热处理工艺对Mg-6Zn-2.5Cu镁合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学试验机等研究了铸造Mg-6Zn-2.5Cu合金在铸态、固溶和时效处理下的显微组织和力学性能。结果表明:合金的铸态组织主要由α-Mg和(α-Mg+MgZn2+Mg2Cu+CuZnMg)共晶相组成。在455℃固溶12~36 h时,随着时间增加,固溶效果逐渐增强,且在20 h时合金获得了较理想的显微组织及218 MPa的抗拉强度和8.68%的伸长率。随后在180℃时效6~72 h后,合金的拉伸性能随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时后,合金的抗拉强度和硬度达到峰值,分别为249.5 MPa和64.6 HV0.1,比铸态的分别提高了66.5 MPa和26.29%,伸长率在时效12 h时后达到了峰值6.72%。铸态合金的断裂方式以沿晶断裂为主,时效处理后合金的断裂方式为准解理断裂。     

Ag对铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr镁合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜,能谱仪和电子拉伸试验机等研究了不同Ag含量对铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr镁合金的物相、显微组织和拉伸断裂后形貌的影响。结果表明:Ag的添加能在合金中形成新相Ag_2Gd,同时能够提高合金的抗拉强度,细化合金组织,促进第二相在晶界处的析出;当Ag的添加量为1.5%时,合金的抗拉强度达到最大值226 MPa;当Ag的添加量为2%时,合金的晶粒尺寸最小,为46.5μm,第二相的析出最多。     

热处理对挤压变形Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金力学性能及显微组织的影响

采用硬度检测、拉伸力学性能测试、金相、扫描及透射电镜观察等方法,研究了挤压态Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金经T4、T5和T6热处理后显微组织及力学性能的变化.结果表明:挤压态合金宜采用T5热处理.经T5热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度分别达到372、403 MPa,远高于T4、T6处理的,其原因在于T5热处理后合金中存在大量棱镜片状第二相.T6热处理时,虽然合金的时效强化效果优于T5态合金,但晶粒长大严重降低了合金的力学性能.     

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-3.4Y-3.6Sm-2.6Zn-0.8Zr(wt%)合金组织和性能的影响

采用差热分析(DSC)、光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)及拉伸测试等手段研究了Mg-3.4Y-3.6Sm-2.6Zn-0.8Zr合金经过不同热处理方式后的组织演变及力学性能。提出了500°C固溶处理15h、225°C时效处理40h的最佳热处理制度。500°C固溶15h后,层状长周期堆积有序(LPSO)结构消失,晶界处的(Mg,Zn)3(Y,Sm)从网状相溶解成颗粒状,同时形成大量的长条状相Mg12(Y,Sm)Zn。时效处理后,大量弥散的β′相析出到α-Mg晶粒中,有利于提高合金的屈服强度。试验合金的屈服强度(YS)、抗拉强度(UTS)和延伸率(EL)分别为170.0 MPa、260.8 MPa和14.1%。热处理后断口由沿晶断裂向穿晶断裂转变。     

新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.5Zr的组织和力学性能

研究了新型铸造镁合金Mg-3.0Nd-1.5Gd-0.25Zn-0.45Zr的组织和力学性能。研究表明,试验合金的铸态组织为近等轴晶,主要由α-Mg基体和晶界处的(α-Mg+Mg12Nd)共晶组成。试验确定了固溶试验合金的较优时效处理工艺。试验合金经T6热处理后,室温屈服强度较ZM6合金显著提高。同时,试验合金的高温瞬时抗拉强度、屈服强度以及抗蠕变性能均显著优于ZM6合金。     

热处理对压铸Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金组织性能的影响

采用气体保护法制备Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83K)合金,并冷模压铸成拉伸试样。通过光学显微镜、扫描电镜观察及力学性能测试等分析合金压铸态和不同热处理状态下的显微组织及力学性能。结果表明:冷模压铸GW83K合金经热处理后,其力学性能较压铸态均有所提高,尤其是经低温短时固溶处理(T4)后的合金,其晶粒度变化不大,组织比较均匀,片层状的共晶体消失,第二相以不连续的棒状或粒状分布于晶界处。GW83K-T4合金的室温拉伸性能可达到σb=261.7MPa,σs=240.8MPa,δ5=6.0%,比压铸态合金分别提高了21%,28.4%和30.4%,且该合金具有较好高温力学性能。     

