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。     

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。     

Mg-Gd-Sc-Mn耐热镁合金的热变形行为

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-10．2Gd-0．8Se-1．7Mn合金在温度为573～773K、应变速率为0．001～1s^-1、最大变形程度为60％的条件下,进行高温压缩模拟实验研究。分析了合金流变应力和应变速率及变形温度之间的关系,计算了高温变形时的变形激活能和应力指数,为选择这种合金的热变形加工条件提供实验依据。采用金相显微镜分析了合金在不同温度下压缩变形的组织演变。结果表明：合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,在恒定应变速率的条件下,合金的真应力随温度的升高而降低;合金的变形激活能随着变形温度的升高而增大,特别是在723K时迅速增大。合金在变形过程中发生了不同程度的动态再结晶,变形温度和变形速率对合金再结晶组织有明显的影响。根据实验分析,合金的热加工宜在673～723K范围内进行。     

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。     

Cu-0.8Mg-0.15Ce合金热变形行为与机制研究

通过Gleeble-1500D热模拟试验机,进行了Cu-0.8Mg-0.15Ce合金的等温压缩试验,变形温度范围为500～850℃,变形速率范围为0.001～10 s~(-1)。研究了不同条件下流变应力的变化规律、合金的热加工图以及合金变形机制,分析了变形温度、变形速率和流变应力之间的关系。结果表明:合金在热变形过程中,其真应力-真应变曲线表现出明显的加工硬化、动态回复和再结晶特点,随着变形温度的升高和变形速率的降低,其流变应力和峰值应力不断降低;可用双曲正弦本构关系来描述热变形过程中的流变应力,计算出合金热变形过程中的激活能为Q=281.47 kJ·mol~(-1),在此基础上构建了该合金的本构方程;合金在热变形过程中的最优加工参数为:变形温度800～850℃,变形速率0.001～0.1 s~(-1)。     

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。     

高锆含量Cu-1%Zr-0.15%Ce合金热变形行为研究

利用Gleeble-1500D热模拟机,在温度为550,650,750,850,900℃,应变速率为0.001,0.01,0.1,1,10 s~(-1)的条件下,对Cu-1%Zr-0.15%Ce合金的高温变形过程中的流变应力进行研究,分析了动态再结晶的演变机制。结果表明:变形温度和应变速率对合金的流变应力有显著的影响,在550~750℃之间具有典型的动态回复特征,850~900℃具有动态再结晶热变形特征。通过流变应力、应变速率和变形温度之间的关系,建立高温热变形流变应力本构方程,得到合金的热激活能为430.51 k J·mol~(-1),与纯铜热压缩变形过程相比,高Zr含量Cu-1%Zr-0.15%Ce合金热激活能提高了105%。     

含稀土高镁铝合金热变形行为研究

将不同Ce含量的Al-8Mg-0.5Mn合金在Gleeble 3500热力模拟机上以50%变形量进行单道次压缩,变形温度为350,400,450℃,变形速率为0.1,1.0,5.0 s~(-1)。通过应力-应变曲线分析,得到不含Ce及含0.01%Ce,1.5%Ce的Al-8Mg-0.5Mn合金热变形本构方程。Al-8Mg-0.5Mn合金不含Ce时,热变形激活能为168.4 kJ·mol~(-1);含0.01%Ce时,激活能为154.2 kJ·mol~(-1);含1.5%Ce时,激活能为191.6 kJ·mol~(-1)。表明含0.01%Ce可以降低高镁铝合金的热激活能,使合金的热塑性增加,变形抗力降低;Ce含量较高,如达到1.5%时,合金的热激活能将增加,变形抗力增大。     

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.     

