不同热成形工艺下TA32钛合金的流变性能及组织演变

用OM,SEM和XRD等方法研究了挤压态Mg-Al-Ca-x Nd(x=0~1.76,质量分数,%)合金的显微组织和析出相以及该合金在室温和高温下的力学性能。结果表明,Nd的添加会使基体中形成Al2Nd和Al11Nd3相,并且细化Mg-Al-Ca合金的晶粒。随着Nd添加量的增加,Al2Nd和Al11Nd3相的数量也随之增加。当添加1.76%Nd时,合金的平均晶粒尺寸从不含Nd的4.80μm变为2.39μm。由于第二相的析出和晶粒细化,室温下的力学性能也得到改善。随着Nd元素含量的增加,合金的室温抗拉伸强度由267MPa提高到304 MPa,屈服强度从144 MPa提高到203 MPa,延伸率从20.0%下降到16.9%。在150℃时,随着Nd含量的增加,拉伸强度从192 MPa增加到229 MPa,屈服强度从140 MPa增加到159 MPa,伸长率从48.6%下降到29.3%。     

Nd在挤压态AZ31镁合金中的行为及作用

通过金相显微镜、SEM和XRD观察研究挤压态AZ31-xNd镁合金的微观组织和析出相,并测试合金的室温和高温力学性能。结果表明:Nd在合金中以Al2Nd和Mg12Nd化合物形式存在,且随着Nd量的增加,其数量增加;Nd使合金的晶粒细化、室温和高温性能提高。加入0.6%Nd的合金晶粒尺寸由未加Nd时的26μm降至约10μm,加入0.6%Nd合金的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为325MPa、247MPa和18.1%。含Nd合金的抗拉强度和屈服强度随温度升高而下降,而伸长率随温度的升高而增加。     

Nd添加对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响(英文)

研究添加稀土元素Nd对AZ80镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:添加1.0%Nd元素可以有效地改善AZ80合金的铸态组织,其晶粒尺寸由448μm细化至125μm,凝固组织中出现条状的Al11Nd3相和块状的Al2Nd相,且β-Mg17Al12相显著细化,由连续网状变为不连续分布。时效过程中Nd元素的添加抑制了晶界处不连续析出相的出现,并推迟合金时效峰值的出现。在AZ80合金中添加1.0%Nd时,合金的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为103.7MPa、224.0MPa和8.4%。该合金T6态的屈服强度和抗拉强度分别达到141.1和231.1MPa。     

Nd对铸态Mg-10Gd-0.7Al合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了Mg-10Gd-xNd-0.7Al(x=0,1,1.5,2 mass％)合金,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机等设备研究了Nd对铸态Mg-10Gd-0.7Al合金组织和力学性能的影响,结合边-边匹配理论讨论了Nd对合金晶粒的细化机理.结果 表明:铸态Mg-10Gd-0.7Al合金的组织由粗大的α-Mg基体、Mg5Gd相和Al2Gd相组成,添加Nd元素后,合金产生了新相Al2Nd和Mg41Nd5,且细化了晶粒;随着Nd添加量的增加,铸态Mg-10Gd-xNd-0.7Al合金的室温拉伸力学性能先升高后降低,当Nd的添加量为1.5 mass％时,合金综合力学性能最好,其抗拉强度为200.32 MPa,屈服强度为175.47 MPa,伸长率为4.43％;加入Nd后,合金的断裂方式由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂.     

Nd对Mg-4Al-1Sr合金显微组织及力学性能的影响

研究了Nd含量(0、1.0%、2.0%、3.0%)对Mg-4Al-1Sr合金显微组织及室温、高温力学性能的影响.研究结果表明,合金中添加Nd后,细化了合金晶粒,形成高熔点的针状强化相Al11Nd3,很大程度上提高了合金力学性能.当Nd含量达到2.0%时,合金的室温、高温抗拉强度分别达到了206 MPa和138 MPa,比未添加Nd时提高了20%和14%.随着Nd含量的进一步增加,合金中析出了大块状Al2Nd相,该相的形成降低了合金的力学性能.     

Nd改性AZ91合金的显微组织和力学性能

稀土Nd加入AZ91合金中可生成Al-Nd相并细化合金晶粒.Nd含量影响合金中Al-Nd相的种类、形貌、大小和分布,从而改变合金的室温拉伸力学性能.当Nd含量为1.0%时,合金中析出的Al-Nd相主要为针状的Al11Nd3相;当Nd含量为到2.0%时,针状的Al11Nd3相已经比较少,块状的Al2Nd相为主要的Al-Nd相;当Nd含量为到2.5%时,析出的Al-Nd相几乎全部为块状的Al2Nd相.Nd含量由1.0%增加到2.0%时,合金的伸长率、抗拉强度和屈服强度分别增加 33%、14%和4%;Nd含量由1.0%增加到2.5%时,上述三者分别增加44%、18%和6%.     