T4和T6热处理对Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr合金组织和硬度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度仪等研究了T4和T6热处理对Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金显微组织及硬度的影响。结果表明:Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金经T4热处理之后,网状结构的β-Ca2Mg6Zn3相逐渐分解并转变为不规则的团聚的块状结构,MgZn2相逐渐溶解于α-Mg基体中,硬度比铸态时显著提高,达到63.87 HV;经过不同时间的T6热处理之后,MgZn2相从α-Mg基体中重新析出,球状的Mg2Ca中间化合物均匀的分布于晶粒内且发生明显长大。随着时效时间的延长,MgZn2相增多,对位错的钉扎增强,合金的硬度提高,在"峰时效"时的硬度达到64.97 HV。410℃×24 h固溶处理后150℃×8 h时效处理为Mg-2.5Zn-1.5Ca-0.22Zr镁合金的最佳热处理工艺。     

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金的微观组织及力学性能

采用半连续铸造方法制备出成分为Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr(质量分数)的镁合金铸锭,经均匀化处理后进行挤压,随后进行人工时效处理。室温拉伸试验显示,合金的抗拉强度最大达460MPa,屈服强度最大达410 MPa,伸长率为5%。光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)的观察结果表明,经过挤压后的Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr镁合金,晶粒由均匀化后的60μm细化到20μm以下,且随挤压比的增大晶粒细化效果更加明显。峰值时效态的合金中存在大量与基体共格析出的β′相,这些在时效过程中析出的共格弥散相对位错运动有明显的阻碍作用。以上两点是合金强度提升的主要原因。     

重稀土Ho对Mg-3Zn-0.6Zr合金铸态组织及力学性能的影响

采用金相显微分析、X射线衍射、扫描电镜以及显微硬度测试等方法,研究了稀土元素Ho对Mg-3Zn-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响.结果表明,Mg-3Zn-xHo-0.6Zr(x=3,5,7)合金系组织由α-Mg基体、Mg3HoZn3相,以及少量的Mg24Ho5相组成.随着Ho含量的增加,Mg3HoZn3相含量增多,起到强化晶界作用.由于Mg3HoZn3相硬而脆,当Ho含量(质量分数)超过3%时,Mg3Ho2Zn3相使合金硬度提高的同时抗拉强度、屈服强度以及伸长率都有不同程度的降低.     

Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金的组织和性能北大核心CSCD

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪以及拉伸试验机,研究了不同热处理对Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明:不论是铸态、固溶态,还是时效态,合金组织都主要由α-Mg基体以及稀土化合物Mg5(Gd,Y,Zn)、Mg24(Y,Gd,Zn)5和Mg12Zn(Gd,Y)组成;但铸态下合金中第二相主要为Mg5(Gd,Y,Zn),在晶内呈平行的流线状排列,晶粒粗大。通过固溶时效处理,Mg12Zn(Gd,Y)相在晶界处析出并向晶内生长,成为合金的主要强化相,其强化方式主要为固溶强化和时效强化。室温下,铸态合金抗拉强度为138 MPa,伸长率为2.16%,时效态合金抗拉强度为223 MPa,伸长率为3.94%,合金力学性能得到明显提升。     

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%。     

Ca和Gd对压铸Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金组织及性能的影响

在冷室压铸机上制备了Mg-6Gd-3Y-0.5Zr(GW63K)、Mg-8Gd-3Y-0.5Zr(GW83K)和Mg-6Gd-3Y-0.3Ca-0.5Zr(GWC630K)合金.通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射及力学性能测试等研究了Ca、Gd对GW63K合金组织及力学性能的影响.结果表明:在GW63K合金基础上,添加Ca或Gd均可以使合金组织得到细化,并使得晶界上稀土相的数量明显增加.Ca主要溶于基体中,使合金中Gd、Y稀土元素更多地溶入基体,并使稀土相以短棒状或粒状分布于晶界.Gd主要分布于晶界上的稀土相中.Ca的加入有利于提高合金室温拉伸力学性能,而Gd的加入更有助于提高合金的高温强度.     

