稀土元素钆对Ti—6A1—4V和IMI829合金组织与性能的影响

本文研究了稀土元素钆(Gd)对Ti-6Al-4V和IMI829合金组织与性能的影响。结果表明,Gd在这两种合金中的行为是不同的。在Ti-6Al-4V合金中添加0.25～1.0wt%Gd,产生Gd-Ti-Al型沉淀物粒子,当Gd含量超过0.5wt%以上时,沉淀物以长条状富集于晶界,严重恶化合金高温(950℃以上)下的可锻性;在IMI829合金中添加0.1～1.0wt%Gd,可细化该合金的组织,产生Gd-Sn-Ti型沉淀物粒子,改善了合金的拉伸性能,其中,含0.2wt%Gd的IMI829合金具有最佳的拉伸性能。当IMI829合金中Gd含量较高时,虽然沉淀物粗化并呈不均匀分布,但由于晶粒的细化,合金的拉伸性能仍有所改善。     

铸态Mg-Zn-Y-(Gd)合金凝固组织、腐蚀性能和力学性能（英文）

采用常规凝固技术在Mg_(94)Zn_3Y_xGd_(3-x)(x=3,2,1.5,1,摩尔分数)镁合金中获得具有长周期堆垛有序(LPSO)结构相,并对合金凝固组织、耐腐蚀性能和压缩力学性能进行系统研究。结果表明:n(Zn)/n(Y+Gd)=1:1的Mg_(94)Zn_3Y_xGd_(3-x)合金凝固组织含有α(Mg)相、Mg_3Zn_3R_E2(W)相、14H-LPSO相和少量颗粒状面心立方结构的Mg-Y-Gd相。Gd含量显著影响合金中LPSO相的形成和分布。随着Gd含量增加,合金中14H-LPSO相体积分数先增加后减少。结合电化学阻抗谱分析,LPSO增强Mg-Zn-Y-(Gd)镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀等效电路为R(Q(R(QR)))。4种合金的腐蚀电流密度在10_(-5)A/cm2数量级。当x(Gd)≤1%时,Mg-Zn-Y-(Gd)合金表现出良好的耐蚀性,并优于工业用AZ91D镁合金。而当x(Gd)≥1.5%时,合金的耐腐蚀能力下降。在室温条件下,随着14H-LPSO相体积分数增加,Mg-Zn-Y-(Gd)合金的压缩力学性能显著提高。此外,适量W相和弥散分布块状Mg-Y-Gd相的钉扎作用有利于提高合金的力学性能。     

铸态Mg-6Al-xGd合金凝固组织及力学性能研究

采用x射线衍射分析、扫描电镜分析、显微组织分析及拉伸性能测试,研究Gd含量对Mg-6A1-xGd(x=0,0.6%,0.9%,1.2%,1.5%,1.8%)镁合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明:Gd含量逐渐增加,α-Mg晶粒尺寸先减小后增大,β-Mg_(17)Al_(12)相从连续网状变为断续网状、颗粒状,且体积数量减少。加入Gd后合金组织中出现了弥散分布的Al_2Gd相。Gd的添加使得合金晶粒得到细化,在Gd含量为0.9%时细化效果最为明显。Mg-6Al-xGd铸态合金的室温抗拉强度呈现先提高后降低的趋势,在Gd的添加量为0.9%时,抗拉强度为210.93 MPa,比未添加Gd元素提高了21.4%。由铸态合金拉伸断口可见大量韧窝和撕裂棱,合金表现为韧-脆混合型断裂特征。     

Mg-(4-x)Nd-xGd-Sr-Zn-Zr生物镁合金的组织、力学和腐蚀性能

采用重力浇铸法制备了Mg-(4-x)Nd-xGd-0.3Sr-0.2Zn-0.4Zr(质量分数,%,x=0,1,2,3)4组合金,并对其进行了固溶+人工时效热处理(T6).利用XRD对铸态合金的物相进行分析,采用SEM观察合金的组织,采用拉伸试验机和显微硬度计测试合金的室温拉伸性能和显微硬度,采用失重法评价合金在模拟体液中的腐蚀速率,并对腐蚀形貌进行观察.结果表明,随着Gd部分取代Nd,铸态合金的组织先细化后又变粗,第二相含量逐渐减少,室温力学性能和耐蚀性能均提高.而对于T6态合金,强度和硬度均比不含Gd的合金要低,耐蚀性能则优于不含Gd的合金.     

