AE42X1

美国DOW镁公司研制了一种高温结构零件用的压铸镁合金AE42X1,其218℃的屈服强度为96.5MPa,比AZ91合金高10℃。该合含有3.5～4.5％Al、>0.27％Mn和2～3％稀土元素。稀土元素主要是Ce,还有La、Nd和Pr,形成细小沉淀Mg_9RE(RE为稀土元素),作用是改善高温蠕变强度。该合金的室温拉伸屈服强度为138MPa,与其它的压铸镁合金相当,抗腐蚀性能也相同。     

镁合金稀土元素合金化研究进展

本文叙述了国内外镁合金稀土元素合金化的研究进展;讨论了稀土元素对镁合金熔体、组织和性能以及耐腐蚀性的影响;分析了镁稀土合金研究存在的问题;指出镁稀土合金是镁合金研究的重要发展方向。     

合金元素对镁合金耐腐蚀性能影响的研究进展

添加合金元素即合金化是改善镁合金性质、性能的有效途径。总结了基础合金元素(Al、Zn、Mn、Zr等)和微量合金元素(Ce、La、Sc、Er、Nd、Y、Sm、Ho、Gd及混合稀土等稀土元素和Ca、Sr等碱土金属元素以及Pb、Sn、Sb、Si、Hg、Ga等)对合金化镁合金耐腐蚀性能的影响,评述了失重法、电化学方法等合金化镁合金耐腐蚀性能的主要研究方法,指出了当前镁合金合金化及耐腐蚀性能研究中存在的问题和发展方向。     

微量稀土元素掺杂引起Fe-Ga合金大磁致伸缩性能的研究进展

磁致伸缩材料是一类新型智能材料,在机器人、传感器和位移控制器等领域有重要的应用价值。与传统磁致伸缩材料和已商业化巨磁致伸缩材料相比,新型Fe-Ga磁致伸缩材料具有更易实用化的优良特性和应用前景,例如低磁场下应变高、力学性能好、对温度的依赖性低、价格低廉等,因而Fe-Ga合金成为凝聚态物理和材料科学领域的研究热点。早期关于Fe-Ga合金的研究主要集中在单晶Fe-Ga合金,但其制备工艺复杂、成本高,难以广泛应用。为拓宽Fe-Ga合金的应用范围,人们开始关注多晶Fe-Ga合金。然而,采用常规熔炼法制备的多晶Fe-Ga合金磁致伸缩系数很低,限制了其实际应用。因此,提高多晶Fe-Ga合金的磁致伸缩性能成为该类合金能广泛应用的关键。合金结构决定合金性能,合金结构又与合金成分和制备工艺密切相关。为提高多晶Fe-Ga合金磁致伸缩系数,研究者做了大量工作。近年来,具有特殊4f电子层结构的稀土元素因具有优异的磁学性质而引起人们的广泛关注。人们将微量稀土元素Tb、Dy、Ce、Y、Sm、Pr等掺杂到Fe-Ga合金中,发现Fe-Ga合金的磁致伸缩性能得到明显的改善。然而到目前为止,有关稀土掺杂Fe-Ga合金的磁致伸缩机制仍不一致。一些研究者认为磁致伸缩性能的改善是由于稀土掺杂导致Fe-Ga合金形成富稀土相,也有研究者认为主要是由于稀土掺杂使合金沿〈100〉择优取向。近年来一些研究者认为,大磁致伸缩主要源于稀土原子进入Fe-Ga合金的A2基体中引起的大四方畸变。但是稀土掺杂如何使Fe-Ga合金中A2基体产生大四方畸变以及掺杂稀土与A2基体中四方纳米异质结构modified DO3相是如何作用的,这些问题仍不清楚。本文首先分析了人们选择稀土元素掺杂Fe-Ga合金的原因;然后分析了稀土元素掺杂对Fe-Ga合金性能的影响;最后详细综述了稀土元素掺杂引起Fe-Ga合金大磁致伸缩性能的理论机制,同时展望了该类合金未来的发展方向。     