La对Al-5Mg-0.2Zr合金组织和性能的影响

采用铸锭冶金法制备了含稀土La的Al-Mg-Zr合金,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射及力学性能测试,观察分析了0.2%的La微合金化对Al-5Mg-0.2Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-5Mg-0.2Zr合金中添加0.2%的La能显著细化合金晶粒,合金的平均晶粒尺寸下降到68μm,同时有效地避免了Al3Zr析出相的粗化和偏聚,使合金抗拉强度、屈服强度及伸长率分别增加到了165.5MPa、112.5MPa和7.5%。     

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。     

ECAP制备Mg-15Al-xNd合金的显微组织及高温力学性能

采用光学显微镜(OM),场发射扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X射线衍射分析(XRD)和高温拉伸试验等研究了稀土Nd元素对ECAP态Mg-15Al合金显微组织及高温力学性能的影响。实验结果表明:随着Nd含量的增加,Mg-15Al-x Nd合金平均晶粒尺寸逐渐减小,当Nd含量达到1.5%和4%时,组织中分别出现针状Al11Nd3和不规则块状Al2Nd相。经ECAP挤压四道次后,基体平均晶粒尺寸2~3μm,β-Mg17Al12相显著细化且呈弥散分布状态。稀土Nd元素可以有效改善ECAP态Mg-15Al合金的高温力学性能,当Nd含量为1.5%时,合金在200℃时的屈服强度和抗拉强度由未加Nd时的116 MPa和139 MPa分别提高到148 MPa和172 MPa。ECAP挤压过程中被碎化的高熔点Al-Nd相在高温下对晶界有较强的钉扎作用,表现出显著的细晶强化和弥散强化效果。     

AZ31-xNd镁合金的微观组织与力学性能

研究了Nd 对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Nd的加入使AZ31合金组织中出现了颗粒状和针状的Al2Nd和Mg12Nd化合物,且高熔点的Al2Nd在合金凝固过程中首先析出;随着温度的降低,完全离异共晶化合物 Mg12Nd相析出;Nd含量为0.6%时合金的平均晶粒尺寸由68 μm降至29 μm,合金的铸态抗拉强度、屈服强度和伸长率最高,分别为245 MPa、171 MPa和9%.     

Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的显微组织、织构、力学性能

对Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,Nd元素的加入部分取代了W相（Mg₃Zn₃Y₂）中的Y元素,形成了新的第二相Mg₃Zn₃(Y, Nd)₂。热挤压后观察到由细小的等轴再结晶晶粒和粗大的细长未再结晶晶粒组成的典型双峰结构。Nd元素的加入促进了热挤压过程中的动态再结晶,随着Nd含量的增加,动态再结晶率增加,挤压态合金的整体织构强度减弱。Nd的加入细化了晶粒并改善了合金的力学性能。添加0.5%（质量分数）Nd时,挤压态合金表现出高强度和高塑性的良好结合：屈服强度为362 MPa,极限抗拉伸强度为404 MPa,延伸率为10.2%。时效处理后合金的抗拉伸强度进一步提高,峰值时效极限抗拉伸强度可达421 MPa。合金的高强度主要归功于超细再结晶晶粒和析出强化。     

挤压Mg-(8,11)Al-Mn-Y-Gd-La合金的显微组织和力学性能

研究了添加稀土元素的不同高铝含量的变形挤压态镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铝含量的增加,挤压合金晶粒的得到了明显的细化,平均晶粒尺寸为(12±4)μm。挤压态合金的显微硬度高于固溶态合金的显微硬度;随着铝含量的增加,合金的时效硬化行为得到明显的改善。这些主要是由于在挤压过程中晶粒的细化和沿着挤压方向第二相的析出。另外,随着铝含量的增加,合金的屈服强度和抗拉强度也有所提高,分别达到了306和348 MPa。这主要取决于晶粒的进一步细化和析出相体积分数的增加。因镁稀土相和β-Mg17Al12相都为脆性相,铝含量的增加引起析出相体积分数的增加,也同时导致合金的伸长率有所下降。     

Mg-4Al-1RE-xCa耐热镁合金的组织和性能

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线分析等手段研究了Mg-4Al-1RE-xCa镁合金的铸态和压缩蠕变态组织,测试了其室温、高温拉伸性能和高温抗蠕变性能。结果表明,Mg-4Al-1RE合金为树枝晶结构,晶粒粗大且分布不均匀,强化相为针状Al11Nd3相。随着Ca含量的增加,晶粒明显细化,生成的骨骼状Al2Ca相和颗粒状Al2Nd相逐渐增加,而Al11Nd3相数量减少、尺寸变短。室温时,随着Ca含量的增加,铸态合金屈服强度和硬度有所提高,抗拉强度和塑性显著下降;150℃条件下合金的强度较室温时低,而塑性明显提高。Ca含量为0.8%时合金的瞬时高温抗拉强度最高,为138 MPa。沿晶分布的Al2Ca相热稳定性好,有利于合金抗蠕变性能的提高,一旦呈封闭网状,会对基体产生割裂作用,降低力学性能。     