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。     

Mg-10Gd-2Y-0.6Zr合金热压缩变形与其微观组织

采用热压缩模拟试验,对Mg-10Gd-2Y-0.6Zr镁合金在350～450℃,变形程度为40%,变形速率在0.001～0.5s-1条件下的热压缩变形规律进行了研究,对变形后的微观组织进行了金相分析,对显微组织中的第二相进行了扫描能谱成分分析,对变形后试样的硬度进行了测试,根据热加工动态回复再结晶的特点和稀土合金相的作用,分析了该合金的微观组织结构和变形行为.结果表明:热压缩变形温度和速率对合金硬度值总的影响不大,但在相同温度下,有速率越大硬度越大的趋势;该合金在350℃,400℃时变形速率为0.1 s-1时晶粒异常粗大,在400℃变形速率大于0.5 s-1或变形温度450℃,变形速率为O.1 s -1下进行热压缩,该合金可以得到组织结构均匀和热塑性成型良好的匹配.     

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。     

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。     

Cu-0.4Zr-0.15Ce合金热压缩力学行为及热加工图

Cu-0.4Zr-0.15Ce合金在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温等温压缩试验以探讨其在高温热压缩过程中的变形行为,变形温度和应变速率分别为550~900℃和0.001~10 s-1。结果表明:合金的流变应力随变形温度的升高而减小、随应变速率的提高而增大,在热压缩过程中发生了动态回复和再结晶。根据动态材料模型绘制该合金的热加工图并加以分析,结合微观组织演变规律,可确定该合金热变形过程的最佳工艺参数为:变形温度800~900℃,应变速率范围0.001~0.1 s-1。     

富钇混合稀土和热处理对Mg—Zn—Zr系镁合金的组织及相结构的影响

富钇混合稀土对Mg-Zn-Zr系镁合金的铸造组织及组成相无显著影响。MB25合金(含高纯金属钇)和MB26合金(含富钇混合稀土)的铸造组织都是在α-Mg晶界上分布着大量的Z+β网状共晶化合物相(以Z相为主),其区别在于铸态MB26合金的晶界共晶相中溶有少量的镧、铈、错、钕、钆和镝等多种稀土元素。均匀化处理和挤压热加工都能使铸态MB26合金发生不同程度的相变,并在不同程度上改变铸态合金的组织和相结构。随着从挤压到均匀化处理温度的提高,其相变过程是从Z相中锌的扩散相变开始到β、W共晶相各自完成共析转变结束。     

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。     

铒对铸态Mg-5Sn合金的变质作用研究

通过金相(OM)和扫描电镜(SEM)的显微组织分析、荧光成分分析(XRF),能谱微区成分分析(EDS)、X射线物相分析(XRD),显微硬度(HV)和差热分析(DSC)等测试手段和方法,对铸态Mg-5 Sn-xEr(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,4,6)合金的组织性能进行了全而研究研究结果表明,稀土Er对Mg-5 Sn合金的影响是多方而的,首先是稀土Er对晶粒有明显的细化作用;再就是稀土Er能抑制盘状Mg2 Sn第二相的形成,同时促进不规则ErMgSn稀土相的形成,最后就是提高了合金的相转变温度和显微硬度.因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金具有显著的变质效果.     

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%.     

铈对Cu-Zr合金热变形激活能和性能的影响

在Gleeble-1500D热模拟机上对Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金在变形温度分别为550,650,750,850和900℃,应变速率分别为0.001,0.010,0.100,1.000和10.000 s~(-1)条件下进行等温热压缩实验,分析了Ce对Cu-1%Zr合金热变形激活能的影响。通过透射电子显微镜,研究了合金在时效过程中的析出相和位错组态。结果表明:Cu-1%Zr和Cu-1%Zr-0.15%Ce两种合金具有相似的热压缩变形特征。高Zr和微量Ce的添加使Cu-Zr合金的热变形激活能显著提高。与Cu-1%Zr合金相比,添加0.15%Ce使合金的热变形激活能提高了约34%。添加Ce,使导电率下降了约5%IACS,显微硬度略有提高。通过导电率的变化,计算出时效过程中析出相体积分数,求得550℃时合金的析出动力学方程和导电率方程。