稀土元素对镁合金晶粒细化的研究综述

根据稀土元素在镁合金中存在的形式及其作用,综述了稀土Ce、Nd、Y、Er及Sc在镁合金中的晶粒细化效果及其作用机理。一定量的Ce、Nd、Y、Er及Sc对镁合金晶粒均有细化作用,根据稀土固溶度的不同,其细化合金晶粒所加入的量也不同;镁合金晶粒开始粗化时所添加的稀土量是随着其在镁合金中的固溶度增加而增大的。     

稀土在镁及镁合金中的作用

综述了稀土元素在镁合金溶液中去氧化夹杂、除氢和与熔剂的相互作用,以及稀土元素对镁及镁合金的组织、性能、起燃温度、耐蚀性等方面的影响.阐述了RE在镁合金显微组织中细化晶粒、强化晶粒和晶界、提高合金力学性能的机理,以及与氧等元素反应在镁合金表面生成MgO、Al2O3、RE2O3、Mg17Al12组成的致密保护膜和由于Ce、Y、Le等元素的加入形成稀土转化膜对镁合金起燃温度、耐蚀性的作用.并对含稀土镁合金进行了评价与展望.     

AZ91镁合金增强改性研究进展

镁合金由于其具有密度小,比强度、比刚度高,减振性、导热性、电磁屏蔽和抗辐射能力强,易切屑加工,易回收,资源丰富等一系列优点,成为21世纪最具开发前景的轻质结构材料,但由于镁合金合金系列少、强度低,限制了镁合金应用的范围.概述了近几十年AZ91镁合金的增强改性研究进展状况,分析了变质、机械震动、熔体混合等物理改性方法和添加Ca Si(Re)、Cd MM、Y、Sc等化学改性方法的原理及其优缺点,讨论了各种物理及化学改性后对AZ91镁合金组织性能的影响.     

高性能稀土镁合金的研究进展

随着近年来汽车等工业节能减排对更高性能轻质镁合金的迫切需求,镁合金在工业应用中展现出了很大的发展前途。稀土镁合金系由于具有高温强度高、优良抗蠕变性能及耐热性能以及良好的塑性和耐腐蚀性等高性能,已经成为越来越受到重视的镁合金系之一,并在航空航天、电子、汽车、通讯等领域得到了广泛应用。目前,国内外已开发了Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Gd-Y、Mg-Y-Gd等一系列稀土镁合金。综述了高性能稀土镁合金的研究进展和应用现状,主要介绍了Mg-Y和Mg-Gd二元和多元合金系的研究开发及应用的新进展,以及含长周期堆垛有序结构(Long Period Stacking Ordered Structure,简称LPSO结构)的Mg-Y-Zn、Mg-Gd-Zn、Mg-Gd-Y-Zn、Mg-Y-Gd-Zn合金系的研究现状。最后,展望了高性能稀土镁合金的发展趋势。     

Nd、Y对AZ31镁合金热轧退火薄板耐蚀性的影响

为提高AZ31镁合金热轧退火薄板的耐蚀性,本实验在合金中分别添加单一Nd和复合Nd+Y稀土元素,采用盐雾腐蚀和电化学腐蚀实验方法对其耐蚀性展开研究,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪对合金和腐蚀产物的微观组织及结构进行观察分析。结果表明:添加稀土元素Nd、Y后,AZ31镁合金表面可形成更为耐蚀的含有稀土氧化物Nd_2O_3的腐蚀产物膜,提高对基体的保护作用;添加Nd、Y元素的AZ31镁合金中新的耐蚀相Al_2Nd和Al_2Y析出,有害相β-Mg_(17)Al_(12)减少,使合金自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率减缓,耐蚀性明显提高;复合添加Nd+Y比单一添加Nd更有利于提高AZ31镁合金的耐蚀性,且添加量为0.5%Nd+0.5%Y时合金的耐蚀性能提高最为显著。     

稀土耐热镁合金的开发与应用

介绍了稀土元素的特性和耐热镁合金合金体系设计思路.重点阐述了稀土耐热镁合金的开发与应用现状以及稀土在镁合金体系中的影响机理,指出在Mg-Al系的基础上开发出适合汽车用稀土耐热镁合金是今后重点发展方向.