钕与旋锻对AZ71镁合金力学性能的影响（英文）

探讨钕的添加对AZ71镁合金的力学性能和塑性加工性能的影响。添加0.5%~2.0%的钕时,AZ71镁合金的晶粒尺寸和脆性β-Mg17Al12相的含量均随着钕添加量的增加而降低,并形成纳米级的AlxNdy析出相。经过32%旋锻和退火后,加钕AZ71镁合金的晶粒尺寸由350μm减小到30μm以下。当钕的添加量达到1%时,合金的强度与延性可同时获得提升;当钕的添加量超过1%时,组织中杆状Al11Nd3以及块状Al2Nd聚集析出,导致合金的强度与延性降低。因此,1.0%钕添加量为AZ71镁合金的最佳添加量,添加1.0%钕的AZ71镁合金可以获得253MPa的抗拉强度和10.7%的伸长率,在铸态或经旋锻退火后均具有最高的韧性。     

稀土钇和钕对挤压ZK60合金组织及拉伸性能的影响

研究了添加稀土Y 1wt%和Nd 1wt%对挤压态ZK60合金组织及拉伸性能的影响。结果表明,稀土的添加可有效细化ZK60镁合金的挤压态组织,Y、Nd复合添加的细化效果更为显著,平均晶粒直径为2~3μm;稀土Nd的添加使ZK60合金的析出相尺寸增大,复合添加稀土Y、Nd后,ZK60合金中析出相数量增多、尺寸减小且分布均匀;Y、Nd的复合添加可使ZK60合金的抗拉强度与屈服强度分别提高8.4%与31.2%,这归因于复合添加Y、Nd形成的细晶强化、固溶强化及析出相强化的综合影响。     

Nd对Mg-6Al铸态合金拉伸性能的影响

研究Nd对Mg-6Al铸态合金拉伸性能的影响。结果表明：室温和175 ℃下,Mg-6Al-xNd(x=0,2,4,6,质量分数, 下同)合金的屈服强度随Nd含量增加而增加,在6.0%Nd时达到最大;抗拉强度和延伸率在4.0%Nd时达到最大,当Nd含量上升至6.0%时,两者均有少量下降。组织分析表明,Nd在Mg-6Al中以针状Al11Nd3和多边形状Al2Nd相存在,其中前者含量明显高于后者,为主要析出相。Al11Nd3相析出于枝晶界和晶界,有效细化了枝晶间距和晶粒度。通过建立软硬体复合模型对合金拉伸过程进行力学分析,并结合拉伸断口观察,综合认为Mg-6Al-xNd合金拉伸性能的提高主要归结于Al11Nd3相引起的细晶强化和第二相强化作用。Nd含量达到6.0%时合金抗拉强度和延伸率出现少量下降,主要归结于大块脆性相Al2Nd含量的增加     

Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

以Mg-3Al合金为研究对象，基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算，分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点，筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相，探究筛选的Al₂Nd和Al₂Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响，揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明：添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸，提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后，Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm，分别降低了44%、48%，合金屈服强度由65 MPa提升至76～79 MPa，伸长率可达12.7%～16.5%。其细晶机理为Al₂RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。     

Mg-Zn-Gd-Nd合金的微观组织与力学性能

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了Gd、Nd添加对铸态、挤压态Mg-3Zn合金的微观组织的影响,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明,Gd、Nd能显著细化Mg-3Zn合金的铸态组织,晶粒中含有大量的第二相。经挤压后组织得到细化,且含有大量的再结晶晶粒,第二相粒子沿挤压方向呈纤维状分布。随着Gd、Nd的加入,合金的抗拉强度和屈服强度显著提升,最大分别为265MPa、225MPa,伸长率降低。     

等通道转角挤压Mg-6Zn-2Si合金组织及性能研究

采用等通道转角挤压变形工艺,在573 K下以Bc路径对Mg-6Zn-2Si镁合金进行4道次和8道次挤压细化合金晶粒来提高其力学性能,同时对合金室温拉伸断口进行分析,并阐述了等通道挤压改善实验合金微观组织和力学性能的机理。结果表明:经4道次挤压后晶粒由310μm细化到13μm,Mg_2Si相最大约60μm,细化为细小颗粒状约7μm,α-Mg基体与Mg Zn相均得到显著细化,屈服强度提高180%,伸长率提高140%,抗拉强度提高75%。与4道次相比,经8道次挤压后微观组织无明显变化,屈服强度有所提高,抗拉强度和伸长率变化不大。合金的室温拉伸断口由铸态合金的脆性断口过渡为韧性断口,并且韧窝加深,分布更均匀。     

压铸Mg-8Al-xNd合金的显微组织和力学性能

利用EVO.53D型冷室压铸机制备了拉伸试样,对不同Nd含量的Mg-8A1-xNd合金进行了显微组织观察,并测试了合金的室温和高温力学性能.结果表明,Nd的加入可细化压铸Mg-8Al合金的组织,并析出块状的Al11Nd3化合物;当Nd含量为0.5%时,合金的抗拉强度和屈服强度最高;150℃拉伸时,Nd的加入可使压铸Mg-8Al合金的屈服强度提高10%以上,伸长率则可提高43%以上.