析出相对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金室温压缩行为的影响

采用金相观察、硬度测试、扫描电镜观察、透射电镜观察及室温压缩等手段,研究了时效析出相对Mg-5.5Gd-3.0Y-1.0Nd-1.0Zr合金挤压棒材室温压缩性能的影响。结果表明:该合金具有优异的抗压性能,经225℃/12h时效处理后,合金的抗压强度可达490 MPa,屈服强度可达325 MPa,总压缩应变为8.9%,优异的抗压强度主要归因于合金中与基体呈半共格关系的析出相β′;随着时效程度的进一步增加,合金进入过时效状态,在300℃下时效8h后,合金中析出尺寸达微米级的平衡相β,并在晶界处形成宽度约2 μm的无沉淀析出带,使合金的强化效果减弱;断口分析表明,不同时效状态合金均以解理断裂为主,并在解理面之间以少量韧窝进行连接。

Ce元素对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与热变形行为的影响

采用Gleeble1500D热模拟机,对Mg-5.5Gd-4.5Y-1Nd-xCe-1Zr(x=0和0.2%,质量分数)合金进行热压缩变形实验(实验温度为375～525℃,应变速率为0.01、0.1和1s1,最大变形量为50%),并对合金的塑性变形行为以及变形后的组织进行研究。研究结果表明:合金在变形温度为375℃、应变速率为0.01s1条件下开始发生动态再结晶;随着变形温度的升高或应变速率的降低,再结晶体积分数逐渐增加,再结晶晶粒粒径逐渐变大;添加Ce元素可提高再结晶体积分数,减小再结晶晶粒粒径;固溶过程中出现的"椭球状"Mg12Ce粒子对再结晶有粒子激发形核(PSN)作用;这2种合金在375～525℃下的变形表观激活能分别为191和212kJ/mol。

固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金强流脉冲电子束表面改性

利用强流脉冲电子束(HCPEB)对固溶态Mg-Gd-Y-Nd合金进行表面辐照处理。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对辐照前后样品的微观结构进行表征,并考察了HCPEB辐照处理后样品表面的显微硬度和腐蚀性能。实验结果表明:HCPEB处理后样品表面发生重熔并形成表面熔坑,随着脉冲次数的增加,熔坑密度逐渐减小;HCPEB处理后样品表面显微硬度显著提高。此外,电化学实验结果表明HCPEB表面处理后Mg-Gd-Y-Nd合金表面的抗腐蚀性能也得到明显的改善。表层晶粒细化、重熔层的形成和稀土元素的固溶强化效应是硬度提高和腐蚀性能改善的主要原因。

热处理对Mg-Gd-Y-Nd-Zr挤压合金组织和力学性能的影响

采用显微组织观察和拉伸性能测试的方法,研究了不同热处理条件对Mg-Gd-Y-Nd-Zr挤压合金组织和力学性能的影响。实验结果表明:T5为最佳的热处理方法。挤压态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金经T5(520℃×10 h固溶+225℃×24 h人工时效)处理后,抗拉强度和屈服强度大幅度提高,分别达到375 MPa和346.8 MPa,但伸长率降低。

Mg-Gd-Y-Nd-Zr稀土镁合金多方向锻造研究

通过金相观察及性能测试研究了Mg-Gd-Y-Nd-Zr稀土镁合金多方向锻造显微组织和力学性能。结果表明:铸态合金组织不均匀,成分偏析严重,力学性能差,经均匀化处理后,大部分共晶组织被分解;经多方向锻造后,合金发生动态再结晶,硬度和抗拉强度显著升高。

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金中β相的形貌和晶体学特征(英文)

通过OM、SEM、TEM及EDS分析,研究MgGdYNdZr镁合金中β相的形貌、成分和晶体学特征,分析连续冷却与等温时效两种方式对β相析出行为的影响规律。结果表明,合金在400°C过时效阶段的沉淀相为(1100)面上的板状和块状β相。β相以(1100)为惯习面,与基体的取向关系为(211)//(0110),[011]//[0001]。根据EDS统计分析确定β相的成分为Mg5(Y0.4Gd0.4Nd0.2),与Mg5Gd同型。在连续冷却方式中,相变驱动力较小,晶界等缺陷处结构紊乱,易于松弛、应变,因而优先在晶界附近形核。

分级均匀化对稀土镁合金Mg-Gd-Y-Nd-Zr组织和力学性能的影响

通过金相分析和拉伸试验等试验方法,分析了分级均匀化(第一级均匀化温度325℃,第二级均匀化530℃)制度对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,在分级均匀化处理制度中325℃×12 h+530℃×12h,这种处理不仅保证了共晶相的完全溶解,晶粒只有少许粗化的同时,拥有比单级均匀化更高的力学性能,拉伸屈服强度达到197.3 MPa,伸长率为3.42%。

