热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织、性能和腐蚀行为的影响EI北大核心CSCD

以铸态、固溶态和时效态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM)以及电子拉伸试验机分析了热处理对Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金的微观组织、微区成分、物相组成以及力学性能的影响,并通过静态失重实验和电化学测试研究了不同热处理状态合金的耐蚀性能。结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体、Mg_(5)Gd和少量的Mg_(24)Y_(5)相组成,固溶处理后组织均匀,部分未熔相(富Y相)以颗粒状形式存在,时效态合金析出相尺寸较小且弥散均匀分布。固溶和时效态合金的抗拉强度有不同幅度提升,分别为191.33和265.73 MPa,均表现为准解理断裂特征,在本研究范围内,Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金耐蚀性主要与热处理工艺、析出相的形貌和尺寸有关,不同状态下的合金在腐蚀过程中化学反应类型相似。     

热处理对Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和万能力学试验机等研究了Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金在不同热处理工艺下显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金的最佳固溶时效热处理工艺为525℃×8 h+225℃×12 h;Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界网状分布的Mg_5Gd,Mg_(41)Sm_5相组成,经固溶时效热处理后析出相主要为均匀分布于晶内和晶界的点状或粒状的Mg_5Gd,Mg_(24)Y_5以及Mg_(41)Sm_5相;经该工艺处理后,合金在室温下的硬度和抗拉强度分别为145.6HV和261.4 MPa;固溶时效态合金的主要强化机制为固溶强化和析出相弥散强化。     

铝对铸态Mg-9Gd-2Nd合金显微组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜研究了铸态Mg-9Gd-2Nd-xAl(x=0,0.4%,0.8%,1.2%,质量分数)合金的物相和显微组织,采用拉伸试验机和布氏硬度计测试了合金的力学性能。结果表明：铸态Mg-9Gd-2Nd合金由α-Mg基体和沿晶界分布的Mg₅Gd和Mg₄₁Nd₅第二相组成,加入Al元素后,合金中产生了新相Al₂Gd和Al₂Nd,组织明显细化,当Al添加量为0.8%时,合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和延伸率分别为193.2 MPa,157.1 MPa,91.6 HBW和3.7%。随着Al元素含量的增加,合金的断裂方式有向韧性断裂转变的趋势。     

高钆耐热镁合金在高温蠕变过程中的显微组织演变

以时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr (%,质量分数)合金为研究对象,利用蠕变持久试验机在250℃/50 MPa下对合金的蠕变性能进行了测试,并采用TEM研究了合金在250℃/50 MPa下蠕变10, 30 min, 100 h过程中的显微组织和相的演变。结果表明:时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金相由α-Mg基体和β′相组成,β′相为纳米析出相,在高温蠕变过程中,晶内析出相明显长大,形貌由黑色椭圆形颗粒向菱形和长条状转变,经对应的选区电子衍射谱标定,相结构未发生变化;晶界上析出相粗化,转化为平衡相β相。本研究为开发高温高强抗蠕变耐热镁合金提供理论基础。     

热处理对铜模铸造Mg-Yb-Zn-Zr合金结构性能研究

通过差热扫描量热分析(DSC)、光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和力学性能测试等方法,研究了热处理对铜模铸造Mg-Yb-Zn-Zr合金结构性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg和Mg₂Yb相组成,固溶处理之后,Mg₂Yb相完全溶入到基体中且晶粒并未发生明显长大,晶内仅存有少量的Zn-Zr相。200℃峰时效合金中主要析出均匀分布于晶界附近连续链状和离散的Mg₂Yb相,同时还发现了一种在尺度和分布密度上存在差异的超细小针状析出相,基于高分辨透射电镜分析为γ’相(Mg Zn RE,六方结构,a=0.55 nm和c=0.52 nm)。峰时效合金展现了最好的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为258,136MPa和10.7%。峰时效合金的强化机制为沉淀析出强化,其主要的强化效果来自于弥散分布细小的Mg₂Yb相和γ’相。     

