固溶处理对含准晶相Mg93Zn6Y1合金显微组织及性能影响

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg93Zn6Y1合金的显微组织,并利用EDS、XRD进行了物相分析。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1合金的显微组织主要由α-Mg相和准晶相(Mg3Zn6Y1)组成。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变,得到Mg93Zn6Y1合金合适的固溶温度为430℃。研究发现固溶处理后,Mg93Zn6Y1合金中准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。通过阻尼性能测试以及腐蚀速率测试,发现固溶处理可以较好地改善Mg93Zn6Y1合金的阻尼性能以及耐蚀性能。     

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。     

LPSO相增强铸态Mg_(92)Zn_4Y_4和Mg_(92)Zn_4Y_3Gd_1合金组织与性能分析（英文）

采用普通凝固技术制备了含有长周期堆垛有序(long period stacking ordered,LPSO)结构相的Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金。通过OM、SEM、EDS、XRD和TEM分析了合金中各相形貌、微区成分及结构。结果表明:Zn/RE原子比为1的2种铸态镁合金中均存在14H-LPSO结构相;在Mg-Zn-Y合金中添加稀土元素Gd增加了合金的形核质点并促进了长周期堆垛有序结构相的形成,14H-LPSO相体积分数由12.1%增至30.4%;LPSO结构相在高温形成时分割了αMg树枝晶,基体平均晶粒尺寸由50μm降至10μm以下;铸态Mg92Zn4Y4合金的凝固组织为α-Mg固溶体+Mg12Zn Y+Mg3Zn3Y2+Mg-Y;铸态Mg92Zn4Y3Gd1合金的凝固组织主要为α-Mg固溶体+Mg12Zn(Y,Gd)+Mg3Zn3(Y,Gd)2;室温条件下,Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金的压缩率达到12.4%和15.5%,热导率分别为99.233和88.639W·(m·K)-1。     

Microstructures and Properties of As-Cast Mg92Zn4Y4 and Mg92Zn4Y3Gd1 Alloys with LPSO Phase

采用普通凝固技术制备了含有长周期堆垛有序 (long period stacking ordered, LPSO) 结构相的Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金。通过OM、SEM、EDS、XRD和TEM分析了合金中各相形貌、微区成分及结构。结果表明：Zn/RE原子比为1的2种铸态镁合金中均存在14H-LPSO结构相;在Mg-Zn-Y合金中添加稀土元素Gd增加了合金的形核质点并促进了长周期堆垛有序结构相的形成,14H-LPSO相体积分数由12.1%增至30.4%;LPSO结构相在高温形成时分割了a-Mg树枝晶,基体平均晶粒尺寸由50 μm降至10 μm以下;铸态Mg92Zn4Y4合金的凝固组织为a-Mg固溶体+Mg12ZnY+Mg3Zn3Y2+Mg-Y;铸态Mg92Zn4Y3Gd1合金的凝固组织主要为a-Mg固溶体+Mg12Zn(Y,Gd)+Mg3Zn3(Y,Gd)2;室温条件下,Mg92Zn4Y4和Mg92Zn4Y3Gd1合金的压缩率达到12.4%和15.5%,热导率分别为99.233和88.639 W·(m·K)-1。     

Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金的组织和性能

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。     

Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr镁合金组织和性能的影响

通过在Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金中添加Zn,采用SEM、XRD及万能拉伸试验机,研究了Zn添加对其铸态组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y)和Mg₂₄(Y,Gd)5相组成,而添加质量分数为0.5%~1.5%的Zn后,合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅及Mg₁₂(Gd,Y)Zn相组成。添加0.5%的Zn后,合金的室温力学性能明显提高,当Zn含量高于1.0%后,镁合金的室温力学性能开始逐步降低。当Zn含量为0.5%时,合金具有较佳的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为197 MPa、160 MPa和4.37%。Zn对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金铸态力学性能的影响与其铸态组织中Mg₅(Gd,Y,Zn)、Mg₂₄(Y,Gd,Zn)₅和Mg₁₂(Gd,Y)Zn第二相及其数量有关。     

