位错阵列对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备研究了Mg-9.5Gd-3.8Y-0.6Zr合金在单向锤锻以及265℃人工时效后的显微组织。结果表明:在440℃锤锻后的Mg-Gd-Y-Zr合金中出现了大量由平行排列的短位错组成的位错阵列。这些位错阵列在晶粒内部具有近似相同的取向,彼此之间的间距约为0.3~1.4μm。由于位错阵列是高储能、大畸变区域,在后续时效过程中有诱导第二相析出作用。人工时效时,β’相会优先在位错阵列上形核和长大,取向相同且均匀的分布在位错阵列上,形成析出相链。高温时效下溶质原子扩散加剧,位错阵列会对周围的稀土溶质原子产生强烈的吸引,导致沿着析出相链形成无沉淀析出区域(PFZ)。

Gd对冷旋锻制备纳米晶镁合金的影响

通过显微硬度测试、拉伸试验和透射电镜手段研究Gd元素对冷旋锻过程镁合金纳米化的影响。结果表明,由于纯镁中很难形成位错阵列,旋锻不能实现纯镁纳米化。相比之下,单独添加Gd,旋锻后镁合金晶粒可得到显著细化。在旋锻早期阶段,纯镁和Mg−Gd合金中都形成孪晶片层。随着增加旋锻变形的继续,相比纯镁,更多的非基面位错在Mg−Gd合金中形成,这促进了Mg−Gd合金中位错阵列的形成,导致合金纳米化。随着Gd含量的增加,Mg−Gd合金晶粒细化效果显著提升,晶粒细化至100 nm以下的临界Gd含量约为5.4%(质量分数)。