Au-Ag-Gd(Gd≤33.3%)三元系合金相图700℃等温截面

采用X射线衍射、DTA差热分析和显微金相分析等方法研究了Au -Ag -Gd三元系相图的富Au -Ag区域 (Gd≤ 33 3% ;原子数分数 ,下同 ) ,测定了Au -Ag -Gd三元系部分相图的 70 0℃部分等温截面。该截面上有 6个单相区 :(Ag ,Au) ,Ag51 Gd1 4 ,Ag2 Gd ,Au2 Gd ,Gd1 4 Au51和GdAu6;9个两相区 :Ag51 Gd1 4 + (Ag ,Au) ,Ag51 Gd1 4 +Ag2 Gd ,Ag2 Gd +Gd1 4 Au51 ,(Ag ,Au) +Au2 Gd ,Ag2 Gd +Au2 Gd ,(Ag ,Au) +Gd1 4 Au51 ,Ag51 Gd1 4 +Au2 Gd ,Gd1 4 Au51 +GdAu6和 (Ag ,Au) +GdAu6;4个三相区 :(Ag ,Au) +Gd1 4 Au51 +Au2 Gd ,Ag51 Gd1 4 + (Ag ,Au) +Au2 Gd ,Ag51Gd1 4 +Ag2 Gd +Au2 Gd和 (Ag ,Au) +GdAu6+Gd1 4 Au51 .在该成份区域未发现新的三元化合物。

不同预时效挤压态Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金的再结晶行为和强化机制

通过控制预时效时间制备3种不同状态的试样,研究不同预时效状态对挤压态Mg−9.5Gd−4Y−2.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金的动态再结晶行为(DRX)和性能的影响。结果表明,欠时效挤压(UAE)样品的细晶体积分数为17.4%,而峰时效挤压(PAE)和过时效挤压(OAE)样品的细晶体积分数分别达到89.7%和50.4%。在晶粒内部和晶界处分布的致密、细小的β颗粒相通过粒子激发形核机制显著提高了形核位点和位错密度。然而,致密针状γ'相抑制位错滑移,延迟DRX形核。PEA和OAE样品中细小晶粒的差异归因于原始颗粒相的数量和尺寸的不同,而其拉伸性能的差异归因于不同的显微组织。由于晶界强化和析出强化机制的贡献更大,PAE样品具有更优异的拉伸性能。

Mg-Gd-Y-Zr-Er-Ag合金模锻件各向异性拉伸变形行为

通过等温模锻制备了大规格的Mg-Gd-Y-Zr-Er-Ag合金锥形壳体,分别沿壳体法向(ND)、周向(CD)和轴向(AD)对其进行室温拉伸实验,并对其变形行为进行深入分析。结果表明:柱面滑移起主导作用的AD和CD样品的屈服强度、抗拉强度比基面滑移与{1012}孪生主导变形的ND样品更高。〈0001〉轴靠近拉伸轴(TA)的晶粒易于启动{1012}孪生,随着〈0001〉轴逐渐偏离TA,基面滑移和柱面滑移依次启动。基面滑移与{1012}孪生的启动将引起晶粒〈0001〉轴的变化,而柱面滑移主要影响〈1120〉轴的取向。在不同变形机制的综合作用下,拉伸样品的{0001}极进一步偏离TA。

预拉伸和时效处理对挤压态Mg-Gd合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机等研究了不同预拉伸量(0%、5%、10%)及时效处理对挤压态Mg-4Gd合金组织和力学性能的影响。结果表明:增加预拉伸量会增加时效过程中形成的具有不规则多面体结构及Gd含量相对较低的第二相的数量,其尺寸随时效时间的延长而增加。当预拉伸量从0%增加至5%和10%时,合金的强度不断增加,但增幅逐渐减小,伸长率先迅速下降后趋于稳定。预拉伸处理与时效处理相结合可提高合金的强度但降低了伸长率,其中预拉伸10%合金在峰时效工艺下的屈服强度提高至136.29 MPa、抗拉强度提高至241.48 MPa、伸长率则降低至12.49%。与预拉伸处理相比,时效处理后合金的硬化能力和加工硬化指数值降低。合金的加工硬化率主要受预拉伸工艺的影响,但可通过后续时效处理进行有效控制。

