脉冲磁场对石墨型铸造Mg-6Gd-3Y-0.6Zr合金组织及性能的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)及拉伸试验机等手段,研究了脉冲磁场对石墨型铸造Mg-6Gd-3Y-0.6Zr合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明,脉冲磁场处理可有效细化合金晶粒并提高其力学性能。与未处理的合金相比,当脉冲电压为300 V、脉冲频率为5 Hz、模具预热温度为400℃时,合金晶粒尺寸减小了32.9%,其抗拉强度和伸长率分别提高了14.1%和16.2%。在200~600℃内,随着模具预热温度升高,合金的晶粒尺寸逐渐增大;在0~300 V内,随着脉冲电压提高,合金晶粒尺寸逐渐减小;在0~10 Hz内,随着脉冲频率提高,合金晶粒尺寸先减小后增加,转折点为5 Hz。该合金的力学性能与晶粒尺寸基本对应,合金的晶粒尺寸越小,其力学性能越好。

砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金的线收缩

研究铸件几何特征对砂型铸造Mg-9Gd-3Y-0.5Zr(VW93)合金线收缩的影响。利用3D扫描仪精确提取自由收缩和受阻收缩砂铸件的尺寸,并用于计算收缩系数。引入砂芯体积与铸件包络体积之比(γ)量化砂芯对铸件收缩的约束程度。通过分析自由收缩系数的统计分布和受阻收缩系数随γ的变化规律发现,VW93合金的自由收缩系数为1.96%,受阻收缩系数随γ的增大而线性减小,此关系为根据铸件几何结构预测VW93合金收缩率提供支持。

变形条件对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金动态力学行为的影响

采用金相观察、扫描电子显微镜、能谱分析、显微硬度计及分离式霍普金森压杆等手段,研究了峰值时效挤压态Mg-8Gd-3Y-0.5Nd-0.5Zr合金在变形温度及应变速率下的动态冲击力学变形行为。结果表明:合金在220℃/14 h到达峰值时效,其硬度约为143.2 HV,提升了55%左右。在不同的变形温度下均表现出优异的抗冲击性能,在室温及应变速率为3000 s^(-1)条件下合金抗压强度可高达682 MPa;在100℃及应变速率为1500 s^(-1)条件下抗压强度为635 MPa;在400℃及应变速率为3000 s^(-1)条件下抗压强度为583 MPa。合金在不同温度下优异的抗冲击性能主要得益于时效强化相、稳定存在的块状富稀土粒子以及冲击过程中在晶界形成的动态析出相协同强化机制。随着应变速率和变形温度的增大,合金热软化效应增强,合金力学性能有所降低。

二次挤压对Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等研究二次挤压对Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金显微组织及力学性能的影响。研究表明:该合金经二次挤压后,晶粒尺寸细化至6μm,提高细晶强化效果;粗大Mg5Gd1-xYx相增多,降低固溶强化效果;{0002}基面织构的减弱降低织构强化效果;在三者的综合作用下,合金经二次挤压后,强度有所降低,但伸长率却大幅度提高,达到20.5%,较一次挤压态合金的伸长率提高107.1%;一次挤压态合金的断裂方式是以解理断裂为主的混合断裂,二次挤压态合金的断裂方式为韧性断裂。

热处理对挤压变形Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金力学性能及显微组织的影响

采用硬度检测、拉伸力学性能测试、金相、扫描及透射电镜观察等方法,研究了挤压态Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金经T4、T5和T6热处理后显微组织及力学性能的变化。结果表明:挤压态合金宜采用T5热处理。经T5热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度分别达到372、403MPa,远高于T4、T6处理的,其原因在于T5热处理后合金中存在大量棱镜片状第二相。T6热处理时,虽然合金的时效强化效果优于T5态合金,但晶粒长大严重降低了合金的力学性能。

Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金的二次挤压热变形行为

采用Gleeble-1500型热模拟机在变形温度为360~480℃、应变速率为0.01~10 s-1、真应变为0~0.7的条件下,研究Mg-12Gd-3Y-0.6Zr合金二次挤压过程的热变形行为,获得其热变形工艺参数,并分析热变形后的显微组织。结果表明:合金的峰值应力随应变速率的增大而提高,随应变温度的升高而降低;在变形温度、应变速率相同的情况下,一次热模拟的峰值应力均大于二次热模拟(450℃,10 s^(-1)除外);合金二次挤压过程的流变应力可以采用含Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数形式来描述;由于二次热模拟试样中位错及晶界运动增强,使二次热模拟的激活能(Q)、应力指数(n)均小于一次热模拟的相应参数,导致二次挤压较一次挤压容易发生再结晶。

