Gd合金化对汽车发动机用AM50合金组织和性能的影响

以Gd合金化汽车发动机用AM50合金为研究对象,通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等手段,研究了Gd元素对铸态合金组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,铸态AM50合金主要由α-Mg固溶体和初生β-Mg17Al12相组成;AM50合金经过Gd合金化后,主要物相为α-Mg、β-Mg17Al12、Al2Gd3和Al0.4GdMn1.6相;Gd元素的添加可以起到细晶强化、净化除杂和弥散强化的作用;Gd合金化后的AM50合金的耐腐蚀性能都比未添加Gd元素的AM50合金好,其中当Gd含量为1%时合金具有最佳的耐腐蚀性能。     

Gd对ZL205A合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同质量分数Gd对ZL205A合金铸态及T6态显微组织和力学性能的影响.采用光学显微镜、荧光光谱仪和电子探针对制备的试样微观组织和元素分布进行分析,并利用电子拉伸试验机对铸锭的力学性能进行测试.结果表明:微量稀土元素Gd能细化ZL205A合金的晶粒,并与合金中的其他元素形成新相,能提高合金铸态和T6后的力学性能;当Gd加入量为0.06％时,综合力学性能最优,铸态时抗拉强度为192MPa,伸长率为11.1％;T6态时抗拉强度达到421.1MPa,伸长率为10.2％.但当Gd添加量过多时,合金的组织与性能均产生恶化.     

稀土元素Gd对AZ91镁合金摩擦磨损及腐蚀性能的影响

研究了Gd含量对AZ91镁合金摩擦磨损及腐蚀性能的影响。结果表明,稀土元素Gd的添加能显著提高AZ91镁合金的摩擦磨损及腐蚀性能。当Gd含量为0.8%时,组织和成分较均匀,合金的抗摩擦磨损及腐蚀性能最好。添加过量的Gd元素将使合金摩擦磨损和腐蚀性能下降。     

双合金工艺制备钕铁硼永磁体的性能和显微组织的研究

用双合金工艺在Nd13.05Dy0.23Fe80.12B6.5铸片主合金中添加质量分数为3%~20%的富稀土铸锭辅合金Nd38.2Gd11.8Fe44.88Al4.12B,研究稀土元素Gd部分取代Nd时对钕铁硼永磁体的磁性能和显微组织的变化规律。结果表明,Gd的加入不仅可改善钕铁硼磁体性能,也可节约Nd和Dy的用量。从显微结构可看出,组织中细小的颗粒状富稀土相增多,元素Gd主要富集于晶界处,形成了更多的对矫顽力有贡献的富稀土相。     

LiCl-KCl-MgCl2-Gd2O3熔盐共电沉积制备Mg-Li-Gd合金

在823 K和973 K的条件下,采用恒电流密度共电沉积法在LiCl-KCI-MgCl2-Gd2O3熔盐体系中制备Mg-Li-Gd合金,并运用XRD、SEM、EDS和OM对所制备合金进行微观组织分析.结果表明:在开始的30 min内,主要是Mg和Gd的沉积,所得合金含96.53%Mg,3.20%Gd和0.27%Li(质量分数),然后Li迅速沉积.可以通过控制电解时间或改变Gd2O3的浓度调节Mg-Li-Gd合金的组成.XRD分析可知,在Mg-Li-Gd合金中存在Mg3Gd相和Mg2Gd相.从Gd元素的面扫描分析可知,Gd元素主要分布在Mg-Li-Gd合金的晶界处.Gd的添加增强了合金的抗腐蚀能力.     

Mg-5Sn-xGd合金的铸态显微组织

研究了Mg-5Sn-xGd(x=0,0.5,1.0,2.0,4.0,6.0)合金的铸态显微组织.试验表明,随着Gd含量的增加,合金晶界上连续分布的片层状α-Mg Mg2Sn共晶组织逐渐减少并变得不连续.当Gd含量达到4%时,合金中共晶组织基本消失.在共晶组织减少的同时,合金晶界附近同时生成一种细小的不规则形状的Mg-Sn-Gd三元稀土相,随Gd含量的增加,该稀土相的数量增加,DSC分析结果显示该稀土相在582 ℃时可能发生相变.Gd的加入对合金中Sn元素的分布有显著影响.     

