Zn对Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金热压缩行为的影响

本研究对均匀化后的Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr(x=0,0.3,0.7,1.5,质量分数/％)合金进行温度为350～500℃、应变速率为0.002～1 s-1的热压缩实验,对合金显微组织进行分析,计算了合金的热变形激活能,构建并分析了合金的热加工图.结果表明:Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金热变形发生了动态回复和动态再结晶,峰值应力都随Zn含量的增加而增大;流变应力随温度的升高或应变速率的降低而升高.在应变量小于0.4时,流变应力随Zn含量增加而增加,当应变量达到0.4后流变应力随Zn含量增加先增加后降低,在Zn含量为0.7％时流变应力达到最大值;少量Zn(0.3％)的加入就能明显提高合金的热变形激活能,但进一步增加Zn的含量(0.3％～1.5％)对合金激活能几乎没有影响;通过热加工图确定了合金适合的热加工工艺范围;Zn元素能够减小合金失稳区范围,减缓合金再结晶进程的同时细化了合金组织,当Zn含量为0.7％时合金的可热加工性最好.     

电参数对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr镁合金微弧氧化膜的影响

针对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr高强耐热镁合金,采用微弧氧化工艺制备了表面防护层,研究了电流密度、电压、频率以及占空比等电参数对膜层厚度及形态的影响规律.研究表明,电压对氧化膜厚度影响显著,电流密度对氧化膜厚度有影响但不显著,占空比和频率对氧化膜厚度影响较小.随着电流及电压的增加,膜层表面微孔的尺寸逐渐增大;随频率和占空比的增加,膜层表面微孔的尺寸先增大后减小.     

Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(wt.%)合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜(OM)、带能谱分析(EDAX)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(WGZ115)合金的原始铸态(F态)、固溶处理态(T4态)和峰值时效态(T6态)的组织结构进行了分析。研究表明:F态WGZ115合金主要由基体(-αMg)、晶间共晶相(Mg24(YGdZn)5)和长周期结构相(Mg12Y1Zn1)组成。T4态WGZ115合金主要由基体相(-αMg)、长周期结构相(Mg12Y1Zn1)和少量分布于晶界附近的方块相(Mg-Y-Gd方块相)组成。T6态WGZ115合金的形貌与T4态相似,圆形的富Zr相始终存在于三种状态的合金中。通过不同温度下的拉伸实验发现T4态WGZ115合金的抗拉强度和塑性好于F态合金。而T6态合金的力学性能最好,在200℃时抗拉强度达到最大值341.1MPa。     

均匀化处理对Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr镁合金组织和力学性能的影响

对Mg-13Gd-3.5Y-2Zn-0.5Zr镁合金铸锭进行均匀化处理,温度为505～525℃,时间为4～24h,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和万能材料试验机等检测手段分析均匀化处理前后合金微观组织和力学性能的变化。结果表明:均匀化处理后,原始组织中网状分布共晶化合物转化成晶界处不连续分布的块状LPSO相,离散分布的方块状富稀土相溶解。力学性能测试显示,铸态镁合金的抗拉强度为172.9MPa,伸长率为1.8%,经过均匀化处理后合金的力学性能得到提高,在515℃/16h均匀化制度下,合金室温抗拉强度为212.3MPa,伸长率为3.1%;在200℃下抗拉强度为237.2MPa,伸长率为9.7%,性能达到最佳。断口扫描显示,铸态合金是以撕裂棱与解理台阶为主的解理脆性断裂,均匀化处理后的合金中出现小而浅的韧窝,但仍然是以解理台阶为主的准解理断裂,塑性提高有限,长程有序相可成为裂纹的萌生源。     

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-0.6Zr合金在温度为350～450℃,变形速率为0.001～0.5s-1,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塑性加工良好的匹配。     

Mg-8Gd-0.5Zr合金热压缩过程中动态再结晶行为

将Mg-8Gd-0. 5Zr合金在350～500℃、应变速率为0. 002～1 s~(-1)范围内进行热压缩实验,研究合金的流变应力行为,观察热压缩后的组织,分析动态再结晶晶粒尺寸和温度的关系,并利用加工硬化率的方法计算合金的再结晶临界应变(εc)。结果表明:Mg-8Gd-0. 5Zr合金热压缩流变曲线符合动态再结晶的特征,随着温度升高或者应变速率的减小,峰值应力下降,且峰值应力对应的峰值应变(εp)也降低。在350～450℃范围内,再结晶晶粒细小,且其随温度升高增长较慢;而温度在450～500℃范围内,再结晶晶粒尺寸迅速长大至约25μm。根据加工硬化率的计算及组织分析,发现动态再结晶先于峰值应变发生,峰值应变和临界应变的关系为ε_c=0. 442εp,同时构建了再结晶的临界模型。     