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金显微组织和腐蚀行为的影响

本工作以Mg-11Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金为研究对象,对其进行固溶和时效热处理。采用金相显微镜、带能谱的扫描电镜、X射线衍射仪对热处理前后及腐蚀后合金的显微组织和物相进行分析,并采用静态失重法、电化学测试方法研究了热处理前后合金的耐腐蚀性。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和沿晶分布的粗大共晶相Mg 5Gd、Mg 24 Y 5和Mg 2Ca组成,经固溶时效后,共晶相种类没有改变,但第二相变得细小、弥散,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,热处理显著提高了合金的耐蚀性,其中,时效态合金的腐蚀速率最小,自腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,合金的耐蚀性最好,表现为轻微的均匀腐蚀,其次为固溶态、铸态。合金表面的腐蚀产物主要为Mg(OH)2。

不同铸造方法对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金组织形貌及力学性能的影响（英文）

采用金属型和挤压铸造两种不同铸造方法对铸态和T6态Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金的组织形貌和力学性能进行研究。结果表明,Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金铸态组织主要由α-Mg初生相和Mg24(Gd,Y)5共晶相组成;挤压铸造所得合金晶粒细小,且呈枝晶状形貌,T6态时合金抗拉强度可达285MPa;金属型所得合金晶粒较粗大,共晶相呈网状分布在晶界处,T6态时合金抗拉强度只有250 MPa。

高强耐热Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的性能

对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的组织、力学性能、焊接性能和腐蚀性能进行研究。结果表明:该合金是一种高强、耐热、易焊接和耐腐蚀的新型镁稀土合金,在不同温度下其力学性能都明显优于HM31,HK31和WE54的力学性能,在-196,25,250,300和350℃时的抗拉强度分别达到521,370,348,262和150 MPa,其耐热温度可达到350℃,焊接强度系数为0.74;在3.5%NaCl溶液中该合金挤压T5态的室温腐蚀电流仅为AZ91-T5态的1/10和ZK60-T5态的1/23。

挤压温度对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金组织与力学性能的影响

为提高Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金的强度,研究了不同温度下的挤压组织对合金力学性能的影响。结果表明,随着挤压温度从500℃降低到400℃,其晶粒度也从126μm细化到7.4μm,抗拉强度和延伸率分别从200.1MPa和2.93%提高到312.4 MPa和5.6%。通过力学性能和晶粒尺寸之间的关系计算出该合金的Hall-Petch常数Ky为327.6 MPa.μm1/2,明显高于纯镁及常规镁合金的Ky。大量稀土元素的固溶及其第二相粒子对晶界和位错运动的阻碍作用是合金Ky值较高的主要原因。

Mg-10Gd-4.8Y-2Zn-0.6Zr合金本构方程模型及加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机在温度为623～773 K,应变速率为0.001～1 s-1条件下对Mg-10Gd-4.8Y-2Zn-0.6Zr(wt%)合金进行热压缩实验,研究了该合金热变形行为及热加工特征,建立了该合金热变形时的本构方程和加工图。结果表明,该合金高温变形时的峰值应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而显著减小;变形激活能为289.36 kJ/mol;合金高温变形时存在两个失稳区,分别是变形温度为770～773 K,应变速率为0.1 s-1左右的区域,和变形温度小于750 K,应变速率小于0.03s-1的区域;合金的最佳热加工温度为750～773 K,应变速率为0.001～0.01 s-1。

熔体处理对Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn镁合金组织的影响

通过重力铸造法制备了Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金熔体,采用机械振动、机械搅拌、超声波不同方式对合金熔体进行了处理。研究了熔体处理对Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金微观组织的影响。结果表明:不同方式处理的合金熔体,合金晶粒都得到了细化,第二相分布弥散。超声波处理后铸造缺陷消失。

时效对Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr镁合金强度和耐蚀性的影响

为获得高强耐蚀的Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和电化学方法等分析了时效工艺对该合金强度和耐蚀性的影响。结果表明峰值时效合金强度很高但耐蚀性差,晶界析出相粗大且分布连续,在腐蚀溶液中镁合金由于析氢,晶界处很容易形成腐蚀通道。同时纳米尺寸的析出相和镁基体微电偶腐蚀很严重。过时效状态合金强度变化不大但耐蚀性显著增强,过时效样品晶内析出相粗大,晶界析出相分布不连续,腐蚀产物在其表面堆积导致腐蚀通道被堵塞,从而使合金耐蚀性显著提高。

