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。     

Al89Gd7Ni3Fe非晶粉加压成块合金的组织结构与力学性能

研究了Al89Gd7Ni3Fe非晶粉末经不同温度热挤压成块后的组织形貌和相结构，分析了非晶的晶化过程，并考察了该合金的弯曲强度和疲劳性能。结果表明，不同温度热挤压成块合金组织均由面心立方的α-Al、二元金属间化合物Al3Gd和少量三元金属间化合物τ1相组成，α-Al晶粒细小，Al3Gd相呈等轴颗粒状，τ1相呈杆状分布，提高热挤压温度，有利于Al3Gd相的析出，不利于τ1相的形成。与普通沉淀硬化型Al合金相比，热挤压成块Al89Gd7Ni3Fe合金具有极高的强度和优良的抗疲劳性能，不同温度热挤压成块Al89Gd7Ni3Fe合金的弯曲强度均超过1000MPa，提高热挤压温度，合金的强度和疲劳性能也因金属间化合物Al3Gd相含量增加而改善。     

钆对Mg-2Al-1Zn合金高温力学性能的影响

研究了Gd的添加对AZ21基体合金高温（200℃）力学性能和抗蠕变性能的影响。结果表明：AZ21-xGd合金由-αMg和Al2Gd两相组成,中间相Al2Gd使合金高温拉伸性能和抗蠕变性能得到显著提高,但降低了合金的延伸率。在Gd添加量为2%（质量分数）时,200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别达到148和90 MPa,但随着Gd含量的增加,高温拉伸强度有所下降;当Gd添加量为3.5%时,在200℃/50MPa蠕变条件下,合金70 h的蠕变量为1.2%,第二阶段蠕变率比AZ21基体合金下降了1个数量级。晶界上的Al2Gd中间相数量逐渐增多是提高合金的抗蠕变性能的主要原因,但在晶界上过多的Al2Gd中间相不利于提高合金的高温强度。     

La_(0.63)Gd_(0.2)Mg_(0.17)Ni_(3.2-x)Co_(0.3)Al_x(x=0～0.4)储氢合金的微观组织和电化学性能

采用真空感应熔炼方法制备了La0.83Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1和La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.2-xCo0.3Alx(x=0~0.4)贮氢合金,并在氩气气氛900℃进行退火处理。通过X射线衍射(XRD)、显微电子探针(EPMA)分析方法和电化学测试分析研究了Gd和Al元素对合金微观组织和电化学性能的影响。研究结果表明,该系列合金退火组织主要由Ce2Ni7/Gd2Co7型、Pr5Co19型、PuNi3型和CaCu5型相组成;Gd元素的加入使合金中CaCu5型相明显减少,Ce2Ni7型/Gd2Co7型相显著增加,x=0.1时其相丰度达到81.2%;随Al含量x不断增加,合金中CaCu5型相丰度逐渐增多,当x=0.1~0.2时,CaCu5型相丰度为4%~5%,x=0.4时,其相丰度达到66.65%。电化学测试分析表明,Gd和Al元素对合金电极活化性能影响不大,当x=0.1时,含Gd合金电极放电容量达到最大值391 mAh.g-1,随Al含量x进一步增加,合金电极放电容量降低。含Gd和加入适量的Al元素可使合金电极循环稳定性得到明显提高,当Al含量x=0.1,0.2时,经100次充放电循环后其电极容量保持率S100分别为93.7%和90.1%,其中La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1合金具有最好的综合电化学性能。     

钆对La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金微观结构和电化学性能的影响

用高频感应熔炼方法制备了稀土系A2B7型La0.83-xGdxMg0.17N i3.05Co0.3A l0.15(x=0~0.5)储氢合金,在Ar气氛中和1173 K下对铸态合金进行退火处理,通过X射线衍射(XRD)、电子探针显微分析方法(EPMA)和电化学测试等分析方法系统研究了稀土Gd部分替代La元素对合金微观组织和电化学性能的影响规律。研究结果表明,合金退火组织主要由Ce2N i7型、Gd2Co7型、Pr5Co19型、PuN i3型和CaCu5型相组成,稀土Gd元素能有效减少和抑制退火组织中CaCu5型相的形成,随Gd含量x增加,合金相组成中A2B7型(Ce2N i7和Gd2Co7型)相丰度呈先增加后减小的规律,当x=0.2时其相丰度最大(91.0%)。合金的PCT吸氢平台压随Gd含量的增加而升高,x=0.5时吸氢平台压力接近0.1 MPa,x=0.2时合金的吸氢量达到最大值1.34%。电化学测试分析表明,随Gd含量x的增加,合金电极最大放电容量和容量保持率均呈先增加后减小的规律,适量的Gd元素可明显改善合金的综合电化学性能。当x=0.2时,合金电极放电容量达到最大值392.9 mAh.g-1,经100...     

