Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金研究现状及发展趋势

由于镁合金室温下塑性差,高温下强度较低,限制了它在诸多领域的应用发展。近年来国内外学者陆续开发出了含长周期堆垛有序结构相的Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金,并对该合金系制备加工时组织性能的变化及机理进行深入研究。文章综述了近年来Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金的研究现状及进展,分析了合金成分、常规塑性加工技术及热处理等对合金组织性能的影响,并展望该合金的研究方向。

高强稀土镁合金挤压构件内部面积型缺陷分析

对高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金挤压成形构件进行超声波探伤检测时,发现在其距离底部100 mm处50 mm×60 mm范围内存在面积性缺陷。为了分析缺陷产生的原因,对缺陷部位进行解剖取样,利用低倍、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计等检测手段对缺陷部位进行宏观和微观等详细检测与分析。结果表明:该缺陷宏观上呈现为不规则的带状条纹,微观上表现为大面积Zr和Zn等硬颗相的聚集,这种大面积硬颗粒相的聚集,势必引起该硬度不均匀区域的变形不协调,导致其过早断裂失效,影响其承载能力。同时为了消除Zr和Zn颗粒聚集的缺陷,提出了工艺改进措施。

高强GWZ1042镁合金三维热加工图及可加工性研究

Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金是新开发的超高强韧镁合金。在变形温度350~500℃、应变速率0.001~1 s^-1的条件下进行了高强度镁合金Mg-10Gd-4Y-1.5Zn-0.5Zr(GWZ1042)的等温热压缩实验,获得了不同变形条件下的应力应变曲线。基于动态材料模型和Murty失稳判据,利用MATLAB软件建立了可描述材料加工性的三维加工图。结果表明,应变速率越小,温度越高,材料的功率耗散系数越大,可加工性越好;温度越低、应变速率和应变量越大,材料越容易发生流动失稳。基于加工图的热加工窗口和失稳区并结合微观组织和缺陷分析确定,GWZ1042合金最佳成形区间为:变形温度430~500℃,应变速率0.001~0.05 s^-1。