Gd和Nb对6063铝合金性能的影响

在6063铝合金中添加了不同含量的合金元素Gd或Nb,并进行了物相组成、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,在6063铝合金中添加Gd或Nb,尤其是复合添加Gd和Nb,可显著细化晶粒、明显提高其力学性能和耐腐蚀性能。与未添加Gd和Nb元素的6063铝合金相比,复合添加w(Gd)=0.15%和w(Nb)=0.1%后,合金的抗拉强度增加40 N/mm2、伸长率增加1.9%、冲击吸收功增加30%、腐蚀电位正移194 m V。     

Gd对Mg-5Sn-0.5Zn合金的显微组织及力学性能的影响

研究了（0．5％～1．5％）Gd元素对铸造Mg-5Sn-0．5Zn合金（SZ50）的显微组织、时效硬化行为和拉伸性能的影响。结果表明：加入Gd后，合金的α-Mg晶粒细化，沿晶界或在α-Mg晶内生成棒状或长条状的Mg5Gd，其在Gd含量为0．5％时尺寸最小，分布更均匀；Gd的加入，使合金的抗拉强度提高，但降低其伸长率；随着Gd含量的增加，合金的峰值时效时间逐渐缩短。Gd含量为0．5％时，合金的显微硬度、抗拉强度及显微组织的细化作用最佳。     

Y含量对Mg-Gd-Y合金组织和性能的影响

研究了稀土元素Y含量对Mg-8Gd合金组织和性能的影响,制备了 Mg-8Gd-3Y和Mg-8Gd-7Y两个合金.对两合金的铸态、固溶态和热轧变形态的微观组织进行观察,测试了固溶处理后和热变形后的室温拉伸性能.结果表明:Y含量对Mg-8Gd合金的铸态微观组织无明显影响.经固溶处理后,枝晶偏析被全部消除,Mg-8Gd-7Y...     

Gd对铸态Mg-4Y-2Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器对铸态Mg-4Y-2Sm-xGd-0. 5Zr(x=0、1、2、3)合金进行了微观组织及物相分析,同时用拉伸试验机对其进行了力学性能测试。研究结果表明:铸态Mg-4Y-2Sm-0. 5Zr合金组织由α-Mg基体、第二相Mg_(24)Y_5和Mg_(41)Sm_5组成;随着稀土元素Gd的加入,合金组织中有Mg_5Gd相生成; Gd含量为1%时,Mg-4Y-2Sm-1Gd-0. 5Zr合金中的第二相分布均匀,晶粒得到细化,综合力学性能达到峰值,抗拉强度为203 MPa,伸长率为12. 68%,与Mg-4Y-2Sm-0. 5Zr合金相比分别提高了50 MPa,8. 46%。随着Gd元素含量的增加,第二相增多且主要沿晶界逐渐呈连续网状析出,力学性能下降。适量Gd元素的加入可以显著改善Mg-4Y-2Sm-0. 5Zr合金的力学性能和伸长率,过量Gd元素的加入则会降低合金的综合力学性能。     

Y、Gd对ZA63镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Y、Gd复合稀土对ZA63镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量RE元素后,ZA63合金中的τ相由半连续网状分布转变为针状或棒状且分布较均匀,ε相由岛状变为细小颗粒状,部分RE元素固溶于τ相中形成Mg-Al-Zn-RE相。随着RE含量的增加,经T6处理后的合金在室温、150℃和175℃下的抗拉强度和伸长率基本都呈先升高后降低的趋势。当RE含量为1.5%时,合金在3个温度下的抗拉强度和伸长率都达到最大值。     

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。     

Gd的添加对Cu基块体非晶玻璃形成能力、热稳定性及压缩性能的影响(英文)EI北大核心CSCD

为研究铜基块体非晶的塑性以及稀土元素对其力学性能的影响,采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为3mm、成分为Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0,2,4)的合金圆棒。利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)分别对合金的结构和热稳定性进行了测定。并通过对试样压缩性能测试以及断口形貌的观察,研究了添加稀土元素Gd对Cu基块体非晶的力学性能及断裂行为的影响。结果表明:Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0,2,4)合金圆棒的结构为明显的非晶相,试样具有较高的热稳定性和较好的玻璃形成能力。随着稀土元素Gd含量的增加,Cu基块体非晶的脆性逐渐增强。断裂方式均为脆性断裂。     

Gd3-xCuxAl2系合金磁热效应的研究

采用真空高频磁悬浮炉制备出一系列Gd3-xCuAl2(x=0,0.1,0.2,0.3)合金.通过Cu对Gd的部分替代,研究了Cu元素微量替代对Gd3Al2合金磁热效应的影响.结果表明,Gd3-xCuxAl2系合金的结构同样为Zr3Al2型;在1.5T磁场下,随着Cu含量的增加,Gd3-xCuxAl2系合金的最大绝热温变下降,居里温度提高.说明Cu对Gd的部分替代改变了Gd3Al2合金磁热效应.     

