Y对Mg-3Nd-0.3Zr合金动态应变时效的影响

针对稀土元素Y对Mg-3Nd-0.3Zr合金动态应变时效的影响.文中在恒定应变速率4.17×10~(-5) s~(-1)下,室温和200℃条件下进行压缩实验.研究结果表明:稀土元素Y的添加引起锯齿形态和力学性能发生变化.Mg-3Nd-0.3Zr和Mg-5Y-3Nd-0.3Zr在200℃时出现动态应变时效(DSA)现象,锯齿类型分别为B型和C型,临界应变量分别为4.98%和2.20%,应力跌幅的概率统计分布分别为单峰型和双峰型;DSA对Mg-5Y-3Nd-0.3Zr合金200℃的屈服强度提高不明显.锯齿类型的改变与Y原子的添加使溶质原子扩散困难和可动位错运动受阻有关.     

均匀化对Mg-9Gd-3Y镁合金热压缩变形的影响

通过对比不同状态下变形镁合金GW93(Mg-9Gd-3Y-0.5Zn-0.5Zr)热压缩变形下组织与性能的变化关系,从而了解其变化的机理.实验研究铸态和均匀化态下该合金在350～450 ℃、0.001～0.1s-1、最大应变70%条件下的压缩行为.分析了两种状态下的应力应变曲线和显微组织演变过程.结果表明:铸态合金显微组织由α-Mg和Mg5Gd,Mg24Y5组成,经过均匀化处理后,α-Mg等轴晶的晶尺寸变大,晶界处的Mg5Gd,Mg24Y5相大部分溶解于基体中,只剩少量的非平衡相未溶解;随应变速率的增加,两种状态下的流变应力均先增加,达到峰值后降低,最后保持不变.两者相比较,均匀化态具有更高的峰值流变应力、稳态应力和发生动态再结晶的临界应变.铸态试样热压缩后基本上发生了完全再结晶,晶粒尺寸明显细化;而均匀化试样热压缩后只在晶界处发生了部分动态再结晶.     

降温往复镦粗-挤压对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金微观组织的影响

采用降温往复镦粗-挤压的方法对Mg-12.5Gd-4Y-2Zn-0.5Zr(wt%)合金进行了大塑性变形.总变形道次为5道次,累积应变为6.75,温度由480℃逐道次降低到390℃.利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了合金在不同变形道次下微观组织的演变规律.结果表明:该方法可以有效细化Mg-12.5Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金晶粒,随变形道次的增加,晶粒细化效果逐渐减弱.5道次变形后得完全再结晶的细小晶粒组织,平均晶粒尺寸由初始态的64.2μm减小到4.4μm.此外,随着变形道次的增加,原始晶粒内的片层状长周期堆垛有序结构(Long Period Stacking Ordered Structure,LPSO结构)逐渐溶解消失,同时,在动态再结晶晶粒界处析出大量细小颗粒状β-Mg5(Gd,Y,Zn)相.另外,原始组织中沿晶界不连续网状分布的块状LPSO相发生剧烈扭折变形,逐渐破碎成小块并均匀地沿挤压方向排列.     

Zr含量对Mg-5Gd-3Y-xZr合金晶粒尺寸及固溶行为的影响

为明确Zr含量对Mg-5Gd-3Y-xZr合金晶粒尺寸的影响规律,并优化不同Zr含量镁合金固溶处理参数.通过光学显微观察、常温压缩试验,研究了Mg-5Gd-3Y-xZr(x=0%,0.3%,0.6%)合金铸态光学显微组织和力学性能,以及固溶态光学显微组织,统计了合金晶粒尺寸,测定了屈服强度,拟合了霍尔-佩奇公式.实验结果表明:随着Zr含量提高,Mg-5Gd-3YxZr合金晶粒尺寸明显降低,屈服强度与抗压强度提高,且屈服强度与晶粒尺寸关系符合霍尔-佩奇公式,其中佩奇斜率K约为410.Mg-5Gd-3Y,Mg-5Gd-3Y-0.3Zr和Mg-5Gd-3Y-0.6Zr合金最佳固溶处理参数分别为520℃×4h,480℃×6h和450℃×12h.     

