Zn对Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金相图及显微组织的影响

摘要：为了明确Zn元素对Mg-9Gd-3Y-0．5Zr合金的影响，采用多相平衡相计算软件Pandat计算了Mg-9Gd-3Y-xZn-0．5Zr（质量分数x=1％～6％）合金相图，分析了Zn含量对Mg-9Gd-3Y-0．5Zr合金相平衡的影响．采用示差扫描量热仪、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对Mg-9Gd-3Y-xZn-0．5Zr合金的相变温度及室温相组成进行了验证．结果表明：该系合金计算相变温度结果与实验测试结果基本吻合；计算和实验分析结果显示该合金室温平衡组织为a-Mg＋Zr＋Mg5Gd＋Mg2aY5＋MgZn，随着Zn含量的增加，Mg5Gd、Mg24Y5相含量逐渐增加．在非平衡凝固条件下，在晶界处生成板块状MgZn相．当Zn的质量分数为6％时，520℃，8h＋200℃，168h处理后，合金晶界处发现两种化合物相Mg（Gd0.2Y0.2Zn0．6）和Mg5（Gd0．25Y0.25Zn0.5）．

热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响（英文）

采用金相分析、SEM、硬度试验和拉伸试验等方法分析和测试砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金在T6态(固溶后空冷然后时效)下的显微组织和室温力学性能,讨论该合金的断裂机理。结果表明,砂铸Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金在225°C和250°C时效下的最优T6热处理工艺分别为(525°C,12 h+225°C,14 h)和(525°C,12 h+250°C,12 h)。峰时效下T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金主要由α-Mg+γ+β′相组成,2种峰时效热处理工艺下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339.9 MPa、251.6 MPa、1.5%及359.6 MPa、247.3 MPa、2.7%。在不同热处理工艺下Mg–10Gd–3Y–0.5Zr合金断裂的类型不同,峰时效态合金的断裂方式为穿晶准解理断裂。

Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金的蠕变行为

研究Mg-9Gd-3Y-0.3Zr合金在不同温度（200-300℃）和应力（30-110MPa）条件下的蠕变行为,利用金相显微镜、透射电镜等分析蠕变过程中合金组织的演变。结果表明：温度较低时（200-250℃）,蠕变曲线分为瞬时和稳态蠕变两部分,利用Arrhenius公式计算出合金的平均应力指数n=2,由此判断蠕变机制是晶界滑移机制,平均蠕变激活能Q=85.6kJ/mol;当温度为300℃时,合金经过短暂的瞬时蠕变和稳态蠕变阶段后,很快进入断裂阶段。n=4.2,蠕变机制为位错攀移机制,Q=145.5 kJ/mol。在温度较低时,稀土元素所形成的析出相β￠相阻碍位错的运动,从而提高合金的抗蠕变能力;随蠕变温度升高,析出相转变为β相,在晶界处聚集长大,使晶界处易产生应力集中,促使孔洞的形成,导致合金发生蠕变断裂。

二次变形对挤压Mg-6Gd-3.2Y-xZn-0.5Zr显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X线衍射、维氏硬度计和万能拉伸试验机研究二次变形对挤压Mg-6Gd-3.2Y-xZn-0.5Zr合金板材显微组织、时效行为及力学性能的影响。研究结果表明:加入合金元素Zn后,合金中形成了块状和针状的LPSO组织,块状LPSO组织能够细化挤压态合金的晶粒,改善合金的二次成形能力,针状LPSO组织能够减小时效强化相β′,使其分布更加弥散,从而提高时效合金的拉伸力学性能;二次变形显著地改变了合金组织,使合金的晶粒沿变形方向拉长,并对时效过程产生了较大的影响,经过二次变形的合金强化相析出加快,时效峰提前,β′相尺寸更小,分布更加弥散,从而使合金获得了较高的力学性能。在LPSO组织和二次变形的共同作用下,T10态的合金C获得了最高的屈服强度和抗拉强度,分别为375 MPa和420 MPa。

Zn含量对Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金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、能谱分析仪、透射电镜以及拉伸试验机,研究Zn含量对时效态Mg-9Gd-4Yx Zn-0.5Zr（x=0,0.5,1.0,1.5,2.0）合金组织和力学性能的影响。结果表明：时效态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金显微组织由基体α-Mg和共晶相Mg5（Gd,Y）组成。加入Zn元素后,合金组织中出现Mg5（Gd,Y,Zn）相和Mg12Zn（Gd,Y）相,分布于晶界或晶内。当Zn含量为1%以下时,合金组织得到明显细化,第二相分布均匀,力学性能显著提升。当Zn含量达到1%时,合金抗拉强度和屈服强度到达最大值,分别为279.4 MPa和220 MPa。随着Zn含量进一步增加,合金组织粗化,第二相含量迅速增加且沿晶界逐渐呈网状分布并逐渐向晶内深入,合金强度也明显降低。

稀土镁合金薄腹高筋支架的等温锻造技术

针对Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr合金薄腹高筋支架构件,设计其等温锻造成形方案和模具装置。采用有限元软件DEFORM-3D对薄腹高筋支架等温成形过程进行有限元模拟和实验,分析模具结构和成形方案对成形过程中金属流动充填的影响规律,揭示缺陷产生原因,并进行工艺优化,最终成形出质量良好的锻件。结果表明,采用分瓣模具结构和等温成形技术,可整体一次性精密成形形状复杂的薄腹非对称高圆弧筋类锻件,且构件组织细小均匀;通过设置工艺圆角和增加活动阻尼块的方式,可有效控制薄腹高筋支架圆弧筋处金属的流动充填阻力,消除圆弧筋抽料和侧耳充不满缺陷。