富钇混合稀土对AM60镁合金显微组织与力学性能的影响

在AM60镁合金的基础上添加不同质量分数的富Y混合稀土(分别为0.5%,1.0%,1.5%,2.0%),研究了富钇混合稀土对AM60镁合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:富Y稀土的加入使AM60镁合金的显微组织明显细化,并能显著提高合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率。加入混合稀土后,合金中形成块状的铝钇化合物Al2Y,Al6Mn6Y,β-Mg17Al12相数量减少。当稀土加入量为1%时,合金的各方面性能达到最好。     

钐对铸态ZK30镁合金组织和力学性能的影响

基于对高强镁合金的迫切需求,选用Sm作为合金化元素添加到ZK30镁合金中。采用真空感应熔炼炉制备ZK30-x Sm镁合金(x=0%,1%,2%,3%,4%,质量分数),研究了不同含量的Sm对铸态ZK30镁合金微观组织和力学性能的影响。通过OM,SEM,EDS,XRD观察和分析了合金的微观形貌和组织成分,并对材料进行了拉伸试验和硬度测试。结果表明:加Sm镁合金主要由α-Mg基体和Mg_(41)Sm_5相组成,并且合金组织由树枝晶转变为细小的等轴晶;合金的抗拉强度σ_b,屈服强度σ_(0. 2)和伸长率δ随着Sm含量的增加先升高后降低,当Sm含量为1%时,σ_b,σ_(0.2)和δ均达到最大值,分别为250. 4,109. 0 MPa和14. 4%;合金的硬度也在Sm含量为1%时,达到最大值59. 85 kgf·mm~(-2)。但过量的Sm恶化组织,降低了性能。添加元素Sm后合金性能的提高主要归因于细晶强化、固溶强化和析出强化的共同作用。     

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-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。     

钙对Mg-Gd-Nd-Zr-xCa合金组织和力学性能的影响

镁合金的轻量化优势使其有广阔的应用前景,然而普通镁合金低强度限制了它的应用。镁稀土合金拥有良好的力学性能,在Mg-GdNd-Zr合金的基础上,添加不同量的Ca元素,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸性能测试等方法,对Mg-9Gd-2Nd-x Ca-0.5Zr (x=0,0.5,1.0,1.5(%,质量分数))合金热处理前后的组织和性能的变化进行了探究。结果表明：合金组织由α-Mg,Mg₅Gd相和Mg₄₁Nd₅相组织,添加Ca元素后,组织中形成了Mg₂Ca相。铸态合金经过热处理后,晶界上的第二相大部分溶入基体,时效态组织中析出了大量细小的板条状析出相,使合金的力学性能得到提高。时效态Mg-9Gd-2Nd-1Ca-0.5Zr合金有最高的抗拉强度,达到了256 MPa。     

AZ31和AZ61镁合金在模拟海水中的腐蚀电化学行为

应用极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了两种Mg-Al-Zn系合金——AZ31和AZ61在模拟海水中的腐蚀电化学行为.根据两种镁合金在浸泡过程中腐蚀介质pH值的变化以及扫描电子显微镜对合金微观金相组织和腐蚀形貌的观察,讨论了镁合金的腐蚀机理及合金元素Al的含量对镁合金耐蚀性能的影响.结果表明,AZ61镁合金具有比AZ31镁合金更好的耐蚀性能,其原因主要是AZ61镁合金中Al含量较高使合金的微观组织结构更有利于耐蚀性能的提高.     

钐对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金组织和耐蚀性能的影响

利用静态失重法、金相显微镜、扫描电子显微镜等研究了不同含量的稀土元素Sm对Mg-6Al-1.2Y-0.9Nd镁合金的腐蚀速率(腐蚀介质分别为0.5%和3.5%的NaCl水溶液)、 微观组织、表面腐蚀形貌的影响. 结果表明, 添加0.5%的Sm时, 合金的第二相得到了明显的细化, 组织和成分更加均匀;当Sm含量大于0.5%时, 合金的析出相增多, 并产生粗化、偏聚的现象. 另外, 在两种浓度的腐蚀介质中, 合金的腐蚀速率随着Sm含量的增加均呈现先降低后增加的趋势, 其中当Sm含量为0.5%时, 合金的腐蚀速率均达到最低, 耐蚀性能得到明显的改善.     