Mn对Mg-Zn-Ca-Mn合金显微组织和力学性能的影响

为了研究不同Mn含量对Mg-2Zn-0.5Ca-xMn新型医用镁合金显微组织和力学性能的影响,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子万能试验机分析Mg-2Zn-0.5Ca-xMn镁合金析出相、热挤压显微组织及力学性能.结果表明:铸态Mg-2Zn-0.5Ca-xMn合金组织主要由α-Mg基体组成,热处理前后第二相成分均为Mg0.97Zn0.03、MgZn2、Mg2Ca及Mn颗粒;Mn以单质形式弥散分布于基体内,细化铸态Mg-2Zn-0.5Ca-xMn合金晶粒,并且阻碍热挤压过程中动态再结晶晶粒长大,使晶粒尺寸随着Mn含量的增加而减小;随着Mn含量的增加,挤压态Mg-2Zn-0.5Ca-xMn合金强度逐渐增加,塑性有所降低.Mn质量分数为1.5%的合金抗拉强度最大,达245MPa;Mn质量分数为0.5%的合金断面收缩率和断后伸长率较大,分别为31%和12.5%.     

AZ31B镁合金动态力学行为及变形机制

为了研究挤压态AZ31B镁合金在高应变速率下的力学行为及变形机制,采用分离式Hopkinson压杆和反射式拉杆装置在室温对挤压态AZ31B镁合金进行了动态压缩和拉伸试验,平均应变速率范围在500~2600s^-1之间,用光学显微镜观察了测试后试样的微观组织变化.结果发现,由于在挤压过程中形成了基面织构,沿挤压方向压缩时,拉伸孪晶｛1012｝<1120>首先启动,屈服强度对应变速率不敏感,且屈服强度较低,但在塑性变形的第二阶段,位错滑移参与变形,应变速率硬化效应显著;沿挤压方向拉伸时,压缩孪晶｛1011｝<1120>和非基面滑移是其主要的塑性变形机制,合金屈服强度较高,并表现出轻微的正应变速率效应;由于织构的形成,合金在压缩和拉伸时表现出很强的拉压不对称性,压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值约为0.32.     

喷射沉积镁合金双道次热压缩组织性能研究

以喷射沉积Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca-2Nd镁合金为研究对象,利用Gleeble-1500D热模拟机研究变形温度330℃、应变速率1 s-1,道次间隔时间分别为5 s和30 s时双道次热压缩后力学行为,并进行微观组织分析.结果表明:双道次热模拟压缩后合金中形成Ca2Mg6Zn3稳定相;伴随着再结晶的发生,亚稳相Mg0.97Zn0.03重溶与Ca2Mg6Zn3析出之间的动态组织演变是影响镁合金热压缩过程塑性失稳的重要因素.     

固溶处理对挤压态Mg-1.5Zn-0.5Y-0.5Zr合金耐蚀及力学性能的影响

为提高挤压态Mg-1.5Zn-0.5Y-0.5Zr合金的耐蚀性能,研究了不同固溶温度对其耐蚀和力学性能的影响,通过微观组织观察、电化学测试、体外浸泡实验、拉伸实验研究了固溶处理后样品的微观组织与性能。结果表明,固溶处理后合金中的W相减少,耐蚀性能提高,但当温度达到550℃时,会进一步造成晶粒粗化,降低了合金的耐蚀性能。合金的强度和塑性随着固溶温度的升高而降低。综合固溶处理后合金的耐蚀和力学性能,推荐500℃为最佳固溶处理温度。     

Mg-12Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金的显微组织和力学性能

研究了铸态、热挤压态和热挤压加时效处理的Mg-12Gd-4Y-1Zn-0.5Zr合金的显微组织特征和室温拉伸性能.结合SEM-EDS和TEM-EDS重点分析了热挤压态的合金的相组成.结果表明:合金的铸态组织主要由αVMg基体和沿晶界分布的片层状的第二相组成,经过370℃热挤压变形后,合金中第二相的分布和形貌均发生变化,200℃,70 h时效处理后第二相分布变得不规则.并发现了两种非平衡相,即片状的Mg(GdZn)5和块状的Mg3(Gd0.5Y0.5)相.热挤压变形加时效处理后合金室温抗拉强度显著提高的同时,且具有良好的延伸率.     

挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金的显微组织与拉伸性能

针对挤压态和热处理态挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金的显微组织和拉伸性能进行了研究,以确定稀土元素Ce和T5处理对该类合金性能的影响规律.结果表明,加入稀土元素Ce可以有效地细化挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr合金的组织,提高其室温抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率.经过T5处理后,Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金的抗拉强度和屈服强度可以得到显著提高,其中Ce质量分数为1%的合金具有最优的综合拉伸性能.断口形貌观察结果表明,不同处理状态的挤压变形Mg-4%Zn-0.5%Zr-xCe合金在拉伸加载条件下主要呈现脆性和韧性混合断裂.     

Microstructure and flow stress of Mg-12Gd-3Y-0.5Zr magnesium alloy

The microstructure and flow stress of the Mg-12Gd-3Y-0.5Zr magnesium alloy was investigated by compression test at temperatures ranging from 350 to 500 ℃ and the strain rates ranging from 0.01 to 20 s-1. The flow stress of the magnesium alloy increased with strain rate and decreased with deformation temperature. Flow stress can be expressed in terms of the Zener-Hollomon parameter Z, which describes the combined influence of the strain rate and temperature using an Arrhenius function.The values of the deformation activation energy were estimated to be 245.9 and 171.5 kJ/mol at deformation temperatures below 400 ℃ and above 400 ℃, respectively. Two constitutive equations were developed to quantify the effect of the deformation conditions on the flow stress of the magnesium alloy. The effects of deformation temperature and strain rate on the microstructure of the magnesium alloy were also examined and quantified by measuring the volume fraction of dynamically recrystallized grain Xd. Xd increased with increasing of deformation temperature. When the deformation temperature was below 475 ℃, Xd decreased with strain rate until it reached 0.15 s-1, then it increased again. When the deformation temperature was above 475 ℃, Xd increased with strain rate.     

Effects of Y Content on the Microstructures and Mechanical Properties of Mg-5Zn-xY-0.6Zr Alloys

Three as-cast and as-extruded Mg-5Zn-x Y-0.6Zr(x=5 wt%, 8 wt%, 11 wt%) alloys were prepared, and the effects of Y content on the microstructures and mechanical properties of the alloys were investigated. The results show that the investigated Mg-Zn-Y-Zr alloys mainly consist of a-Mg, X-Mg12 YZn and minor amount of W-Mg_3Y_2Zn_3 phases. The volume fraction of X-Mg_(12) YZn phase increases and that of W-Mg_3Y_2Zn_3 phase decreases with the rising of Y content in the alloys. The as-extruded Mg-5Zn-11Y-0.6Zr alloy owns the optimal ultimate tensile strength and yield strength of 429 and 351 MPa, respectively. Mg-5Zn-5Y-0.6Zr alloy owns the maximum elongation of 13.6%.     

时效对Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr合金显微组织及硬度的影响

为了提高Mg合金的强韧性和抗高温性能.文中通过显微硬度测试、差示扫描量热仪及透射电镜分析,研究了挤压Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr系镁合金的显微硬度及时效析出相的结构.结果表明:钆的添加增强了Mg-Gd-Y合金的时效硬化效果,对合金时效硬化的总体规律无明显影响.透射电镜分析发现具有DO19超点阵的β″和斜方晶体β′相在合金时效硬化阶段析出,提高了合金硬度.在时效后期由于粗大的针片状1β相析出,使合金硬度下降.     

Influence of Nd and Y additions on the corrosion behaviour of extruded Mg-Zn-Zr alloys

To improve the corrosion resistance of wrought magnesium alloys through rare earth (RE) additions, the corrosion behaviour of Mg-5Zn-0.3Zr-xNd (x=0, 1, and 2; wt%) and Mg-5Zn-0.3Zr-2Nd-yY (y=0.5 and 1; wt%) alloys in a 5wt% NaCl solution was investigated using immersion test and electrochemical measurements. The results of immersion test show that Mg-5Zn-0.3Zr-2Nd alloy exhibits the best corrosion resistance among the tested alloys. Electrochemical measurements show that secondary phases in RE-containing Mg...     

