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（英文）

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

挤压态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金的低温力学性能(英文)

研究多循环低温交变(液氮浸泡处理)和拉伸温度对挤压态Mg10Gd3Y0.5Zr镁合金的微观组织、力学性能以及断裂机制的影响。结果表明,Mg10Gd3Y0.5Zr合金经10d液氮浸泡或10个周期高低温交变循环后,合金室温力学性能基本不变;而经过20个周期高低温循环后,合金的室温抗拉强度由398MPa升高到417MPa。在196°C下拉伸时,挤压态Mg10Gd3Y0.5Zr镁合金的屈服强度和抗拉强度均大幅度提高,分别为349MPa和506MPa,分别增长了18%和27%。合金室温断裂机制为穿晶解理断裂,而低温条件下为韧性断裂和解理断裂并存的混合断裂机制。     

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。     

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。     

Mg-10Gd-2Y-0．6Zr合金热压缩变形及其微观组织研究

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-10Gd-2Y-O．6Zr合金在温度为350-450℃,变形速率为0．001～0．5s,最大变形程度为50％的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟试验研究,分析了合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化。结果表明：合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能和应力指数分别为223kJ／mol和6．9,建立了合金高温变形的本构方程;根据试验分析,合金变形温度为400℃,变形速率为0．5s^-1,或变形温度为450℃,变形速率为0．1s^-1下进行热压缩,可以得到组织结构均匀和热翅性加工良好的匹配．     

Ce对Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金微观组织和耐蚀性的影响

为获得高强耐蚀的镁稀土合金,采用扫描电镜、X射线衍射分析、腐蚀失重法、电化学阻抗和动电位极化等研究了元素Ce对Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金微观组织和耐蚀性的影响。结果表明添加0.5% Ce后合金耐腐蚀性能较好,合金的腐蚀电流密度为不含铈合金的55.6%,腐蚀电位正移约141 mV。适量Ce元素的加入导致其他稀土元素在晶界处富集并呈网状分布,使第二相粒子尺寸变小,体积分数变大。     

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.     

均匀化处理对Mg-9.8Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金微观组织的影响

采用DSC、SEM、EDS、OM等检测方法研究了Mg-9.8Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr合金铸锭在505~535 ℃均匀化处理0~84 h后的组织演变规律。结果表明,铸态组织呈枝晶状,第二相含量为19.86%,晶间第二相主要由白色点状共晶相和块状LPSO相组成,晶内第二相为少量针状LPSO相、花瓣状Zr团簇相和方形富稀土相。均匀化处理后的LPSO相形貌为晶间块状和晶内片层状两种。晶内片层状LPSO相的含量受均匀化温度和均匀化时间的影响。在505~525 ℃下,晶内片层状LPSO相随均匀化温度的升高,生长速度加快,数量增多。在相同均匀化温度下延长保温时间,晶内片层状LPSO相沿晶界向基体内部析出,贯穿晶粒后开始粗化。535 ℃下晶间块状LPSO相转变为W相,晶内片层状LPSO相溶解进入基体。晶间LPSO相对晶界迁移起钉扎作用,在505~525 ℃均匀化,随着保温时间的延长,晶粒长大幅度并不明显。在535 ℃均匀化,晶间LPSO相大量溶解,晶粒开始急剧长大。     

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。     

冷却速率对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为的影响(英文)

采用计算机辅助冷却曲线分析技术研究砂型铸造过程中冷却速率(1.4~3.5°C/s)对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金凝固行为的影响。结果表明:随着冷却速率的提高,起始形核温度(Tα,N)由634.8°C升至636.3°C,再辉前最低温度(Tα,Min)由631.9°C降至630.7°C,形核过冷度(ΔTN)由2.9°C升至5.6°C,共晶反应起始温度(Teut,N)上升,固相线温度(T S)由546.0°C降至541.4°C,凝固温度区间(ΔTS)增加6.1°C。形核速率(N)的增加引起晶核数量的增加,从而降低α-Mg的平均晶粒粒径。相对于形核时间(ΔtN),形核过冷度(ΔTN)对α-Mg平均晶粒粒径的影响更大。温度增加值(T eut,N-T eut,G)与缩短的反应时间改变共晶反应进程,并且影响第二相的含量以及形貌。     