挤压比对Mg-1Tm-0.2Ni合金组织及性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)及室温拉伸试验等研究了Mg-1Tm-0.2Ni合金铸态及挤压态的显微组织、织构及力学性能.结果 表明,铸态Mg-1Tm-0.2Ni合金的组织主要由α-Mg基体和弥散分布的Mg2(Tm,Ni)第二相组成,晶粒粗大.经430℃挤压后,...     

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。     

钆对Mg-8Li-4Zn-xGd合金铸态组织与力学性能的影响

采用锂盐熔剂保护熔铸Mg-8Li-4Zn-xGd(x=1,3,5)合金铸锭,研究钆含量对铸态合金组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-8Li-4Zn-xGd合金基体由α-Mg(HCP)和β-Li(BCC)双相构成。随着钆含量的增加,Mg5Gd共晶相和Zn12Gd化合物相逐渐连成网状,将基体α+β双相隔离成20~40μm的等轴状或类似于铸铁中的共晶团状,可有效细化α-Mg相和连续的β-Li相;组织中大颗粒Mg2Zn11相弥散分布在β-Li相内,Mg51Zn20相分布在α-Mg晶界处;锌元素还可以在β-Li相中析出细小弥散分布的MgZn相,其数量随钆含量的增加而增加,可直接弥散强化β-Li相。此外,锌和钆对合金硬度的影响较大,随着钆含量的增加,合金的抗拉强度提高,但伸长率降低。     

Gd对Mg-2Al-Zn合金微观组织及力学性能的影响

研究了稀土Gd的添加对铸态Mg-2Al-Zn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-2Al-Zn-xGd合金由α-Mg和Al2Gd两相组成,Al优先与Gd反应生成Al2Gd,且合金中Al2Gd的数量和形态受Gd的添加量影响。弥散分布的Al2Gd使合金室温力学性能得到显著提高,在Gd的添加量(质量分数)为2%时,抗拉强度和屈服强度分别达到252MPa和135MPa。但Gd的添加量达到3%时,Al2Gd相尺寸变大、数量过多,导致合金的力学性能迅速下降。颗粒状和针状Al2Gd在晶界上或基体上的团聚导致合金由韧性断裂转变为解理断裂。     

Gd元素含量对砂型铸造Mg-Gd-Y合金微观组织和力学性能的影响

通过金相观察(OM)、扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、拉伸试验研究了Gd元素含量对砂型铸造Mg-Gd-Y系合金微观组织和力学性能的影响,并引入WE54合金作为对比。研究表明:Mg-Gd-Y系合金的铸态组织主要由等轴树枝晶α-Mg固溶体、晶界处孤岛状共晶相Mg24(Gd,Y)5以及孤立的方块相Mg5(Gd,Y)和起到晶粒细化作用的富Zr核心组成。随着Gd含量的增加,晶界处第二相Mg24(Gd,Y)5的体积分数明显增加,导致合金的抗拉强度和屈服强度不断提高,伸长率却不断降低。GW94合金强度最好:室温下抗拉强度和屈服强度最高分别可达213.7 MPa和156 MPa,伸长率却仅为1.29%。WE54合金的伸长率最高,这可能与铸态WE54合金晶界处形成的相互平行的片层状共晶相有关。Mg-Gd-Y系合金和WE54合金断裂机制都为准解理断裂。     

变形量对Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金组织和性能的影响

研究了两相区总变形量对Ti-6A-2Zr-1Mo-1V合金组织与力学性能的影响.结果表明,在相同的热处理制度下,随着变形量的增加,合金的室温拉伸、高温拉伸性能及ak相应增加,合金的组织变得细小、均匀,且弥散的α颗粒逐渐增多.合金中弥散α颗粒的增多可能是合金强度提高的主要原因.     