Gd对挤压Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金氧化动力学行为的影响

为研究Gd对挤压Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金氧化动力学行为的影响.采用热分析天平和SEM、XRD、EDS等分析方法研究了Mg-xGd-5Y-0.5Zn-0.5Zr（w%）合金的氧化动力学规律,分析了氧化膜的表面形貌及组织结构,探讨了该合金的氧化机理.结果表明：随着Gd含量的增加,挤压态Mg-Gd-Y合金晶粒越细小;在相同温度下,随Gd含量的增大,氧化速率增大,随温度的升高,氧化速率增大;在400℃和500℃时,合金的高温氧化动力学曲线符合直线-抛物线规律;合金表面的氧化膜具有双层结构的复杂氧化膜,其中外层主要由Gd2O3、Y2O3和MgO组成,内层则由大量的金属Mg和MgO组成.     

A high strength Mg-6Zn-1Y-1Ce alloy prepared by hot extrusion

Microstructures and tensile properties of Mg-6Zn-1Y-1Ce alloy extruded in a temperature range between 300 °C and 400 °C were investigated. The yield strength of the material increased as the extrusion temperature decreased due to grain refinement. The yield strengths and grain sizes of extruded samples met Hall-Petch equation. The microstructure of the alloy extruded at 300 °C had a bimodal grain size distribution with an average grain size of 2.7 μm and showed a yield strength of 327 MPa with an elongation of 9%. The fine-grained microstructures were attributed to the dynamic recrystallization and the pinning effect of fine strengthening particles.     

不同温度下AZ31镁合金绝热剪切变形局域化

为了了解镁合金在不同温度高应变率载荷作用下发生变形局域化的特点,进而揭示镁合金在高速冲击载荷作用下发生绝热剪切的特殊规律,采用分离式Hopkinson压杆对挤压态AZ31镁合金进行了常温及高温的高速冲击压缩试验,而后对不同温度冲击后的试样通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行变形机制的分析.结果表明:常温下试样在受到剪切力后,在剪切区的裂纹周围产生了大量的孪晶;高温下试样的剪切区内产生了明显的绝热剪切带,并且在剪切带周围发现了大量平行的孪晶.在TEM下观察到剪切带内为等轴晶晶粒,在剪切区内发生了动态再结晶过程.     

高温高应变率下AM60B镁合金力学性能及失效行为

为了研究镁合金在高温、高应变速率下的变形行为及失效机制,采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为1 600~4 500 s^-1、温度为27~150 ℃范围内,对真空压铸AM60B镁合金进行了动态压缩实验,并采用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的组织进行了观察.结果表明:在所测试的应变范围内,随着应变率的提高,应力-应变曲线均呈现上升趋势,且最大应变也随之增加,表现出正应变率强化效应.在150 ℃时真空压铸AM60B镁合金变形能力最好; 50 ℃时断裂强度最高.真空压铸AM60B镁合金在高温及高应变率下的断裂方式为以解理断裂为主并伴有韧性断裂的混合断裂方式.当变形温度低于150 ℃时,真空压铸AM60B镁合金在高应变率压缩下的变形机制主要是滑移.     

Superplasticity of Mg-5.8Zn-1Y-Zr alloy sheet fabricated by combination of extrusion and hot-rolling processes

Superplastic behaviors of quasicrystal phase containing Mg-5.8Zn-1Y-0.48Zr alloy sheets fabricated by combination of extrusion and hot-rolling processes have been investigated at temperature ranging from 623 to 753 K and at the strain rates ranging from 10-4 to 10-2 s-1 by uniaxial tensile tests. An excellent superplasticity with the maximum elongation to failure of 1020% was obtained at 753 K and the strain rate of 1.04×10-3 s-1 and its strain rate sensitivity, m, is as high as up to 0.75. The microstructure was stable during superplastic deformation due to the uniformly distributed fine quasicrystal particles. In addition, micro-cavities and their coalescences were observed in the superplastic deformation of the ZW61 magnesium alloy. Grain boundary sliding (GBS) was considered to be the main deformation mechanism during the superplastic deformation. Dislocation creep controlled by atom diffusion through grain boundaries or interior grains is suggested mainly to accommodate the GBS in super-plastic deformation.