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。     

稀土Gd对SLM成型Mg-Zn-Gd合金耐蚀性能研究

镁合金具有高比强度与良好的生物相容性,是一种理想的骨植入材料。因镁合金降解速率过快在临床应用中受到限制,通过SLM可对其合金化并改善耐蚀性能。利用SLM成型Mg-1Zn-xGd(x=0、0.25、0.5、1、2 wt%)合金,测试镁合金在模拟体液中浸泡72 h平均腐蚀速率变化趋势,采用SEM、EDS与TEM检测手段辅助分析腐蚀机理。实验结果表明,Gd含量对镁合金腐蚀速率影响显著,添加0~2 wt% Gd后镁合金降解速率呈先降低后升高趋势,在添加0.5 wt% Gd时镁合金具有最佳耐腐蚀性能。腐蚀反应产生的表面钝化膜能够一定程度减缓腐蚀的进行,添加过量Gd后沿晶界析出Mg₅Gd相增多加剧了镁合金腐蚀。     

Gd对Mg9AlZnY镁合金消失模组织和性能的影响

在Mg9AlZnY合金基础上添加不同含量Gd元素,采用消失模铸造成形,研究其组织性能变化。结果发现,随着Gd含量的增加,Mg9AlZnY合金中的β-Mg17Al12相形成数量显著减少,并由连续网状结构转变为断续状和颗粒状结构。含Gd的Mg9AlZnY合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相和分布在α-Mg晶界的少量棒状Al2Y相和块状Al2Gd相组成。Al2Y和Al2Gd相热稳定性好,在高温下对晶界具有钉扎作用,防止晶界滑移,提高了晶界的高温强度。当Gd含量在0.9%(质量分数)左右时,经T6热处理后室温的抗拉强度为235MPa,200℃高温抗拉强度为156MPa,分别比Mg9AlZnY合金提高了11.9%和28.9%。     

稀土Gd掺杂对锆基块体非晶合金玻璃形成能力及力学性能的影响

适量的Gd掺杂可提高Zr50.7Cu28Ni9Al12.3块体非晶合金的玻璃形成能力,当Gd元素掺杂量(原子分数)为1%时,即(Zrs0.7Cu28Ni9Al12.3)99Gd1,柱状非晶合金直径可达16 mm(不掺杂时为14 mm).稀土Gd掺杂降低了锆基块体非晶合金的断裂强度与塑性变形能力.随着Gd含量的增加,其断裂方式由单一的剪切断裂转变为剪切断裂与破碎断裂的复合形式,且含Gd元素掺杂的非晶合金断口呈现了脉状纹络与纳米周期性条纹共存的特征.     

微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

目的研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的Mg ZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律。方法采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响。结果添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10~(-4)A/cm~2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621MPa,塑性压缩应变为0.8%。添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10~(-4)数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6%。结论添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能。添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性。     

Effect of Zr, Mn and Sc additions on the grain size of Mg–Gd alloy

The effect of Zr, Mn and Mn + Sc additions on the grain size of Mg–10Gd alloy has been investigated and the grain refinement mechanisms are also suggested. The results reveal that the addition of Zr results in a significant grain refinement of as-cast Mg–10Gd alloy by generating nucleants. However, it cannot restrict grain growth during homogenization treatment at 520 °C, and completely loss the grain refining effect for extruded alloy sample. Mn has a negligible effect on grain size of as-cast Mg–10Gd alloy, but α-Mn particles precipitate during homogenization treatment, which helps to refine the grains of extruded alloy sample due to α-Mn particles restricting recrystallization grain growth during extrusion. Successful grain refinement can be obtained by the addition of Mn + Sc. It is effective to refine microstructure of as-cast Mg–10Gd alloy, inhibit grain growth during homogenization treatment and also have a significant grain refining effect on extruded Mg–10Gd alloy sample, which are ascribed to the precipitation of a large number of Mn₂Sc particles.