Cu对铸造Mg-4Zn-0.5Ca镁合金的组织及性能影响

以Mg-4Zn-0.5Ca合金为研究对象,研究了Cu对Mg-4Zn-0.5Ca合金组织及力学性能的影响。结果表明,Cu可以通过与Zn原子结合形成Mg-Zn-Cu三元相在α-Mg基体边界富集,阻碍基体长大,使Mg-4Zn-0.5Ca合金铸态组织得到细化,合金主要由α-Mg,Ca2Mg6Zn3,Mg Zn Cu相组成。Cu元素可以提高Mg-4Zn-0.5Ca合金的硬度及抗拉强度,当Cu含量为1%时,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-1Cu合金的抗拉强度和屈服强度分别为149 MPa、102 MPa,相对于基本合金提高了14.6%和29.1%,合金硬度提高18.8%至63 HV。过量的Cu会使合金中的析出相呈连续的网状分布在晶界上,导致力学性能的下降。     

铸态Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金组织和力学性能

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Zn对铸态Mg-9Gd-4Y-x Zn-0.5Zr(x=0,0.5 1.0,1.5,2.0)合金组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5(Gd,Y)组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5(Gd,Y,Zn)相和Mg12Zn(Gd,Y)相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。此时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为209.72 MPa和172.69 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。     

脉冲磁场对Mg-Zn-Y合金组织及力学性能的影响

在Mg93Zn6Y1合金凝固过程中施加脉冲磁场处理,主要研究了放电电压对Mg93Zn6Y1合金组织和力学性能的影响。结果表明,施加脉冲磁场对Mg93Zn6Y1合金凝固组织中的初生α-Mg相和准晶相均具有显著的细化效果。随着放电电压的增加,初生α-Mg相尺寸逐渐减小,其形貌由粗大枝晶状逐步转变为细小花瓣状和颗粒状。同时,准晶相也得到逐步细化,其形貌由粗大的连续网络状转化为不连续状和颗粒状,平均宽度和平均面积比分别由26μm和32%减小至10μm和14%。随着放电电压的增加,Mg93Zn6Y1合金的力学性能显著提高。当放电电压为300V时,Mg93Zn6Y1合金的抗拉强度和伸长率分别为172.1 MPa和1.6%,相比未处理合金提高了71.2%和60.0%。     

等通道挤压Mg2Si增强ZK60镁合金的显微组织及力学性能

研究等通道挤压(ECAP)对ZK60+2Si镁合金显微组织、室温力学性能和高温抗蠕变性能的影响。结果表明,合金铸态组织主要由-Mg基体、Mg2Si相和MgZn相组成,等通道挤压可显著碎化原粗大汉字状Mg2Si相并使其趋于弥散分布,同时基体组织也得到细化。挤压4道次后,合金的室温抗拉强度由154.8MPa增加到270MPa,伸长率由4.5%增加到17.5%。挤压6道次后,合金的伸长率进一步增加到21%,而抗拉强度却下降至261MPa;合金的高温蠕变寿命由铸态20h延长到203h,稳态蠕变速率下降了约1个数量级,这主要是因为细小颗粒状MgSi相有效阻止了晶界滑移。     

稀土Y对Mg-Zn-Mn镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

研究不同稀土Y含量对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加对Mg-6Zn-1Mn合金的相结构、组织和力学性能有明显的影响。随着Y含量的增加,合金中的第二相依次从Mg7Zn3相、I相(Mg3YZn6)、I相+W相(Mg3Y2Zn3)到W相+X相(Mg12YZn)转变;热分析和组织观察证明合金相的稳定性趋势为X相W相I相Mg7Zn3相;Mn元素主要以单质颗粒形式弥散分布在基体中;Y的添加能显著提升Mg-Zn-Mn合金的力学性能,其中含6.09%Y的挤压态合金具有最佳的力学性能,其抗拉强度和屈服强度分别达到389 MPa和345 MPa。合金强度的提升主要源于Y元素的晶粒细化、Mn颗粒的弥散强化和Mg-Zn-Y稀土相的引入。     

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.     

