低温熔盐中Gd-Pr-Co合金膜的电沉积研究

应用循环伏安法研究了在353 K的乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Co2+在Cu电极上的电化学行为,获知Co(Ⅱ)+2e Co(0)是一步完全不可逆反应,测得传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.06×10-7cm2/s.Gd(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)不能单独还原为Gd和Pr,但可以被Co(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位电解法得到非晶态的Gd-Pr-Co合金,合金膜中Gd和Pr的含量随电解电位、时间和浓度的变化而变化,合金膜中Gd和Pr的最高质量百分数分别可达到68.18%,29.26%.

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。

Gd对Fe_(66)Cr_(2)Nb_(4)Y_(6)B_(22)合金的非晶形成能力和力学性能的影响

Gd作为优异的中子吸收剂,在中子吸收元素中具有最大的热中子俘获截面。采用铜金属型铸造法研究了Fe_(66)Cr_(2)Nb_(4)Y_(6-x)Gd_(x)B_(22)(x=2,4,5,6 at.%)合金的非晶形成能力及力学性能。结果表明:当Gd含量为2 at.%和4 at.%时,两种合金的非晶形成能力分别为3 mm和4 mm。进一步提高Gd含量,合金的非晶形成能力低于3 mm。Fe_(66)Cr_(2)Nb_(4)Y_(2)Gd_(4)B_(22)合金具有最大的非晶形成能力,其过冷液相区ΔT_(x)、约化玻璃转变温度T_(rg)和非晶形成能力判定参数γ均达到最大值,分别为56 K,0.6673和0.4241。但是Fe_(66)Cr_(2)Nb_(4)Y_(6-x)Gd_(x)B_(22)(x=2 at.%,4 at.%,5 at.%)非晶合金的抗压强度和显微硬度随Gd含量的增加而降低。

铸造Mg-5Sm-4Gd合金的反常抗拉强度

通过电子拉伸试验,结合显微组织、稀土相和拉伸断口分析,研究了铸造Mg-5Sm-4Gd合金的室温和高温抗拉强度。结果表明:随着温度的升高,Mg-5Sm-4Gd合金的抗拉强度先升高后降低,出现了反常温度效应。该合金主要由α-Mg基体以及稀土相Mg41Sm5和Mg5Gd组成,平均晶粒尺寸约为200μm。拉伸断裂方式主要为脆性断裂。抗拉强度反常温度效应与合金的晶粒尺寸、α-Mg基体的晶格常数及稀土相的热稳定性有关。

含不同初始织构的Mg−Gd−Y−Zn−Zr合金热轧板材的显微组织和力学性能

通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和拉伸试验研究含不同初始织构的Mg−4.7Gd−3.4Y−1.2Zn−0.5Zr(质量分数,%)合金热轧板材的显微组织和力学性能。结果表明,初始织构为0001//RD(板材轧向)的板材获得相对较粗的晶粒和双峰基面织构;而初始织构为0001//TD(板材横向)的板材动态再结晶程度更高,因此,获得更细的晶粒尺寸和较强的0001//ND基面织构。此外,在两种板材中均发现沿RD拉长的不规则形状LPSO相,这种LPSO相导致各向异性的承载强化行为,并进一步引起板材的屈服各向异性。对强化机理的分析表明,晶界强化对轧制板材的强化效果最好。由于具有较小的晶粒尺寸和LPSO相带来的承载强化效果,初始织构为0001//TD的板材在RD方向上获得最高的屈服强度。

Mg-5Al-0.3Mn-1Gd合金固溶时效处理工艺研究

采用显微组织观察、硬度测试等手段研究了不同固溶、时效处理对Mg-5Al-0.3Mn-1Gd合金组织和硬度的影响。结果表明:铸态Mg-5Al-0.3Mn-1Gd合金经过430℃×2 h+565℃×4 h固溶后,合金中β-Mg_(17)Al_(12)相完全溶入基体,稀土相呈短棒状在Mg-5Al-0.3Mn-1Gd合金基体中弥散分布,合金晶粒没有明显长大。再对其进行230℃不同时间的时效处理,随着时效时间的增加,Mg-5Al-0.3Mn-1Gd合金中析出第二相数量逐渐增加,最终细小的第二相在局部富集,合金的硬度先增加后降低。Mg-5Al-0.3Mn-1Gd合金的最佳固溶时效工艺为430℃×2 h+565℃×4 h固溶+230℃×16 h时效。