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。     

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、XHB-3000型布氏硬度计和万能电子拉伸实验机等研究了Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金的最佳热处理工艺和热处理对合金显微组织及性能的影响。结果表明:合金的最佳固溶工艺为485℃×16 h+505℃×16 h,时效工艺为225℃×12 h。铸态合金主要由初生相α-Mg基体和大量处于晶界处网络状的Mg5Gd、Mg24Y5、Mg2Ca相组成。经固溶时效后,相种类没有变化,但晶界变得清晰,第二相的形貌显著改变,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上,组织得到明显改善,合金的力学性能显著提高,时效态合金的抗拉强度、屈服强度及硬度均显著优于铸态合金,分别由原来的217 MPa、185 MPa和92 HB增加到265 MPa、228 MPa和121 HB,这主要归功于时效沉淀强化的作用。     

Effect of heat treatment on corrosion behavior of low pressure sand cast Mg-10Gd-3Y-0.5Zr alloys

The corrosion behaviors of low-pressure sand cast Mg-10Gd-3Y-0.5Zr(wt.%) alloys in as-cast, solution treated(T4) and aged(T6) conditions were studied by means of immersion test and electrochemical measurements in 5wt.% NaCl solution saturated with Mg(OH)_2. It was observed that the corrosion rate in the T4 condition was lower than that of the as-cast and T6 conditions by both sand casting and permanent mold casting with the same order of as-castT6T4; while the corrosion resistance of the permanent mold casting is superior to the sand casting. The morphologies of the corrosion products are similar porous structures consisting of tiny erect flakes perpendicular to the corroded surface of the alloy, irrespective of the heat treatment conditions. Especially, the corrosion film in T4 condition is more compact than that in the other two conditions. In addition, the severer corrosion happening to the as-cast condition is correlated with the galvanic corrosion between the matrix and the eutectic compounds; while improved corrosion resistance for the T4 and T6 conditions is ascribed to the dissolution of the secondary eutectic compounds. The measured corrosion current densities of Mg-10Gd-3Y-0.5Zr alloys in as-cast, T4, and T6 conditions are 36 μA?cm~(-2), 10 μA?cm~(-2), and 33 μA?cm~(-2), respectively. The proposed equivalent circuit [Rs(CPE_1(R_t(R_fCPE_2))] by Zview software matches well with the tested electrochemical impedance spectra(EIS) data.     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

二次挤压对Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究二次挤压对Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响。研究表明:该合金经二次挤压后,晶粒尺寸细化至6μm,提高细晶强化效果;粗大Mg5Gd1-xYx相增多,降低固溶强化效果;{0002}基面织构的减弱降低织构强化效果;在三者的综合作用下,合金经二次挤压后,强度有所降低,但伸长率却大幅度提高,达到20.5%,较一次挤压态合金的伸长率提高107.1%;一次挤压态合金的断裂方式是以解理断裂为主的混合断裂,二次挤压态合金的断裂方式为韧性断裂。     

热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能的影响

本文对热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能的影响进行了实验性探究。结果显示热处理对挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr镁合金显微组织与力学性能具有显著影响。挤压态合金主要由非均匀分布的Mg2Sn相组成。经过495℃,10h固溶处理之后,大部分Mg2Sn相溶入到基体中。时效处理能大幅改善Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金的力学性能,最佳时效工艺为：在250℃条件下时效60h。实验最终力学性能参数为：维氏硬度89HV,极限抗拉强度262MPa,屈服强度218MPa,延伸率10.4%。基于实验结果分析,可以发现对于经时效处理的挤压态Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr合金,沉淀强化是主要的强化因素（~51.76%）。