Mg-Gd-Y-Sm-X-Zr(X=La、Ce、Sr、Sb)合金显微组织及性能研究

以纯镁及镁基中间合金为原材料制备Mg-Gd-Y-Sm-X-Zr(X=La、Ce、Sr、Sb)合金,采用维氏硬度计、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、金相显微镜、扫描电子显微镜和拉伸测试试验机等设备对试样进行测试。研究了Mg-Gd-Y-Sm-X-Zr(X=La、Ce、Sr、Sb)合金经固溶时效处理后的维氏硬度,稀土元素Gd、Y含量对Mg-Gd-Y-Sm-La-Zr合金时效态维氏硬度的影响,以及铸态、固溶时效态Mg-8Gd-3Y-2Sm-0.15La-0.5Zr合金的显微组织结构、时效硬化特性和力学性能。结果表明,La为最佳强化元素;Gd/Y质量比为8/3的合金维氏硬度优于Gd/Y质量比为6/4和9/2的合金;铸态Mg-8Gd-3Y-2Sm-0.15La-0.5Zr合金的晶粒尺寸主要集中在20~45μm,时效16h时其硬度达到峰值132.87HV;该合金时效态的抗拉强度和屈服强度达到了259.02MPa和240.31MPa,相对于铸态分别提升了42.32%和51.87%。

热处理方式对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射及拉伸试验机等研究固溶处理和时效处理对铸态和轧制态Mg-10.6Gd-1.69Y-0.42Zr(质量分数,%)合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:经峰时效处理后合金强度均显著提高,但伸长率有所降低;与200℃峰时效态合金相比,220℃峰时效态合金的屈服强度相差不大,但伸长率明显提高。合金在峰时效阶段的主要强化相为柱面β’相,该相能够有效阻碍位错的基面滑移,提高合金强度。轧制后直接时效的合金能够保留轧制产生的位错,而位错能够促进析出相形核,此时,合金具有最高的析出强化效果,屈服强度和抗拉强度分别为380.0 MPa和416.0 MPa。

变形态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金热处理微观组织演变规律与硬度研究

热处理是提升变形稀土镁合金综合力学性能的常用方法,探明合理的工艺参数,掌握合金组织与性能演变规律是需要解决的关键问题。研究了固溶与时效处理对变形态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金微观组织与硬度的影响,实验结果表明:原始变形态合金主要由α-Mg基体、破碎的块状14H-LPSO相与β-Mg 5(Gd,Y,Zn)组成;经过固溶处理后,合金组织中块状LPSO相溶于基体,体积分数减小,并析出片层状LPSO相,最佳固溶处理制度为520℃×16 h,合金硬度为94.50 HV;200℃下的合金峰时效保温时间为32 h,硬度为120.35 HV,欠时效析出相为β″相,峰时效析出相为β′相,过时效析出相为稳定的β-Mg 5(Gd,Y,Zn)相。

Mg-Gd系镁合金的研究进展

Mg-Gd系镁合金由于具有高比强度、优良的室温强度和抗蠕变性能而成为研究的热点。介绍了其合金化基础、组织特性;总结了主要稀土合金元素、非稀土元素的影响作用,包括Gd、Y、Nd、La、Ce、Mn、Zr、Zn、Ag等;讨论了合金系的时效行为。在综述国内外研究现状的基础上,对其未来发展进行了展望。

250℃时效处理对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr稀土镁合金腐蚀行为的影响

采用盐水浸泡实验研究了铸态(F)、固溶(T4)和250℃下不同时效时间的Mg-10Gd-3Y-0.4Zr镁合金在5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,时效时间为193小时之前,合金的腐蚀速率随时效时间增加而增加,之后有所降低;T4态合金的耐蚀性最好,F态最差.合金腐蚀速率随热处理状态的变化与其微观组织有关,F态合金中的富RE化合物能与基底α相构成电偶腐蚀而加剧合金腐蚀;峰值时效状态下合金中的β′和β1相不能作为腐蚀阻挡层,而过时效状态下连续分布的β相能在一定程度上起腐蚀阻挡层作用,降低合金腐蚀速率.