生物医用Mg-6Zn-xGd合金的挤压组织与腐蚀性能

通过光学显微镜和扫描电子显微镜研究了Mg-6Zn-x Gd(x=0~4)合金的挤压态组织,测试了其拉伸力学性能和耐蚀性能。结果表明:随着Gd含量的增加,挤压态组织明显细化,平均晶粒尺寸从Mg-6Zn合金的12mm逐渐减至Mg-6Zn-3.41Gd合金的2mm;挤压态拉伸力学性能明显提高,抗拉强度σ_b和屈服强度σ_(0.2)分别逐渐提高至Mg-6Zn-3.41Gd合金的350 MPa和325 MPa,延伸率δ先降低后提高,且均不低于10%。挤压态Mg-6Zn合金的腐蚀速率较慢,为典型的局部腐蚀;添加少量Gd(质量分数0.66%)后,合金的腐蚀速率稍增大,但腐蚀变得更均匀,朝着均匀腐蚀的方式发展;添加较多量Gd(1.66%和3.41%)后,合金的耐蚀性能急剧恶化。     

球头压痕确定薄膜模量的等效膜厚法

针对名义成分为Ti-46Al-3.8(V,Cr,Ni) (at％)的挤压TiA1合金,研究了热处理工艺对高温时β相含量、形貌的影响,利用高温时β相对α相晶粒的钉扎作用获得了层片团尺寸均匀、细小的全层片组织,测试了具有该组织合金的拉伸性能.结果表明,在1320～1370℃范围内,随保温温度的升高,β相含量逐渐增加,使得合金的晶粒尺寸逐渐减小.实验合金经1340℃/5 min/AC热处理后可以获得层片团(尺寸平均为65 μm),B2相弥散分布的全层片组织.该组织的室温及高温拉伸性能均较好.少量B2相对合金的室温塑性无不利影响,对合金的高温强度可能有一定贡献.     

焊接工艺对Ti_2AlNb合金焊接接头组织和性能的影响

采用光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜及显微硬度计研究了激光焊、氩弧焊及电子束焊3种焊接工艺对Ti_2Al Nb合金焊接接头组织和性能的影响。结果表明,激光焊试样焊缝组织为O相和B2相的双相组织,氩弧焊试样焊缝主要由α_2相、B2相和较少的O相构成,电子束焊试样热影响区主要由B2相和O相组成,焊缝主要由O相组成;Ti_2Al Nb合金经激光焊后可获得最优的室温拉伸性能和最高室温显微硬度,其抗拉强度为1003 MPa,规定塑性延伸强度为912 MPa,伸长率为5.5%,室温显微硬度平均值为475 HV0.2;经电子束焊后可获得最优的高温拉伸性能,其抗拉强度为240 MPa,规定塑性延伸强度为177 MPa,伸长率为13.5%。     

Al对IN718合金拉伸性能及稳定性的影响

Al对IN718合金拉伸性能及其稳定性影响的研究结果表明,在标准热处理状态下,Al增加合金中γ"和γ'相析出总量,提高合金室温和680℃的抗拉伸强度,但Al抑制晶界δ相析出,促进Laves相、M7C3相和σ相等在晶界析出,恶化合金的拉伸塑性.经680℃长期时效以后,γ"和γ'相粒子长大,其中高Al合金中析出的γ"/γ'"包覆组织"的长大速率比常规合金中的γ"相小,但两者拉伸强度下降的速度基本相同;合金晶界状态恶化,使室温拉伸塑性明显降低;强化相粒子长大,合金基体的高温强度降低,使680℃拉伸塑性升高.     