Mg-9Gd-2Nd-0.8Al合金热压缩行为及热加工图

采用光学显微镜、扫描电镜研究了铸态和均匀化态的Mg-9Gd-2Nd-0.8Al合金的显微组织,然后用Gleeble-1500D热模拟试验机对均匀化态合金在变形温度350～500℃,应变速率0.003～1 s^-1条件下进行了热压缩实验,计算了合金的变形激活能,构建并分析了合金的本构方程和热加工图。结果表明：铸态Mg-9Gd-2Nd-0.8Al合金主要由α-Mg基体和Mg₅Gd,Mg₄₁Nd₅,Al₂RE相组成,经均匀化处理后(510℃×12 h),Mg₅Gd和Mg₄₁Nd₅相基本溶解,Al₂RE相保持稳定。均匀化态合金的流变应力曲线表现出动态再结晶的特征,其流变应力和峰值应力随温度的升高或应变速率的降低而显著降低,合金的变形激活能为185.836 kJ·mol^-1。合金在本实验的变形条件范围内存在两个失稳区：变形温度350～375℃,应变速率0.003～0.012 s     

铝对时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪对时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-xAl合金(x=0,0.4,0.6,1.2)的显微组织和拉伸断口形貌进行观察,运用电子拉伸实验机对合金力学性能进行测试.结果 表明:时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm合金组织由α-Mg,Mg5Gd,Mg24Y5,Mg41Sm5组成,添加...     

锌对稀土镁合金组织与力学性能的影响

采用OM, XRD, SEM和EDS等试验手段研究了Zn对稀土镁合金Mg-4Y-1Ca(%,质量分数)微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着Zn (x=1%, 3%, 5%)的加入, Mg-4Y-1Ca合金中生成的Mg_(24)Y_5二元相逐步转变为Mg_3Y_2Zn_3(W相)+Mg_(12)YZn(X相)三元相,铸态组织细化,第二相沿晶界成网状分布;经热挤压变形后,合金再结晶后晶粒细化明显,第二相弥散分布于基体和晶界上,强度提高的同时伸长率也获得较大提升,其中Mg-4Y-1Ca-5Zn合金表现最为显著。得益于Zn添加对再结晶晶粒细化和W相、 X相弥散强化的共同作用, Mg-4Y-1Ca-5Zn合金经热挤压处理后具有较佳的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到198 MPa, 271 MPa和24.6%。     

Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-(0.1～0.8)Sb合金的显微组织和抗拉强度

采用组织分析和拉伸试验,研究了Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-(0.1~0.8)Sb(%,质量分数)合金的显微组织和抗拉强度。结果表明,铸态合金的显微组织由α-Mg基体和Mg_(24)Y_5,Mg_(41)Sm_5,Mg_2Ca,Mg_3Sb_2相组成。随着Sb含量的增加,时效态合金的室温(20℃)和高温(200,250,300,350℃)抗拉强度均先升高后降低,且在Sb含量为0.5%时取得最大值。随着温度的升高,Mg-5Y-3Sm-0.8Ca-0.5Sb合金的抗拉强度缓慢降低,其抗拉强度稳定性可归因于强化相Mg24Y5显微硬度的稳定性。     

Mg-13Gd-2Nd-2Cu合金的显微组织与力学性能

通过熔炼铸造及热挤压方法制备了Mg-13Gd-2Nd-2Cu(质量分数)镁合金。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度、拉伸性能测试等方法,研究了Mg-13Gd-2Nd-2Cu合金的铸态显微组织特征及退火温度对挤压态合金的组织与力学性能影响。结果表明:退火热处理促进了晶界处Mg5(GdNdCu)_1相充分溶入α-Mg基体中。提高退火温度使基体晶粒发生再结晶长大,改变了Mg5(GdNdCu)_1相的形态和分布。当退火温度超过500℃时,晶粒粗化并部分发生过烧现象。提高退火温度,会使挤压态合金的屈服强度有所降低。     

Mg-Gd-Nd系合金组织和力学性能的研究进展

Mg-Gd-Nd系合金有着良好的发展前景,合金化元素Zn,Y,Zr以及等径角挤压工艺(ECAP)的引入可进一步改善合金组织,提高力学性能.概述了高强耐热镁合金成分设计原则和等径角挤压工艺,介绍了Mg-Gd-Nd系合金组织性能和时效析出行为研究进展,等径角挤压过程中镁合金组织结构、力学性能的演变规律,指出Mg-Gd-Nd...     