Ag-Ru-Gd(Gd≤33.3at%)三元系相图700℃等温截面

用X -射线衍射和金相显微镜方法分析研究了含 0～ 33 3at%Gd的Ag -Ru -Gd三元系 ,作出了该体系部分相图的 70 0℃等温截面。在该截面上存在 5个单相区 :Ag、Ru、Ag51 Gd1 4 、Ag2 Gd和GdRu2 ;7个两相区 :Ag2 Gd +GdRu2 、Ag51 Gd1 4 +GdRu2 、Ag51 Gd1 4 +Ag2 Gd、Ag +Ru、GdRu2 +Ru、Ag +Ag51 Gd1 4 和Ag51 Gd1 4 +Ru ;3个三相区 :Ag +Ru +Ag51Gd1 4 、Ag51 Gd1 4 +Ru +GdRu2 和Ag51 Gd1 4 +Ag2 Gd +GdRu2 。没有发现三元中间相。

固溶处理对铸造Mg-Gd-Ag-Zr合金的显微组织和室温拉伸力学性能的影响

采用不同的一级固溶和两级固溶工艺对Mg-xGd-2Ag-Zr(13≤x≤16,wt%)合金进行了固溶处理(T4)实验,采用OM、SEM显微组织分析以及室温拉伸力学性能测试,优化出Mg-xGd-2Ag-Zr合金的较佳的固溶工艺,并采用SEM和XRD对固溶态合金的相进行了研究。结果表明:对于GQ132K合金和G17K合金,采用一级固溶处理,共晶次生β相就可基本实现完全固溶。对于GQ142K、GQ152K、GQ162K合金而言,采用两级固溶处理工艺比采用一级固溶工艺更能取得较好的固溶效果,固溶后,残留Mg5(Gd,Ag)相的体积分数为0.30vol%~2.79vol%。优化出了Mg-xGd-2Ag-Zr系镁合金的最优固溶参数。经T4处理后,铸态Mg-xGd-2Ag-Zr合金的综合室温拉伸力学性能得到改善,其抗拉强度为295 MPa,屈服强度为157 MPa,而伸长率高达12.36%~17.52%。

低Gd含量Mg-Gd-Y-Zr-Zn镁合金组织及性能

针对Mg-Gd系镁合金含Gd量高,导致成本及比重增加,文中采用溶剂保护熔炼法制备Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn(x=1,1.5,2)镁合金。经均匀化处理、热挤压及200℃时效处理制得试样,通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等对合金组织、力学性能进行研究。结果表明,与固溶态相比,经过时效处理后析出的第二相更细小、分布更均匀;Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金T5态的抗拉强度和屈服强度分别为403MPa和336MPa,延伸率为7.0%,达到或接近含Gd量较高的Mg-Gd-Y系镁合金的综合力学性能。

时效处理和挤压后预变形工艺对Mg-Gd合金组织和力学性能的影响

将挤压态Mg-4Gd合金沿挤压方向进行10%预拉伸处理,然后研究了时效处理对预变形后合金组织和力学性能的影响。结果表明:预拉伸处理产生加工硬化的同时促进了变形镁合金中灰暗过渡相及明亮平衡相的形核,时效过程加速了过渡相的形成及其向平衡相的转化。随着时效温度升高,明亮平衡相的平均尺寸增加。预拉伸试样经时效处理可提高力学性能,当时效工艺为210℃×24 h时,合金综合力学性能最佳,其硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为66.65 HV0.1、137.4 MPa、245.4 MPa和22.1%;时效温度升高使得合金的峰值硬度降低,但达到硬度峰值所需时间缩短且强度和伸长率均保持在较高水平。

Ag-Pd-5Ru-Gd四元系部分相图的700℃等温截面

在Ag Pd Gd ,Ag Pd Ru ,Ag Ru Gd和Pd Ru Gd三元系合金相图的基础上 ,采用X射线衍射 ,差热分析、扫描电镜和显微金相分析等方法研究了Ag Pd Ru Gd(x(Ru) =5 % ,x(Gd) <2 5 % )四元系相图的 70 0℃等温截面。结果表明 :该截面上包含有 2个单相区 ,即Pd(Ag)和Pd3 Gd ;4个两相区 ,即Pd(Ag) +(Ru) ,Pd(Ag) +Pd3 Gd ,(Ru) +Ag51Gd14 ,(Ru) +Pd3 Gd ;3个三相区 ,即Pd(Ag) +Pd3 Gd +(Ru) ,Pd(Ag) +Ag51Gd14 +(Ru) ,Pd3 Gd +Ag51Gd14 +(Ru) ;1个四相区 ,即Pd(Ag) +Pd3 Gd +Ag51Gd14 +(Ru)。