Mg-13Gd-4Y-0. 5Zr 镁合金多向锻造组织和性能研究

由于锻坯的组织和力学性能对其后续成形过程具有重要的影响,研究锻坯的组织和力学性能均匀性具有重要实用价值。利用实验的方法,对比研究了Mg-13Gd-4Y-0.5Zr合金材料的三次多向锻造后的组织演变和力学性能的不同。实验结果表明:随着锻造次数的增加,动态再结晶明显,Mg-13Gd-4Y-0.5Zr镁合金晶粒逐渐细化,析出相逐渐增多;并且,随着锻造次数的增多,硬度变化呈小幅波动的趋势,且第一次多向锻造后的硬度最大。     

Mg-5Gd-4Y-0. 3Zr 合金组织和力学性能研究

目的研究均匀化、挤压及时效热处理对Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金组织和力学性能的影响。方法制备了Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金铸棒,并进行了均匀化处理和热挤压处理。对不同状态的试样进行了拉伸试验,观察了金相显微组织,采用X射线衍射方法进行了结构分析。结果铸态合金组织主要由α-Mg基体和第二相Mg5(Gd,Y)组成;经过均匀化处理后,合金的第二相发生了完全回溶,合金的力学性能得到了提升;合金经挤压后,组织得到了明显细化,在200℃保温60 h得到了强度的最大值,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为423.0 MPa,335.0 MPa与9.0%。结论Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金既保证了低成本,又具有优良的力学性能,适合推广应用。     

铸态Mg-6Al-1.5Ca合金高温蠕变行为研究

采用光学显微镜（OM）、能谱分析（EDS）及X射线衍射（XRD）研究了铸态Mg-6Al-1.5Ca合金显微组织,并测试了合金的高温蠕变性能。结果表明：该合金由呈枝晶形貌的α-Mg基体和沿晶界分布的Al2Ca共晶相组成;通过幂律蠕变方程得出在150-200℃/50-90MPa下合金蠕变变形机制为扩散控制的高温位错攀移和晶界滑移机制;蠕变断裂行为可以用Monkman-Gran经验公式来描述,175℃蠕变断裂特征为脆性穿晶断裂。     

时效对Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr镁合金强度和耐蚀性的影响

为获得高强耐蚀的Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和电化学方法等分析了时效工艺对该合金强度和耐蚀性的影响。结果表明峰值时效合金强度很高但耐蚀性差,晶界析出相粗大且分布连续,在腐蚀溶液中镁合金由于析氢,晶界处很容易形成腐蚀通道。同时纳米尺寸的析出相和镁基体微电偶腐蚀很严重。过时效状态合金强度变化不大但耐蚀性显著增强,过时效样品晶内析出相粗大,晶界析出相分布不连续,腐蚀产物在其表面堆积导致腐蚀通道被堵塞,从而使合金耐蚀性显著提高。     

Tensile and Isothermal Fatigue Behaviors of Mg-12Gd-3Y-0.5Zr Alloy at High Temperature

Tensile and isothermal fatigue tests were carried out on an as-rolled Mg-12Gd-3Y-0.5Zr alloy and its heat-treated counterpart at different temperatures. The experimental results show that the ultimate tensile strengths of two alloys decrease very slowly with increasing temperature up to 200?C. The ultimate tensile strength of heat-treated Mg-12Gd-3Y-0.5Zr is slight lower than that of as-rolled counterpart; however, the fatigue strength of heat-treated alloy is higher. The mechanism of fatigue failure was in...     

温度对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金动态拉伸行为及断裂机理的影响

利用带有加热装置的Hopkinson Bar拉伸系统在423～798K、应变率处于103s-1范围内研究了两种挤压态的Mg-10Gd-2Y-0·5Zr合金的拉伸行为,并借助光学显微镜和扫描电镜对试样断口附近的显微组织和断口形貌进行了分析.结果表明:T≤673K时,材料的破坏机理主要表现为浅韧窝与准解理的混合型断裂;随着温度的进一步升高由于受晶界软化的影响材料的断裂机理逐渐转向以晶间断裂为主.T＜673K时材料的主要变形机制是基面滑移,随着温度的升高非基面滑移系将充分启动,材料的延伸率也相应地在735K时达到最大值.     

挤压态Mg—Gd—Y系合金中的绝热剪切带

在经钢球高速侵彻后的挤压态Mg-Gd-Y系合金板材中发现有绝热剪切带生成.这些剪切带经腐蚀后在光学显微镜下呈亮白色,平均宽度约为10μm,带内的显微硬度明显高于周围基体,属于典型的绝热剪切带.剪切带只出现在稳定塑性侵彻阶段.整个侵彻过程中只有数条剪切带形成,这表明该合金具有较好的抗热塑失稳的能力.     

Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金的微观组织与性能研究

目的 研究挤压比对热挤压制备的Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr(VW94)镁合金微观组织、拉伸性能和抗腐蚀性的影响,并揭示挤压比对组织和性能演变的影响机制。方法 用挤压比为16和35的热挤压工艺制备了Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr(VW94)镁合金,通过光镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段表征并分析了不同挤压比下的微观组织,进一步通过拉伸测试和电化学测试评估合金的力学性能和腐蚀速率,并通过SEM表征断口形貌和腐蚀形貌,分析其断裂方式和腐蚀机制。结果 挤压比的大小并不会影响镁合金的相成分,镁合金主要由α-Mg基体及晶界处的LPSO相组成。当挤压比为16时,第二相数量更多,平均晶粒尺寸更小;当挤压比增大到35时,合金的再结晶程度更高,其晶粒尺寸分布更加均匀。性能表征结果发现,挤压比为16的VW94合金的力学性能更优,其抗拉强度及伸长率分别达到376.3MPa和13.3%,但是挤压比为35的VW94合金的耐腐蚀性能更好。结论 挤压比虽然不会影响相的种类,但是会影响第二相的含量和晶粒尺寸,从而进一步影响拉伸性能和腐蚀速率,因此可以通过优化挤压比协同...     

Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金高温塑性变形行为研究

以Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金为研究对象,采用热模拟等温压缩的试验方法,利用Arrhenius关系式,分析了合金应力与应变的关系,同时利用金相显微镜和扫描电镜,观察合金在热变形过程中组织的演变。结果表明,合金高温等温压缩变形的真应力-真应变曲线属于动态再结晶型,并且当应变速率ε一定时,温度升高,峰值流变应力下降,当温度一定时,应变速率ε增大,峰值流变应力和它所对应的应变值均提高;变形过程中随着温度的升高,合金发生不同程度的再结晶。当变形温度为623K时,组织变化以动态回复为主,变形温度提高到673K,开始出现再结晶现象,温度达到773K时得到完全再结晶组织。     

铸态Mg−2Sc−2Y−0.5Zr合金热压缩行为及热加工图

目的 研究铸态合金Mg?2Sc?2Y?0.5Zr合金热压缩行为及热加工图,根据合金的用途和再结晶程度,确定最佳热加工艺参数,为合金后续变形提供参考。方法 通过实验设计合金成分,称取一定质量的纯镁锭和二元中间合金,在真空熔炼炉中加热至760 ℃,保温至熔化,搅拌,静止,然后在钢磨具中空冷,得到合金锭。实际成分通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测定;切取合适大小的铸锭进行X射线衍射实验。用于热压缩的铸态样品为圆柱形试样(?10 mm×15 mm) ,在进行热压缩实验前,对所有样品表面进行抛光。使用Gleeble?3800热压缩模拟试验机对铸态Mg?2Sc?2Y?0.5Zr合金进行热压缩试验,变形温度为573~723 K,应变速率为0.001~1 s^?1。经热压缩后将各试样立即进行水淬,以保持压缩变形组织。将压缩样品沿着纵轴切割压缩样品,然后抛光、蚀刻,并使用扫描显微镜进行检查,以观察微观结构的演变,计算该合金的变形激活能,并构建合金高温变形的本构方程,建立真应变为0.5时的热加工图。结果 得到了铸态Mg?2Sc?2Y?0.5Zr合金热变形本构方程及真应变为0.5时的热加工图,合金热变形发生了动态回复和动态再结晶,合金的热变形激活能Q为198.58 kJ/mol。结论 根据用途和再结晶程度,铸态Mg?2Sc?2Y?0.5Zr合金的最佳加工参数为变形温度623~673 K、应变速率0.001~0.01 s^?1,以及变形温度723 K、应变速率0.001~1 s^?1。     

晶粒尺寸、变形温度和应变率对Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金力学性能的影响

通过对Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金进行单向拉伸试验,检验晶粒尺寸、温度和应变率对合金力学性能的影响。通过退火处理可以获得不同晶粒尺寸((9.63±0.69)～(94.24±2.41)μm)的试样,拉伸温度分别为20℃、-25℃和-50℃。当温度足够低时,塑性变形由滑移主导的变形方式向孪生主导过渡;同样的情况可在晶粒尺寸变大时发生。变形机制的转变导致Hall-Petch关系中斜率的变化。采用Zener-Hollomon参量来描述温度、应变率对孪生的综合影响。实验结果表明,随着Z参量的变大,孪生发生率增大;当Z值足够大时,变形机制发生转变。     

稀土增强型Mg-10Gd-8Y-1.5Nd-0.5Zr合金挤压工艺研究

本文主要研究了新型稀土Mg-10Gd-8Y-1.5Nd-0.5Zr的挤压工艺.结果表明:稀土的加入使得镁合金的变形温度范围更窄.变形量对稀土镁合金的挤压工艺过程具有重要的影响,但温度才是决定该种稀土镁合金变形成功的关键.该种新型稀土镁合金的最适合挤压温度为310-330℃.