合金元素对Mg—Zn—Gd合金组织和力学性能的影响

采用金相显微分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和室温拉伸试验,研究了合金元素Zn、Gd对Mg-Zn-Gd合金铸态组织和力学性能的影响.结果表明,当Zn含量不变时,随着Gd含量的增加,合金中的第二相依次从准晶相(I相) Mg7Zn3相、I相到I相 W相转变,二次枝晶臂间距明显减小,晶粒细化,晶间组织也由颗粒状、细线状向封闭的网状转变;当保持x(Zn)/x(Gd)=5.8不变时,合金第二相的组成不变,枝晶相分布更加细密,第二相也随之增多.拉伸测试表明,当Zn含量不变时,随着Gd含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均增加,但屈服强度先升高后降低;同比例增加Zn、Gd的含量,合金的强度升高,伸长率降低.     

Gd含量对Mg-Gd-Sm-Zr合金组织和性能影响

通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及室温到300℃的拉伸试验,研究了Mg-(6,9,12,15)Gd-1Sm-0.5Zr镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:时效态Mg-Gd-Sm-Zr系镁合金由α-Mg基体和Mg5Gd相组成。适量Gd元素的添加能够细化合金组织、提高合金室温和高温的力学性能。在Gd含量达到和超过9 mass%后,合金出现抗拉强度反常温度效应,本文初步探讨了出现这种现象的微观机理。合金伸长率在200℃以下时,随Gd添加量的增加而减小;超过200℃后,伸长率随Gd添加量的增大而增大。     

Gd-Co-Ni三元系相图

本文用X射线分析法测定了Gd≤24Wt-%成分区域内Gd-Co-Ni三元系合金相图的室温截面。它包含有四个单相区:α_1,β_1,α-Gd_2Co_(17)(以下简化为α_2),β-Gd_2(Co,Ni)_(17)(以下简化为β_2);五个两相区:α_1 β_1,α_1 β_2,β_1 β_2,α_1 α_2,α_2 β_2;两个三相区:α_1 β_1 β_2,α_1 α_2 β_2。X射线分析表明,Gd在β_1相中最大固溶度约为8wt-%。     

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。     

Gd含量对Mg-Nd-Y-Zn合金组织和耐腐蚀性能影响

通过OM(金相观察)、失重法以及电化学等方法研究了Gd对高稀土镁合金Mg-Nd-Y-Zn铸态组织和耐蚀性能的影响。结果表明,随着稀土元素Gd含量增加到3.0%时,在合金晶界上呈不连续网状结构分布的第二相和在α-Mg中均匀分布的弥散颗粒状析出相增加,晶粒尺寸达到最小;盐雾试验测得合金的耐腐蚀速率最小,为0.217mg·cm~(-2)·h~(-1),腐蚀电流密度最小,腐蚀电位最高。     

砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能

通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微维氏硬度测试与拉伸测试研究了砂型铸造Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金的微观组织和力学性能。结果表明:铸态GW94合金主要由等轴晶琢-Mg固溶体、晶界处的共晶相Mg24(Gd,Y)_5以及少量的方块相Mg_5(Gd,Y)组成,优化后的固溶处理工艺为525℃伊6 h。固溶后的组织主要由琢-Mg过饱和固溶体、铸态残留相Mg_5(Gd,Y)以及固溶过程形成的方块相组成。GW94合金具有极高的时效硬化响应能力,250℃时效18 h后即达到峰值硬度(HV122)。室温拉伸时,峰值时效态合金的抗拉强度和屈服强度分别为300MPa和247 MPa,而伸长率仅为0.9%。250℃以内拉伸时,抗拉强度均高于300 MPa,表现出极佳的耐热性能,而且出现了抗拉强度随温度升高而升高的反常力学行为,这可能是由于茁忆相与位错相互作用所致。峰值时效态合金断裂机制由室温的穿晶断裂为主转变为高温的沿晶断裂。