旋翼机用Mg-Gd合金组织和力学性能的研究

借助OM,XRD,SEM和电子拉力试验机,对Mg-(4%~16%)Gd二元合金的显微组织及力学性能分析,并采用"边-边匹配"模型研究了其强化机制,结果表明:随着Gd含量的增加,对Mg-Gd合金铸态组织有强烈的细化作用,并生成高熔点的Mg_5Gd相。经过固溶时效处理后的合金,有新相Mg_3Gd生成。合金的屈服强度及高温抗拉强度显著提高。同时,随着温度的升高,合金的抗拉强度具有反常的温度效应。     

均匀化处理对Mg-Zn-Zr-RE合金挤压棒材显微组织和拉伸性能的影响

研究了Mg-Zn-Zr-RE合金挤压棒材的显微组织及拉伸性能。结果表明,挤压前未经均匀化处理的棒材的拉伸强度最高,而经380℃或400℃/18h均匀化处理后强度下降。均匀化处理时稀土化合物Mg3REZn_6(Z相)和Mg_3RE_2Zn_3(W相)大部分发生转变,形成MgZn相及二元Mg_(41)RE_5稀土相;同时,长时间均匀化处理使得合金的主要强化相MgZn(β相)明显长大,促使动态再结晶发生,从而使拉伸性能降低。     

稀土对AM50力学性能及高温蠕变的影响

对Y和富La稀土对镁合金AM50微观组织、铸态力学性能和蠕变性能的影响进行了研究.研究结果表明: AM50中加入Y和富La稀土能有效地细化晶粒,由于显微组织的改善,使得AM50合金的室温和高温力学性能均有一定的提高,并明显地改善了AM50镁合金的抗蠕变性能.填加稀土可以在AM50合金晶界处生成稳定的铝稀土化合物,可以明显提高镁合金AM50的常温及高温(150 ℃)力学性能.与加入富La稀土的AM50相比,加入Y提高力学性能及蠕变抗力的作用更明显.     

钇对Mg-Mn合金腐蚀性能的影响

采用熔盐保护技术制备Mg-Y-Mn合金,并对合金进行挤压处理,获得不同Y含量的镁合金。利用光学显微镜观察添加不同Y合金的挤压态显微组织,采用X射线衍射仪(XRD)对样品进行相结构分析,利用扫描电子显微镜(SEM)检测表面微观形貌,使用电化学测试系统对合金进行极化曲线及交流阻抗测试。结果表明:随着Y含量的增加,合金晶粒细化,平均晶粒尺寸在10,4,3μm。电化学测试结果显示,随Y含量的增加合金的自腐蚀电位正移,从-1.551 V增加到-1.505 V,增加了46 mV,合金显示较好的耐腐蚀倾向,具有较好的耐腐蚀性能。     

铸态Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金微观组织与力学性能研究

采用光学显微镜、 X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验机研究了铸态Mg-xSm-yGd-Zn-Zr (x=3,y=5;x=4,y=4;x=5,y=3(%,质量分数))合金的微观组织和力学性能。铸态合金中存在面心立方结构的(Mg, Zn)_3(Sm, Gd)相,a=0.726 nm。三种铸态合金的平均晶粒尺寸分别为46.4±3, 37.7±2和49.8±3μm, Mg-4Sm-4Gd-Zn-Zr晶粒细化效果最好,室温力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为133, 198 MPa和9.2%,优于相应状态的WE43商用耐热镁合金,在保持合金性能不变的前提下,降低了合金成本。为稀土镁合金中Sm替代Nd,提供了事实和理论依据。     

钇对AZ91镁合金微观组织及腐蚀性能影响的研究

通过金相分析、扫描电镜析及化学成分分析等测试手段,对添加不同含量Y的AZ91镁合金的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明,加入Y后,合金中有稀土相Al4MgY生成,并显著细化了合金的微观组织,合金微观组织由典型的枝晶组织转变为细小的等轴晶组织,当Y含量达到1.52%时,合金组织的细化程度最大;Y的加入,减少了合金中的-βMg17Al12相,并使β相断续、弥散,同时合金的耐腐蚀性能提高,在3.5%NaCl水溶液腐蚀实验中,稀土含量为1.52%Y的合金耐腐蚀性能最好。     

钇对AZ61镁合金组织和性能的影响

在CO2+SF6气体保护条件下感应熔炼制备了不同Y含量的AZ61-x Y(x=0,0.5,1,1.5,2)镁合金,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱分析(EDS)和拉伸及蠕变力学性能测试手段研究了Y添加对AZ61合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金中添加适量的稀土元素Y后,AZ61合金的显微组织得到明显的细化,合金中除了存在α-Mg和Mg17Al12相,还出现了块状析出相Al2Y。适量的Y显著提高了合金在室温和高温时的强度和塑性,同时合金在150℃/70MPa条件下的抗蠕变性能也有显著的提升。     

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。