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)。

反向挤压对Mg-1Bi-0.5Gd合金耐蚀性的影响

镁合金因其密度低、比强度高等优点,在航空航天、汽车工业和电子产品中得到广泛应用。然而,镁合金的耐蚀性能较差,限制了其应用。为改善镁合金的耐蚀性,本文采用Bi和Gd元素进行合金化处理,并通过反向挤压工艺制备了Mg-1Bi-0.5Gd(0.94%Bi,0.53%Gd,质量分数)合金。通过XRD、OM、SEM、析氢实验和电化学测试,研究了挤压前后Mg-1Bi-0.5Gd合金的微观组织和腐蚀行为的变化。结果表明,与均匀态合金相比,挤压态Mg-1Bi-0.5Gd合金表现出更高的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度,显示出更优异的耐蚀性。这是由于挤压工艺细化了合金的晶粒组织,显著提升了耐蚀性能。

原材料Gd对Gd-Si-Ge合金巨磁热效应影响的研究

采用国产钆制作Gd-Si-Ge合金,测量H-M曲线,计算磁熵变(-ΔSm)判断其磁热效应。发现采用商业级钆配制合金时,由于杂质抑制了材料的一级相变,未发现巨磁热效应。经提纯后的钆尽管没有Ames实验室的纯度高,但配制的合金具有典型的一级相变,-ΔSm值基本上达到Ames实验室报道的数据,而且居里点有所提高。

稀土Gd对AZ31镁合金耐蚀性能的影响

利用失重法研究不同Gd含量的AZ31镁合金在3.5%(质量分数,下同)Na2SO4溶液中的腐蚀行为,并采用OM,SEM和XRD等检测手段分析稀土Gd对AZ31镁合金微观组织、腐蚀速率和腐蚀形貌等的影响。结果表明:稀土Gd的添加能明显改善AZ31镁合金的耐蚀性能,且当Gd的添加量小于4.12%时,合金的耐蚀性能会随着Gd含量的增加而提高,但继续增大Gd含量时合金的耐蚀性能反而会出现一定程度的下降,其原因是合金中添加过多的Gd后,加剧了基体相与析出相之间的微电偶腐蚀,致使合金的耐蚀性能有所下降。故当Gd的添加量为4.12%时,AZ31镁合金的耐蚀性能最佳。

Gd对Mg-2Al-Zn合金微观组织及力学性能的影响

研究了稀土Gd的添加对铸态Mg-2Al-Zn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-2Al-Zn-xGd合金由α-Mg和Al2Gd两相组成,Al优先与Gd反应生成Al2Gd,且合金中Al2Gd的数量和形态受Gd的添加量影响。弥散分布的Al2Gd使合金室温力学性能得到显著提高,在Gd的添加量(质量分数)为2%时,抗拉强度和屈服强度分别达到252MPa和135MPa。但Gd的添加量达到3%时,Al2Gd相尺寸变大、数量过多,导致合金的力学性能迅速下降。颗粒状和针状Al2Gd在晶界上或基体上的团聚导致合金由韧性断裂转变为解理断裂。

Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金挤压T5态的高温组织与力学性能

研究了Mg-9Gd-4Y-0．6Zr合金挤压T5态在250-400℃之间的高温组织与力学性能。结果表明：该合金具有非常优异的高温力学性能，其力学性能明显优于WE54；该合金在250、300、350和400℃时的抗拉伸强度分别为348、262、150和62MPa；该合金在400℃拉伸时还具有粗晶超塑性，晶界上有再结晶的细晶，晶内有大量孪晶同时共存。

Y、Gd复合稀土对AZ81镁合金耐蚀性的影响

利用静态失重法、金相显微镜、扫描电子显微镜等方法研究了Y、Gd复合稀土对AZ81镁合金的腐蚀速率(腐蚀介质为3.5%NaCl水溶液)、微观组织、表面腐蚀形貌的影响.结果表明,添加1%的复合稀土时,AZ81镁合金的晶粒得到了明显的细化,组织和成分更加均匀,腐蚀速率大幅度降低,耐蚀性能得到显著提高.

稀土元素Gd对NiAl合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同Gd含量对二元NiAl合金组织以及室温和1100℃压缩性能的影响.结果表明,稀土Gd在NiAl中的固溶度很小,在合金晶内及晶界大量析出一种脆硬的新相——富Gd相.由于Gd的固溶强化和适量富Gd相产生的第二相强化,使得含0.10Gd合金的室温压缩强度高于二元NiAl的,而晶界上析出较多的富Gd相又使得含0.25Gd和0.50Gd合金的室温压缩强度较低;Gd的净化基体作用使得NiAl-Gd合金的室温压缩塑性高于二元NiAl的室温压缩塑性.含Gd合金在1100℃压缩,亦未出现应变软化现象.

