挤压比及Mn含量对Mg-10Gd-6Y-1.6Zn-XMn镁合金组织和性能的影响

通过模铸法制备了Mg-10Gd-6Y-1.6Zn-XMn(X=0.4,0.8,1.2,1.6,2.0,质量分数,%)系列镁合金,研究了挤压比及Mn含量对Mg-10Gd-6Y-1.6Zn-XMn镁合金显微组织及室温力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-6Y-1.6Zn-XMn合金经热挤压后,合金中的长周期堆垛有序(LPSO)结构由亚稳的18R结构转变为稳定的14H结构。大挤压比能够显著提高合金的室温力学性能,当Mn含量为0.8%时,未时效态合金的抗拉强度达到386 MPa,断后延伸率约为10%。     

Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金的组织和性能

设计了新型Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr镁合金,并用光学显微镜、扫描电镜及拉伸试验机对合金铸态、均匀化态及挤压态的显微组织特征和力学性能进行了研究。结果表明,铸态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的块状长周期堆垛有序结构相组成,均匀化处理(450℃×16h)促使细小层片状的长周期堆垛有序结构相由晶界向晶内生长。挤压态Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在200℃下时效处理,无明显时效硬化现象,但挤压态合金具有优良的强韧性能,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为335MPa、276MPa和17%。     

Mg-Gd-Y-(Mn, Zr)合金的显微组织和力学性能

采用溶剂保护方法制备了合金Mg-9Gd-4Y-0.65Mn和Mg-9Gd-4Y-0.6Zr,并挤压成棒材。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜等分析研究了这两种合金铸态和变形态的显微组织和力学性能。结果表明:铸态含Mn合金的晶粒粗大,而含Zr合金的晶粒细得多,Zr能有效地细化Mg-RE合金的晶粒;热变形加工使两种合金的晶粒度大大减小,拉伸强度大幅提高,在同等加工条件下,含Mn合金形变细化晶粒作用更显著;两种变形合金都有非常高的室温和300℃高温强度,但含Mn合金的延伸率较高;含Zr变形镁合金适宜通过T5处理,而含Mn变形镁合金适宜通过T6处理提高其综合拉伸力学性能。     

Zr含量对Mg-Gd-Y镁合金组织和性能的影响

在稀土镁合金专用熔剂覆盖和氩气保护下制备了Mg-7Gd-3Y、Mg-7Gd-3Y-0.3Zr、Mg-7Gd-3Y-0.5Zr、Mg-7Gd_3Y-0.7Zr 四种合金.采用光学显微镜、X射线衍射、室温力学测试对合金的显微组织与力学性能进行了分析.研究了Zr元素对合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明,Zr显著地细化 Mg-7Gd-3Y-合金的晶粒.力学性能测试表明,Zr元素的添加,使合金铸态下的抗拉强度和伸长率均得到了较大提高.     

微量Nd和Zn元素对GW54镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了微量添加Zn和Nd元素对于砂型铸造Mg-5Gd-4Y-Zr(mass%)镁合金显微组织,时效硬化行为和力学性能的影响规律。结果表明:Zn或者Nd元素的微量添加可以明显改变铸态Mg-5Gd-4Y-Zr合金的晶粒尺寸和第二相的种类、形貌、数量,进而提升其室温拉伸力学性能。对3种合金的固溶处理工艺进行优化,发现Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-Zr合金在二级固溶处理条件时会发生铸造表皮附近晶粒异常长大的现象,该现象可以通过改为单级固溶消除;此外,该微合金化还可以显著提升Mg-5Gd-4Y-Zr合金的时效硬化响应能力以及合金峰值时效态的室温和高温强度,而且Nd元素的强化效果更好,其中Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-Zr合金的室温和250℃下的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率分别可以达到303 MPa、215 MPa、1.2%和283 MPa、200 MPa、7.2%。     

热处理对Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金组织和力学性能的影响

对挤压态和热处理态的Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金在不同温度下(包括室温)的拉伸性能进行了测试,研究了其强度随温度的变化趋势,通过对比讨论了它们的强化机制。并对该合金织构进行了观察。研究表明,两种状态的Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金都具有良好的高温力学性能,经热处理后该合金的强度略有下降,塑性大幅上升。该合金在室温下并没有像其他系列镁合金一样表现出明显的拉-压不对称性。热处理后该合金的主要强化机制为沉淀强化,添加稀土元素大大提高了它的热稳定性,这是该合金具有很高的高温强度的主要原因。     

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。     

铸造Mg-Gd-Y-Al镁合金的拉伸与阻尼性能

研究了Mg-11.3Gd-1.2Y-1.1Al、Mg-15.6Gd-1.2Y-1.0Al、Mg-17.5Gd-1.1Y-1.0Al和Mg-13.2Gd-2.9Y-0.9Al4种铸造镁合金的显微组织、室温拉伸性能和阻尼性能。结果表明,铸态Mg-Gd-Y-Al合金由α-Mg、Al2(Gd,Y)和Mg24(Gd,Y)5相组成;经过固溶处理,晶粒内部析出条状LPSO相。铸态Mg-Gd-Y-Al合金的力学性能与合金中的稀土元素总含量密切相关,稀土总含量较高的合金具有较高的强度和较差的塑性。T4处理后,合金屈服强度小幅下降,抗拉强度少量提高,伸长率则大幅提升。T6处理后,合金的屈服强度有了明显的提高,稀土元素总含量较高的3种合金屈服强度增幅大于80MPa。铸态合金的比阻尼性能随着合金中Gd含量的增加而降低;T6处理可以显著提高合金的比阻尼性能。4种铸造合金经过T4和T6热处理后比阻尼值P0.1在4.92%~8.22%之间,属于中等阻尼性能材料。     