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金棒材热轧工艺研究

采用椭圆—立椭圆—圆孔型孔系热轧方法轧制了Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金棒材,并建立了材料力学模型。利用Deform-3D软件模拟Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金棒材在450℃和0.4 m/s轧制条件下的轧制过程,获得了等效应力分布和载荷变化规律。通过实验验证了工艺的可靠性,并采用金相显微镜对其组织结构进行了分析。结果表明,轧制变形过程中发生了动态再结晶,晶粒尺寸明显细化,材料的力学性能得到提高。

时效态Mg-Gd-Y-Nd合金的组织结构及耐腐蚀性能

镁合金中加入Gd、Y、Nd等元素能提高其耐蚀性能,但目前对同时加入3种元素的情况研究较少。采用熔炼法制备了Mg-10Gd-3Y-Nd合金,并对其进行时效处理。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了时效态Mg-10Gd-3Y-Nd合金的微观组织及物相。通过静态失重法研究了时效态合金在不同浓度NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:时效态合金主要由基体α-Mg和晶间共晶相(Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5)组成,Gd能够良好地固溶于镁合金基体中;随着NaCl溶液浓度的增加,时效态合金的腐蚀速率增加,腐蚀深坑严重,颗粒状腐蚀物逐渐转为粉状;第二相颗粒的存在能阻止腐蚀过程向更深的晶粒区域发展,降低了腐蚀程度,提高了合金的耐腐蚀性。

高强耐热Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的时效行为研究

通过组织观察和力学性能测试等方法,对挤压态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的时效行为进行了研究,分析了T5和T6时效处理对合金组织及性能的影响。结果表明,时效温度为225℃的挤压态合金达到T5峰时效的时间最短,为24 h,且随时效温度的升高,挤压态合金达到T5峰时效的时间缩短,T5峰时效态的硬度值减小;进行T6时效处理时也具有明显的时效硬化效果,但合金达到T6峰时效的时间延长;相比于挤压态合金,经过T6峰时效处理后,合金强度明显提高,但与经过T5峰时效处理的合金相比,其强度和伸长率均明显降低,说明挤压态合金进行T5时效处理的效果要好于T6时效处理。

热处理工艺对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织和性能的影响

比较了Mg-Gd-Y-Nd-Zr耐热镁合金变形后及经T5和T6处理后的组织演变。在热塑性变形过程中,合金组织内部同时发生动态再结晶和动态析出,晶粒内发生的动态析出降低了再结晶形核的驱动力,部分抑制了动态再结晶的发生。研究表明,该Mg-Gd-Y-Nd-Zr耐热镁合金综合力学性能经T5热处理后比T6热处理有显著提高。经T5处理后,抗拉强度提高到359.3 MPa,比T6处理后增加约48.5%;伸长率由5.17%增加到6.5%。显微组织的演变表明,峰值时效后,合金内部主要析出β′相,该析出相能对合金的晶界起到明显的钉扎作用,阻碍长时间时效过程中的晶粒长大。同时细小的β′析出相的第二相强化作用使其强度明显提高。

铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金中Gd含量的优化

采用硬度测试、室温拉伸、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等研究了Gd元素含量对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-xGd-3.0Y-1.0Nd-1.0Zr(x=5.0、5.5、6.0)合金的相组成均为镁基体及非平衡共晶Mg_(5.05)RE(RE=Gd、Y、Nd),非平衡共晶的化学成分对Gd元素含量不敏感,但体积分数随Gd含量的增加而增加。经固溶处理后,非平衡共晶均可溶入镁基体,但在晶界残留富稀土粒子。当Gd含量超过5.5wt%后,晶界上的富稀土粒子开始团聚,降低合金的力学性能。经成分优化,较优的合金成分为Mg-5.5Gd-3.0Y-1.0Nd-1.0Zr,其铸造-T6态的抗拉强度为322 MPa,伸长率为4.0%,力学性能优于总稀土含量与之相当的商用WE54合金。

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的时效热处理工艺优化

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪以及维氏硬度计等,研究了时效热处理工艺对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的组织和性能的影响。结果表明,时效热处理能够明显改善Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金的组织和力学性能,时效时合金晶粒内部析出细小弥散的化合物,随着时效温度升高,硬度升高,但是时效温度过高或时间过长会出现过时效现象,导致硬度降低。固溶处理后的最佳时效热处理工艺为200℃×16h,合金的硬度值(HV)达到73.38。