锌含量对铸态Mg-10Y-xZn-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜、电子拉伸实验机等研究了铸态Mg-10Y-xZn-0.5Zr(x=1,1.5,2(%,质量分数))合金的微观组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-Y-Zn-Zr合金组织主要由α-Mg,LPSO相和W相组成,其中LPSO相的化学式为Mg_(12)YZn,W相的化学式为Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)。LPSO相主要呈块状或层片状,随着Zn含量的增加,块状LPSO相体积分数逐渐增多,同时合金的屈服强度逐渐增加。当Zn含量为2%时,LPSO相形貌表现出以块状相为主,铸态Mg-10Y-2Zn-0.5Zr合金具有最佳的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为123.9,206.2 MPa和12.06%。块状LPSO相体积分数的增加是合金力学性能提高的主要原因。     

含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织性能的研究

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了微量钪对Al-Zn-Mg-Cu-Zr系合金组织的影响，测试了不同热处理状态下台金的力学性能和电导率。结果表明，添加微量Sc可以明显细化合金的铸态晶粒，显著提高Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的力学性能和电导率，其作用机制主要为AJ3（Sc，Zr）引起的细晶强化、亚结构强化和沉淀强化；Al-9．0Zn-2．5Mg-1．2Cu-0．15Zr-0．12Sc和Al-9．5Zn-2．5Mg-1．2Cu-0．15Zr-0．12Sc经强化固溶和T6处理后，抗拉强度分别达到829．4和818．6MPa。     

Mg-5Sm-xGd合金及其抗拉强度反常温度效应

采用光学显微镜、扫描电镜、 X射线衍射和电子拉伸试验等研究了时效态Mg-5Sm-xGd (x=1, 2, 3, 4)合金的显微组织和力学性能。结果表明：时效态合金主要由α-Mg基体以及位于晶内弥散分布的稀土相Mg₅Gd和Mg₄₁Sm₅组成,随Gd含量的增加,稀土相的种类没有发生明显变化;Gd含量可改变晶粒大小,随Gd含量的增多晶粒大小先减小后增大,在Gd含量为3%时合金晶粒最小;合金抗拉强度总体变化趋势为随温度升高先升高后降低,出现了抗拉强度反常温度效应;在同一温度下,3%Gd含量的合金抗拉强度最高,并随温度升高而升高,在300℃达到峰值229.9 MPa;合金的屈服强度随温度升高而升高,随Gd含量的增加先升高后降低然后再升高,在Gd含量为3%,拉伸温度为300℃时屈服强度最大;合金拉伸断裂方式主要为脆性断裂,随温度升高逐渐向韧性断裂转变;合金的抗拉强度反常温度效应可能与晶格常数,晶粒大小及第二相的变化有关。     

钇对Mg-5Zn-2Al合金组织和力学性能的影响

利用金相显微镜、电子万能试验机、扫描电镜和X射线等手段,研究了不同含量的Y对Mg-5Zn-2Al镁合金铸态及热处理状态下组织及力学性能的影响.结果表明:合金主要由α-Mg基体相、Mg32(Al,Zn)49相及Al3Y相组成,并且A13Y稀土相随着合金中加Y量的增加而增多.在铸态及热处理条件下,合金的力学性能(抗拉强度和延伸率)均呈现先下降后上升的变化趋势.在铸态条件下,当加Y量为0.3%时合金的抗拉强度达到最大,为205 MPao当加Y量为0.9%时,合金的延伸率达到最大,为14.6%.经过T6热处理后,合金的抗拉强度较铸态均得到了明显提高,而延伸率有所下降.加Y量为0.9%的Mg-5Zn-2Al镁合金的抗拉强度和延伸率均达到最大值,分别为234 MPa和11.4%.     