Mg-2.6Sm-1.3Gd-0.6Zn-0.5Zr镁合金显微组织和力学性能研究

研究了不同固溶处理工艺对Mg-2.6Sm-1.3Gd-0.6Zn-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响。合金的铸态显微组织主要由α-Mg和(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1共晶相组成。510℃,4 h为最佳固溶处理条件,晶界附近的共晶相几乎全部溶于镁基体中,合金固溶态的室温抗拉强度为246 MPa,延伸率为11.3%。合金200℃时效析出序列为Mgssss→β’’(D019)→β’(bct)→β(fcc),峰时效态合金的屈服强度和抗拉强度达到185 MPa和282 MPa,延伸率为6.1%。     

Sm对时效态Mg-12Gd-2Y-0.5Zr合金组织与力学性能的影响

通过组织观察、拉伸试验和断口分析,研究了Mg-12Gd-2Y-（0,0.5,1.0,1.5）Sm-0.5Zr合金的显微组织和20～300℃下的力学性能。结果表明,随着Sm含量的增加,合金晶粒细化,屈服强度及高温抗拉强度显著提高。同时,随着温度的升高,合金的抗拉强度具有反常的温度效应。     

轧制工艺对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr铸态合金经525℃、16 h均匀化退火后,在500℃轧制成总变形量为84%的板材,轧制后在200℃进行时效处理。观察合金的微观组织变化,并测试合金的力学性能。结果表明:轧制变形明显细化了晶粒尺寸,轧制后组织中存在方块相和长条状相;轧制初期组织中存在大量孪晶,孪晶能很好地协调塑性变形,并诱发了孪生动态再结晶;随着轧制变形量的增大,孪晶数量减少,再结晶方式以晶界弓出形核为主。轧制T5态合金具有优异的高温力学性能,200、250、300和350℃时抗拉强度分别为392、381、251和112 MPa,350℃拉伸时伸长率达到107.0%。     

Mg-15Gd-0.6Zr合金的组织与力学性能

通过在Mg-Gd二元合金中添加少量的Zr后制备一种新型的Mg-15Gd-0．6Zr合金，并对合金的微观组织、时效特性和不同温度下的力学性能及拉伸断裂方式进行研究。合金在非平衡凝固过程中容易形成MgxGd（x=2，3，5）相，但用热处理的方法几乎不可能消除。在合金的Cast-T5、Cast-T6、Ext-T5和Ext—T6的4种时效状态中，Ext—T5态达到峰值硬度的时间最短，峰值硬度值最高；而Cast-T5态的则相反。合金具有较高的耐热强度和延伸率，其在不同温度下的抗拉强度与WE54的相当，而延伸率明显优于WE54及其它耐热镁合金的。合金在25℃时的断裂方式以准解理断裂为主，而250℃时的断裂方式以微孔聚集型断裂为主，300℃和350℃时的断裂方式以典型的微孔聚集型断裂为主。     

Mg-1.4Gd-1.2Y-0.4Zn-0.1Zr合金挤压板材的组织与力学性能

制备了Mg-1.4Gd-1.2Y-0.4Zn-0.1Zr(at％)合金挤压板材,并进行了时效处理.采用XRD、OM、SEM和TEM分析了不同状态合金的相组成和微观组织,并测试了其室温硬度和拉伸力学性能.结果 表明,铸态组织由α-Mg基体、Mg3(RE,Zn)共晶相、长周期堆垛有序(LPSO)结构以及Mg-RE颗粒组成....     

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。     

Mg-13Gd-3Y-0.4Zr合金热处理工艺优化及其性能

为了开发高强度高温耐热镁合金,制备了Mg-13Gd-3Y-0.4Zr(GW133K)合金,并测试了其常温力学性能和蠕变性能,测得此合金在优化后屈服强度达到了275MP,抗拉强度为300MP,在250℃-80MP条件下,100小时蠕变应变率为1.18%,稳态蠕变速率为3.61e-9,并对此合金的增强机制进行了探讨。