热处理对砂铸Mg-Gd-Y合金组织和力学性能的影响

研究了砂型差压铸造Mg-10Gd-3Y-Zr合金的固溶时效行为、微观组织和室温力学性能。结果表明,T4处理后的合金在225℃、250℃下的峰值时效时间分别为12h和10h,相对于金属型铸造条件下的峰值时效时间分别提前4h和6h。XRD衍射分析表明,T6处理后的合金主要由α-Mg和方块状γ相组成。研究还表明,同一时效条件下,随固溶时间延长,合金强度得到提高。与铸态情形相比,最佳热处理条件下合金的抗拉强度、屈服强度分别提高78.2%和52.1%。

Ag-Pd-Gd三元系(Gd≤25at-%)部分相图

采用X射线衍射和金相显微镜分析方法研究了含0—25at.-%Gd的Ag-Pd-Gd三元系,作出了该体系部分相图的750℃等温截面和室温截面。发现在该二截面上都分别存在三个单相区、三个两相区和一个三相区。

高强高韧Mg-8.5Gd-2.0Y-1.0Ag-0.4Zr合金的组织与性能

研究了高强高韧Mg-8.5Gd-2.0Y-1.0Ag-0.4Zr(wt.%)合金的显微组织和力学性能。结果表明,该合金铸态组织细小,主要由α-Mg固溶体、晶界析出相Mg5(GdY)以及分布在晶粒内部的Zr核组成;T4态时晶界析出相基本完全消失,但出现了一些方块相γ;合金具有明显的时效硬化效果,且随着时效温度的提高,合金的峰值时效硬度下降,峰值时间相应缩短。经200℃峰值时效处理后表现出极为优异的室温力学性能,抗拉强度(UTS)和延伸率分别达到396MPa和9.1%,显著的时效强化是该合金具有优异力学性能的主要原因。如此优异的强度和塑性在常规铸造镁合金中是极为罕见的,对于推广镁合金的应用具有重要意义。

Bi^3+离子掺杂对(Y,Gd)AG∶Ce粉体发光性能的影响

以高纯稀土氧化物为原料,采用高温固相法合成了[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.01),并通过XRD、SEM、PL-PLE和FL等方法对该荧光粉进行了表征。结果表明,在1 400℃下煅烧4h可得到纯石榴石相的(Y,Gd)AG。煅烧所得的[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)荧光粉具有良好的分散性和均一性。在469nm激发下于563nm附近呈现黄光发射,且Bi ^(3+)掺杂浓度为0.001mol时,样品的发射峰强度达到最大值,提高了近56%,归因于Bi^(3+)→Ce^(3+)能量传递和粉体结晶性能的改善。样品的荧光寿命随着Bi ^(3+)掺杂浓度的增加,先增大后减小。

Ag-Pd-Gd-20Ru和Ag-Pd-Gd-50Ru四元系部分相图研究

采用X -射线衍射、扫描电镜和显微金相分析等方法研究了Ag -Pd -Ru -Gd四元系相图的富Ag -Pd -Ru区域 (Gd <2 5at% )。测定了Ag -Pd -Gd - 2 0Ru和Ag -Pd -Gd- 5 0Ru四元系相图的 70 0℃部分等温截面。这两个等温截面上都分别含有 3个二相区 :Pd(Ag) + (Ru) ,(Ru) +Ag51 Gd1 4 ,(Ru) +Pd3Gd ;3个三相区 :Pd(Ag) +Pd3Gd + (Ru) ,Pd(Ag) +Ag51 Gd1 4 + (Ru) ,Pd3Gd +Ag51 Gd1 4 + (Ru) ;1个四相区 :Pd(Ag) +Pd3Gd +Ag51 Gd1 4+ (Ru)。这 2个截面上都不含有单相固溶区 。

Mg-Gd-Nd合金极限高温时效析出相的研究

通过透射电子显微镜(TEM)观察并结合纳米束能谱(EDS)分析,研究了Mg96.9Gd2.8Nd0.3(at%)合金在极限服役温度300℃等温时效状态下析出相的形成和生长。确定了300℃等温时效析出序列为:MgS.S.S.S→β1(fcc)→β(fcc),未见常规服役温度时效初期亚稳相β''和β'。镁基体中均匀弥散的面心立方结构的亚稳相β1成分为Mg7RE,是300℃时效合金的主要析出强化相。合金在300℃具有更快的时效硬化效应,但显著的过时效效应导致合金力学性能迅速下降。