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

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

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。     

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。     

高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的微观组织和力学性能

通过金属模铸、热挤压和时效处理(T5)工艺过程制备出高强Mg-7Gd-4Y-1.6Zn-0.5Zr合金,并利用光学显微镜、XRD、SEM及TEM分析研究Mg合金不同状态下的显微组织和力学性能。结果表明:Mg-7Gd-4Y-1.6Zn-0.5Zr合金的铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界分布的片层状第二相Mg12Zn(Gd,Y)组成,经过热挤压变形后,合金晶粒显著细化,时效处理过程中Mg12Zn(Gd,Y)相上析出少量细小的颗粒状Mg3Zn3(Gd,Y)2相。时效态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到446 MPa、399 MPa和6.1%,其强化方式主要为细晶强化和第二相强化。     

铸态与挤压态Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr合金在5% NaCl水溶液中的腐蚀行为(英文)

在5%NaCl水溶液中通过浸泡和电化学测试研究铸态与挤压态Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr镁合金的腐蚀性能。铸态和挤压态Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr镁合金的平均晶粒尺寸分别为100μm和15μm。在腐蚀初期,铸态合金的腐蚀形貌为点蚀和少量丝状腐蚀,挤压态合金的腐蚀形貌为点蚀。挤压态合金的腐蚀速率大于铸态合金的腐蚀速率。包含稀土的第二相在合金中作为阴极,改善了合金的腐蚀性能。铸态与挤压态合金的腐蚀电位分别为-1.658V和-1.591V。探讨了铸态与挤压态合金腐蚀性能不同的原因。     

Microstructures and mechanical properties of the extruded Mg-4Y-2Gd-xZn-0.4Zr alloys

Microstructures and mechanical properties of the Mg-4Y-2Gd-0.4Zr alloy with Zn additions have been investigated. The investigation suggests that the mechanical properties of the alloys have been greatly improved after hot extrusion due to the refinement of microstructures, especially the elongations. The extruded Mg-4Y-2Gd-1.0Zn-0.4Zr alloy displays excellent tensile properties. The ultimate tensile strength and the yield tensile strength are 291 and 228 MPa, respectively, with an elongation of 28%. The additions of Zn have an obvious effect on refining microstructure of the extruded alloys, and the vicker hardness increases with increasing Zn additions. The age hardening responses of the extruded alloys have been investigated at 220 °C. These alloys display unobvious ageing hardness responses.     

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。     

Effects of Sc and Mn on microstructures and mechanical properties of Mg-Gd alloy

Two alloys of Mg-12.4Gd and Mg-12.5Gd-0.8Sc-1.4Mn were prepared. Hot extrusion and T5 heat treatment were conducted, and then the mechanical properties of the two alloys were tested at room and high temperatures. The effects of Sc, Mn on the microstructures of Mg-12.4Gd were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results demonstrate that after hot-extrusion the alloying with Sc, Mn can efficaciously refine the grains of Mg-12.4Gd alloy; and increase the elongation at room and high temperatures after T5 heat treatment. But the strength at high temperature is not obviously improved.     

挤压Mg-8.5Gd-2.3Y-1.8Ag-0.4Zr合金的显微组织与力学性能(英文)

研究铸态和挤压态Mg-8.5Gd-2.3Y-1.8Ag-0.4Zr合金的显微组织、时效强化和力学性能。铸锭在T4处理后分别于400、450和500°C进行挤压,挤压比为10:1。在细晶强化和析出强化的共同作用下,于400°C挤压的样品经T5处理后可以得到最优的力学性能,所得的晶粒尺寸约为5.0μm,其初始和峰值硬度分别为HV109和HV129。室温下的拉伸屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到391MPa、430MPa和5.2%。     

不同固溶状态Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金的力学性能及断裂行为研究

通过在Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金中添加少量Zn制备出一种新型Mg-10Gd-3Y-1.2Zn-0.5Zr合金,并利用扫描电子显微镜、拉伸试验机分析研究Mg合金不同状态下的显微组织、力学性能及断裂行为。结果表明：Mg-10Gd-3Y-1.2Zn -0.5Zr合金在不同的时效状态下,铸态塑性差,T4态塑性好,T6态塑性优于铸态但劣于T4态,且所有样品都是脆性解理断裂为主,晶界和层状相界面比化合物界面结合牢固。通过比较3个不同温度下T6态的力学性能,发现提高固溶温度能提高合金的强度,但延伸率会略降。并且Zn促进层状相生长,但是对基体塑性提高作用有限。