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度测试、热分析、能谱分析以及X射线衍射(XRD)等手段,研究Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金铸态和520℃固溶处理不同时间后的显微组织以及显微硬度分布。结果表明:Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经520℃/16 h固溶处理后,铸态时的网状共晶完全溶解到基体中,Gd、Y富集的立方体相弥散分布在晶内;晶内偏析消除,硬度有所降低。合金在固溶处理过程中发生以下组织演变:α-Mg固溶体+网状Mg24(GdY)5相→α-Mg固溶体+断续破碎的Mg24(GdY)5相→α-Mg过饱和固溶体+立方体相。该合金在520℃固溶处理的适宜时间为16 h。

Sc、Zr复合添加量对Al-6Mg-0.6Mn合金铸态组织的影响

采用冶金法制备了四种不同Sc、Zr添加量的Al-6Mg-0.6Mn合金铸锭,利用金相显微镜、SEM及EBSD等手段研究了Sc、Zr添加量对合金铸态组织的影响。结果表明:在Al-6Mg-0.6Mn合金中添加w(Sc)=0.15%和w(Zr)=0.10%的Sc、Zr即可消除铸态枝晶网,获得明显细化的铸态组织;熔铸中粗大的Al3(ScZr)粒子不能起到细化晶粒的作用,反而恶化合金组织,进而对力学性能产生不利影响,应该严格加以控制。

时效对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr挤压合金组织与性能的影响

文章研究了对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金在时效过程中的微观组织。在225℃时效初期硬度缓慢上升,之后硬度急剧上升,24 h出现了明显的时效硬化峰,然后硬度开始下降。微观结构的分析结果表明,在初期(2 h)产生了大量弥散分布的具有DO19结构的β″,而在峰值时(24 h)出现具有bco的β′,在持续时效(384 h)时出现亚稳相β1,而在后来的长时间时效(1 000 h)时出现β1在原位转变的平衡相β。

时效对Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr合金显微组织及硬度的影响

为了提高Mg合金的强韧性和抗高温性能.文中通过显微硬度测试、差示扫描量热仪及透射电镜分析,研究了挤压Mg-7Gd-4Y-0.6Zn-0.6Zr系镁合金的显微硬度及时效析出相的结构.结果表明:钆的添加增强了Mg-Gd-Y合金的时效硬化效果,对合金时效硬化的总体规律无明显影响.透射电镜分析发现具有DO19超点阵的β″和斜方晶体β′相在合金时效硬化阶段析出,提高了合金硬度.在时效后期由于粗大的针片状1β相析出,使合金硬度下降.

Zn含量对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金组织和力学性能的影响

采用显微硬度和力学性能测试及金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等分析手段,研究了Zn含量对Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金挤压以及时效处理后合金组织和力学性能的影响。结果表明,在Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金中添加Zn元素,有利于细化合金晶粒,提高挤压态的强度。未添加Zn的合金T5态晶粒尺寸约为25μm,添加1%(质量分数,下同)Zn后,晶粒尺寸约为15μm,Zn含量为3%时,晶粒尺寸约为10μm。当Zn含量为1%时,合金挤压态和时效态的抗拉强度分别为337MPa,397MPa,屈服强度分别为128MPa,148MPa,伸长率分别为10.0%,5.0%,具有较好的综合性能。

时效时间对挤压Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金腐蚀性能的影响(英文)

采用浸泡实验和电化学分析,探讨时效过程中挤压Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金的腐蚀行为。结果表明:合金的腐蚀速率随着时效时间的延长而逐渐减小;合金抗腐蚀性能随着时效析出相的长大、粗化而逐渐提高;开路电位随着时效时间的延长而逐渐变正。由极化曲线可知,在时效处理中,阴极电位和阳极电流的平稳期发生改变,阴极电位随着时效时间的延长而增加(抑制效应),而阳极电流的平稳期随着时效时间的延长而降低(催化效应)。

热处理对Mg-9Gd-2Y-0.6Zr合金显微组织和耐蚀性的影响

采用失重法、扫描电子显微镜、光学显微镜研究了热处理对Mg-9Gd-2Y-0.6Zr合金显微组织和耐蚀性的影响。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和粗大的枝晶β相组成,热处理后,合金中的β相经过溶解再析出的过程,β相由断续网状转变为方块颗粒状;热处理工艺显著提高了合金在Hanks模型中的耐蚀性,且腐蚀产物以Mg(OH)2为主。