稀土Gd对Mg-Nd-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响

以Mg-Nd-Zn-Zr合金为基础,通过调整Nd和Zn的含量进行合金成分优化设计,并在新选择的较优成分点通过加入合金化稀土元素Gd,研究了Gd对Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸造组织和力学性能,尤其对高温力学性能的影响。研究发现,Mg-Nd-Zn-Zr镁合金铸态组织由α-Mg基体和Mg12Nd化合物组成。加入合金化稀土元素Gd后,NG31试验镁合金中没有形成三元相,但铸态组织中枝晶间分布的Mg12Nd化合物变得更加细小均匀。经过固溶处理后,Mg-Nd-Zn-Zr试验镁合金铸态组织中枝晶间以及晶界上的化合物完全溶入基体,而NG31试验镁合金在晶界上还有一些颗粒状的化合物。在时效处理时该化合物会以细小弥散的化合物从α-Mg基体中析出。无论Mg-Nd-Zn-Zr镁合金还是NG31试验镁合金,T6态热处理后都具有优良的室温力学性能,抗拉强度分别达到275MPa和280MPa,屈服强度也分别保持在158MPa和165MPa。随着Nd含量的增加和Zn含量的降低,Mg-Nd-Zn-Zr镁合金的抗拉强度和屈服强度升高,延伸率也随之增加。随着Gd的加入,抗拉强度和屈服强度升高,而延伸率却有所下降。同时,在所有的测试温区内NG31的高温瞬时抗拉强度和屈服强度都高于Mg-Nd-Zn-Zr试验镁合金。NG31试验合金在250℃的抗拉强度仍然保持在215MPa,屈服强度仍能够达到155MPa,甚至还高于200℃时的屈服强度(141MPa)。

Mg-Gd系耐热镁合金的研究进展

介绍了稀土元素Gd的特性,Gd在镁中的固溶度较大,可实现固溶强化和时效强化;Mg-Gd二元合金的高温强度可优于WE54合金。综述了Mg-Gd系多元合金的研究进展,在此基础上,指出了Mg-Gd系耐热镁合金存在的问题和发展的方向。

Gd在耐热镁合金中的应用及研究进展

简述了稀土元素Gd的特性,综述了元素Gd在耐热镁合金中的应用情况以及进展,分析讨论了Gd改善镁合金耐热性能的强化机制,指出了含Gd耐热镁合金目前存在的问题,并对其今后的发展方向进行了展望,旨在为新型耐热镁合金的开发提供思路和参考。

稀土Mg-Gd系合金的研究现状与展望

Mg-Gd系镁合金因满足航空航天材料轻量化、高温强度的要求而受到极大关注。简述了稀土Mg-Gd系合金的研究现状。从合金氧化夹杂、流动性能、Gd在合金中的偏析以及合金的热裂性等方面阐述了浇铸法制备Mg-Gd系合金的铸造性能。通过统计比较了近年来在Mg-Gd基础上设计出的合金在不同状态下的强度、塑性数据。阐述了合金在低温、室温下的强度与抗蠕变性能、高温压缩性能和短时强度等高温力学性能及各自的断裂机制。最后,叙述了该合金系的耐腐蚀性能,并展望了该合金系的研究前景。

Y、Gd对ZA63镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Y、Gd复合稀土对ZA63镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量RE元素后,ZA63合金中的τ相由半连续网状分布转变为针状或棒状且分布较均匀,ε相由岛状变为细小颗粒状,部分RE元素固溶于τ相中形成Mg-Al-Zn-RE相。随着RE含量的增加,经T6处理后的合金在室温、150℃和175℃下的抗拉强度和伸长率基本都呈先升高后降低的趋势。当RE含量为1.5%时,合金在3个温度下的抗拉强度和伸长率都达到最大值。

Y、Gd与Ca对AZ81镁合金组织和力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了Y、Gd与Ca对AZ81镁合金组织和力学性能的影响。结果表明,适量合金元素的加入使AZ81镁合金的组织明显细化,β(Mg17Al12)相减少,同时析出了针状和粒状的化合物Al2Y和Al2Ca。经时效处理后,随着合金元素含量的增加,从室温到175℃时,合金的强度和伸长率基本上呈先升后降的趋势。当Y、Gd与Ca总含量为2.1%时,合金在室温和175℃下的抗拉强度达到最大,分别为230MPa和160MPa。Y、Gd与Ca主要是通过细晶强化、固溶强化和弥散强化提高了镁合金的室温和高温强度。