Zn含量对Mg-6Gd-4Y变形镁合金显微组织与力学性能的影响

研究了Mg-6Gd-4Y(wt.%)合金与添加1％Zn的Mg-6Gd-4Y-1Zn合金的显微组织与力学性能。结果表明：Mg-6Gd-4Y合金的铸态组织由?-Mg基体和Mg24(GdY)5两相组成。而含有Zn的Mg-6Gd-4Y-1Zn合金的铸态组织则主要由α-Mg,Mg24(GdY)5和具有18R-LPSO结构的Mg12Y1Zn1相组成。挤压后,在含锌合金中发现了14H-LPSO相,分布于条状分布的Mg12Y1Zn1之间。14H-LPSO相的形成机理为沉淀析出,反应可表示为α-Mg′→α-Mg + 14H。Zn含量对β系列沉淀物没有明显的影响。在Mg-6Gd-4Y合金和Mg-6Gd-4Y-1Zn合金上进行的时效（T6和T5）处理均引起β"析出相的形成。T6处理后的Mg-6Gd-4Y-1Zn合金具有高拉伸强度和良好的延展性,屈服强度（YS）,抗拉强度（UTS）和延伸率分别为309MPa,438MPa和6.8％。这是18R-LPSO相与细小弥散分布的14H-LPSO相和β"沉淀相共同作用的结果。     

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%。     

WE93合金的组织与性能(英文)

研究不同状态WE93合金的组织与室温力学性能,以及时效态合金在温度200°C,应力100、125和150MPa条件下的蠕变性能。结果表明:WE93合金铸态组织由α-Mg、Mg12(MM)及Mg24Y5相组成,其平均晶粒尺寸为45μm。铸态合金经535°C保温18h均匀化处理后,Mg24Y5相基本完全分解,晶界周围仅残留MM相,晶粒尺寸随着保温时间的延长未见明显长大。挤压态合金较铸态合金具有更好的力学性能,尤其是其延伸率达到12.5%。经过时效处理的挤压态合金的屈服强度及断裂强度最高,分别为315和385MPa,但延伸率降至6.5%。经时效处理后的挤压态合金在200°C,应力100150MPa条件下具有较好的抗蠕变性能,应力指数为2.97,说明在相应的温度及应力条件下晶界滑移为该合金的主要蠕变机制。     

Zn对铸态及ECAP态Mg15Al合金组织与性能的影响

采用XRD、SEM、EDS和拉伸试验,研究添加Zn元素前后铸态和等通道转角挤压(ECAP)态Mg15Al高铝镁合金的组织和力学性能。结果表明,Zn添加到Mg15Al合金中,主要固溶于β-Mg17Al12相,不生成新相。能够促进铸态Mg15Al合金中α-Mg晶粒细化,使β-Mg17Al12相质量分数增加,以及网状化加剧;使ECAP挤压后Mg15Al-1Zn合金中α-Mg基体晶粒平均尺寸由ECAP态Mg15Al合金的11.3μm减少到8.73μm,促进了β-Mg17Al12相的碎化和均匀分布;ECAP挤压能显著提高Mg15Al-1Zn和Mg15Al合金的综合力学性能,ECAP态Mg15Al-1Zn合金的抗拉强度较铸态合金提高了86%,ECAP态Mg15Al合金抗拉强度较铸态提高了60%,而且在屈服强度和塑性变化不大的情况下,ECAP态Mg15Al-1Zn合金比ECAP态Mg15Al合金室温抗拉强度提高了61.8MPa。说明Zn元素添加,能促进ECAP挤压对Mg15Al合金的晶粒细化效果,提高合金的综合力学性能。     

