热处理对Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料组织演变与蠕变性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、EDS能谱分析等手段研究了不同热处理态Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料在200℃、70MPa条件下压缩蠕变前后金属间化合物的变化情况以及蠕变性能差异。结果表明:Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料中的金属间化合物主要可分为β-Mg_(17)Al_(12)、Al_(2)(Nd,Gd)、Al_(11)(Nd,Gd)_(3)和Mg_(2)Si四种。复合材料经420℃+24h固溶处理后,β-Mg_(17)Al_(12)相和Al_(11)(Nd,Gd)_(3)相几乎完全消失,而经T6处理后,又会重新析出。其中,β-MgAl_(12)相呈针状或块状弥散分布于晶内,而Al_(11)(Nd,Gd),相则呈针状或短棒状在纤维周围或晶界处偏聚。与铸态和T6态复合材料相比,T4态复合材料组织中Al_(2)(Nd,Gd)相和Al_(11)(Nd,Gd)_(3)相分布最为均匀,不会因针状Al_(11)(Nd,Gd)_(3)相在纤维处的偏聚而影响到复合材料界面应力传递,高温抗蠕变性能最佳,最大蠕变应变值和稳态蠕变速率分别为0.5%和6.94×10^(-9)s^(-1),相比铸态复合材料分别下降了54.5%和58.4%。

Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织及时效行为

采用维氏显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了Al_(2)O_(3f)/Mg-6Al-1Nd-1Gd复合材料的显微组织和时效行为。结果表明:复合材料的组织主要由α-Mg、Al_(2)O_(3)、β-Mg_(17)A1_(12)、Mg_(2)Si、MgO、Al_(2)Nd、Al_(2)Gd以及Al_(11)Nd_(3)相组成。Al_(2)O_(3)短纤维的引入加速了基体合金的时效动力学,使基体合金的时效峰值时间由32 h显著缩短至24 h。时效过程中,β-Mg_(17)Al_(12)相主要以连续析出和非连续析出两种形式析出,连续析出和非连续析出的生长呈竞争关系,随着时效时间的增加,非连续析出相逐渐长大并由晶界向晶粒内部推移,过时效阶段晶粒内部出现成片的非连续析出相。

时效处理对Mg-6Al-1Nd-xGd合金组织及高温力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析等手段研究了Mg-6Al1Nd-xGd(0,0.5,1,1.5)合金的时效硬化行为及时效处理(T6)对合金高温拉伸性能的影响,结果表明:Gd元素的加入使Mg-6Al-1Nd合金的时效过程延长,随Gd含量的增多,合金在200℃时效时的硬度峰值从28 h延迟到36 h附近,且Gd含量为1%时合金峰值硬度最大,达到HV51.1。T6处理后,合金的强度及塑性都有所提升,Mg-6Al-1Nd-1Gd合金在200℃的抗拉强度为146 MPa,伸长率为22.3%,较铸态分别提高27.5%和29.7%,合金表现出良好的综合高温拉伸性能。

Al、Ca微合金化对Mg-Gd合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、EDS能谱分析等手段研究了Al、Ca含量对Mg-10Gd-xAl-yCa(x+y=2)合金力学性能的影响。结果表明,用Ca元素替换Mg-10Gd-2Al合金中的Al元素,Mg-10Gd-2Al合金中(Mg,Al)_(3)Gd相形貌由花瓣状变为短棒状、颗粒状,合金抗拉强度随Ca含量的增加呈先增大后减小的趋势;Ca含量为0.5%时,没有发现新相形成,Ca元素全部固溶入基体,产生较强的固溶强化效果,Mg-10Gd-1.5Al-0.5Ca合金的力学性能较好,其抗拉强度、伸长率分别为210.3 MPa、15.6%;当Ca含量超过0.5%时,合金中出现沿晶界分布的粗大共晶相,割裂了基体,降低了合金的力学性能。随着Ca含量增加,合金断裂方式向脆性断裂转变。