新型镁基储氢合金的合成及电化学性能的研究

用扩散法成功地合成了Mg_1.5Al_0.5-xNiV_x(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列合金。XRD结构分析表明,合金中出现一个新的物相,其化学式为Mg₃AlNi₂,属立方晶系,Fd3m空间群,新相具有很好的电化学性能。钒的添加使合金的容量进一步提高。未经任何预处理的Mg_1.5Al_0.3V_0.2Ni合金的最大放电容量达到333mA·h·g^-1(50mA·g^-1,-0.5Vvs.Hg/HgO).Al对六方晶系Mg₂Ni合金结构中Mg的部分取代对于延长合金的循环寿命有重要作用。     

钕对Mg-5Al-1Si高温蠕变及组织性能的影响

研究了不同Nd含量对Mg-5Al-1Si镁合金的高温蠕变性能影响, 对析出相进行了分析, 研究了微观组织与力学性能的关系. 研究结果表明, 该合金中的主要强化相Mg2Si呈粗大的汉字状, 分布在晶界的周围, 在受到应力时, 这种汉字状相与基体的界面处易产生微裂纹, 降低合金的抗拉强度、塑性等力学性能. 在Mg-5Al-1Si合金中加入微量的Nd以后, 合金的组织得到明显的细化, 并使Mg2Si强化相形貌由粗大的汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状. 由于显微组织的改善, 使得Mg-5Al-1Si镁合金的室温和高温力学性能均有一定的提高, 并明显的改善了Mg-5Al-1Si的抗蠕变性能.     

冷却速度对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和固溶行为的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、差热(DTA)分析等手段,研究了砂型差压铸造和金属型Mg-10Gd-3Y-Zr合金的组织和固溶行为差异.结果表明,与金属型相比,砂铸Mg-10Gd-3Y-Zr合金的晶粒明显粗大,而第二相含量则相对较少;冷却速度不仅影响了合金的铸态组织,同时也影响了合金随后的固溶行为.金属型条件下,500℃× 8 h的热处理已使第二相达到完全固溶,而砂型铸造合金则需525℃×8 h的高温固溶才能使第二相溶解完全.     

锆、钇微合金化对ZL205A合金组织性能的影响

稀土元素以其特有的性能而广泛被应用于微合金化领域。通过对ZL205A合金添加微量元素Y和Zr,采用OM,SEM和EDS等分析测试方法,研究不同含量的Y和Zr对铸态和T5热处理下ZL205A合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:添加微量Y和Zr能提高合金的流动性,同时晶粒被明显细化,当添加量为0.1%(质量分数)(Zr 0.05%+Y 0.05%)时,流动性和晶粒被细化效果达到最佳状态,随着Y和Zr含量继续增加,对基体晶粒的细化效果减弱,晶间析出相增多,流动性提高的趋势降低,合金的充型能力下降,力学性能和延伸率呈下降趋势,合金表现为沿晶脆性和穿晶韧性的混合断裂方式;T5处理后,合金中部分微观偏析被消除,抗拉强度和硬度增大,但时效析出的θ″数量减少,弥散强化效果减弱,延伸率未得到改善。     

预压缩变形Mg-Zn-Y-Zr合金的微观组织及时效硬化效应

对铸造Mg-8.14Zn-1.44Y-0.47Zr (%,质量分数)合金进行了0%～5%预压缩变形后,再经160℃进行等温时效处理。利用电子背散射衍射、高分辨率的透射电镜等分析手段研究了预变形镁合金的形变组织特征及其对后续时效组织、时效硬化效应的影响。结果表明:经预变形在镁合金基体中预置■拉伸孪晶和小角度晶界(位错),其小角度晶界所占百分比由1%预变形的2.6%增加到5%预变形的■拉伸孪晶变体数量随预变形量增加呈先增大后减少的趋势。160℃时效进程中,孪晶界成为准晶I-Mg_3Zn_6Y择优析出的有效衬底;而基体中存在的位错,提高了杆状或盘状β_1′-MgZn_2相析出密度,进而提高了镁合金时效初期析出速率及近峰值时效硬度; 5%预变形下达到近峰值时效硬度所需时间由未预变形的12 h缩短到6 h,近峰值时效硬度由未预变形的HV 81.5提高到HV 104.8。