合金元素含量对铸态Mg_(100-3x)Zn_xY_(2x)合金组织和性能的影响

在保持Zn/Y原子比(1:2)一定的条件下,利用普通铸造法制备了Mg97ZnY2、Mg97.75Zn0.75Y1.5、Mg98.5Zn0.5Y1和Mg99.25Zn0.25Y0.5四种合金,研究了合金元素加入量对该合金系铸态组织和性能的影响。合金元素添加量不会改变合金的物相组成,均主要由α-Mg和Mg12ZnY(LPSO)两相组成。但随合金元素含量降低合金相形态逐渐从网状向孤立颗粒状转变。Mg97.75Zn0.75Y1.5合金的力学性能最佳,与Mg97ZnY2合金相比其抗拉强度和断裂应变分别提高25%和85%。进一步降低合金元素添加量,合金的力学性能降低,断口形貌由韧窝、解理面相结合变为典型的脆断特征。     

Mg97Zn1Y2合金的摩擦磨损性能研究

研究了铸态Mg97Zn1Y2合金的室温、高温力学性能和干摩擦条件下摩擦磨损行为,并与AZ91合金进行了对比.结果表明:室温下AZ91合金的屈服强度要高于Mg97Zn1Y2合金,但高温下Mg97Zn1Y2合金较AZ91合金表现出更好的热强性,当温度超过150 ℃时,AZ91合金的屈服强度急剧下降,Mg97Zn1Y2合金则下降较少.Mg97Zn1Y2合金由轻微磨损向严重磨损的转变点明显滞后于AZ91合金,相同载荷范围内Mg97Zn1Y2合金磨损表面的温升要低于AZ91合金,其原因是Mg97Zn1Y2合金中的金属间化合物Mg12YZn较AZ91合金中的Mg17Al12相具有更佳的热稳定性.     

热挤压Mg-6Zn-xCu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金的显微组织及力学性能

对Mg-6Zn-x Cu-0.6Zr(x=0,0.5,1.0,1.5)合金进行了熔炼并浇注在金属模中,然后进行了挤压成形试验。结果表明:铸态合金随着Cu含量的增加晶粒逐渐细化,第二相含量增多,其组织由α-Mg、MgZn_2及Mg Zn Cu相组成。合金经挤压后力学性能明显提高,其中挤压ZK60合金的动态再结晶较弱,晶粒细化程度较小。铸态合金组织中的第二相在挤压过程中被打碎,并沿着挤压方向分布。挤压态合金晶粒细化程度明显,其平均晶粒尺寸可达到10~13μm。Mg Zn Cu相呈短棒状分布在晶界,而Mg Zn2相呈细小的颗粒状分布在基体上。挤压态合金力学性能改善的原因可归结为细晶强化、第二相弥散强化及固溶强化综合作用的结果。其中挤压态Mg-6Zn-1.0Cu-0.6Zr力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度及伸长率分别达到320.22 MPa,240 MPa和11.48%。     

Zn/Cu质量比对挤压态Mg-Zn-Cu-Ce合金组织和性能的影响

研究了Zn/Cu质量比分别为9:1、2:1、1:1、1:1.5、1:2的挤压态Mg-Zn-Cu-Ce合金的组织与性能。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对合金的显微组织与相结构进行了分析表征,测试了合金的室温、150、175、200℃的力学性能,研究了合金在200℃/50 MPa条件下的蠕变行为。结果表明,合金主要由α-Mg、Mg Zn Cu、Mg_2Zn_3组成,随着Zn/Cu质量比的减小,合金在晶界处出现灰色Mg_2Cu相。挤压态合金的室温抗拉强度和屈服强度随着Zn/Cu质量比的减小先增大后减小,Cu的增加可以提高合金的高温力学性能。室温下挤压态Mg-8Zn-8Cu-Ce(Zn/Cu=1:1)合金的抗拉强度和屈服强度分别为320和290 MPa,在150℃下,抗拉强度仍高于220MPa。Zn/Cu质量比的减小对提高Mg-Zn-Cu-Ce镁合金的蠕变性能非常明显,但Cu超过一定含量时,蠕变性能下降。Mg-8Zn-8Cu-Ce合金蠕变性能最好,稳态蠕变速率为1.21×10~(-8) s~(-1),100 h的蠕变量仅为0.562%。