高强耐热Mg-8Gd-3Y-1Nd-0．5Zr合金挤压组织及性能研究

采用拉伸、金相组织观察、SEM扫描研究了不同挤压温度及挤压速率对Mg-8Gd-3Y-Nd-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明,铸态合金中富集大量伪共晶组织及Gd、Y、Nd的偏析相;经过均匀化处理后,共晶组织基本分解;挤压后合金发生明显的动态再结晶,在480℃抗拉强度、硬度分别达到最高值322 MPa、98.4 HB;合金低于460℃的温度塑性变形,容易开裂。

Mg-Y-Nd-Gd-Zr稀土镁合金热变形行为

通过差热分析、X射线衍射、金相显微镜等手段分析了Mg-Y-Nd-Gd-Zr稀土镁合金的微观组织,结合差热分析结果以及金相显微组织,得出在550℃均匀化热处理6h以上能够使大部分合金元素固溶。采用GLEEBLE-1500热模拟实验机对Mg-Y-Nd-Gd-Zr稀土镁合金在温度为250-450℃、应变速率为0.002-1s-1、最大变形程度为50%的条件下,进行了热压缩实验研究。结果表明：材料流变应力行为和显微组织受到变形温度和变形速率的严重影响,可以用Zener-Hollomon参数的幂指数形式进行描述,计算出变形激活能为223.69kJ.mol-1。合金的峰值流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的升高而降低;变形激活能随应变速率的增大而增大。

Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金的热变形和加工图

采用GLEEBLE-1500热模拟实验机对Mg-Y-Nd-Gd-Zr合金在变形温度为523～723K、应变速率为0.002～1.000s-1、最大变形程度为50%的条件下,进行了高温压缩试验研究。采用指数关系式描述了合金在热变形过程中的稳态流变应力。利用动态材料模型构建了热加工图,结合组织观察结果认为,该合金在变形温度为673K、应变速率为1.000s-1时功率耗散效率达到峰值0.36,因此,中温高应变速率区域为最佳加工性能区域。要想获得较大范围的最佳加工性能区域,应采用多道次小变形量进行加工。

时效对热变形Mg-8.8Gd-3.5Y-1.5Nd-0.5Zr合金组织性能的影响

通过对Mg-8.8Gd-3.5Y-1.5Nd-0.5Zr合金进行热变形及时效热处理,研究了时效对该塑性变形镁合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明,经热变形后的Mg-8.8Gd-3.5Y-1.5Nd-0.5Zr合金,晶粒细化效果明显。变形后进行时效处理,合金硬度显著增加,由变形态硬度53.68 HRB上升到64～71 HRB,上升了10%～31%;时效温度由200℃上升到250℃,峰值硬度随之降低,合金达到峰值硬度的时间缩短。最佳时效工艺为200℃×16 h,此时组织细密,弥散度及性能最好,合金获得最高的峰值硬度（70.57 HRB）。

镁稀土合金Mg-Gd-Y-Zr及Mg-Nd-Zn-Zr的强流脉冲电子束表面改性研究

采用强流脉冲电子束技术对Mg-Gd-Y-Zr和Mg-Nd-Zn-Zr两种镁稀土合金进行表面改性处理,并研究了处理后镁合金表层的相组成、形貌和性能变化。结果表明:Mg-Gd-Y-Zr合金经脉冲电子束处理后表层的Mg5Gd转变为Mg3Gd,而Mg-Nd-Zn-Zr合金表层的Mg12Nd相消失形成过饱和固溶体。两种稀土镁合金经脉冲电子束处理后均发生熔化和部分汽化,在快速凝固后表面形成波状形貌,且表面生成大量孪晶。脉冲电子束处理使得两种镁合金表面硬度显著提高。在模拟体液中的腐蚀测试结果显示,上述合金经强流脉冲电子束表面处理后自腐蚀电位均提高,但腐蚀电流密度有所增加。脉冲电子束处理后镁稀土合金表面组织成分均匀化、晶粒细化,稀土元素在镁中的固溶以及缺陷的生成导致表层硬度的提高和耐腐蚀性的改变。

Zn和Gd对Mg-4.0Y-2.8Nd-0.4Zr镁合金铸态组织和拉伸性能的影响

研究了Zn和Gd对Mg-4. 0Y-2. 8Nd-0. 4Zr镁合金铸态组织和拉伸性能的影响,结果表明:在Mg-4. 0Y-2. 8Nd-0. 4Zr试验镁合金中单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd(质量分数,以下同)以及复合添加0. 2%Zn+1. 0%Gd对合金铸态组织中合金相类型的影响不明显,均主要由α-Mg、Mg24Y5和Mg12Nd相组成。同时,单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd均能细化合金的铸态晶粒,并使合金组织中第二相的分布由连续网状向断续状转变,而复合添加0. 2%Zn+1. 0%Gd虽然具有较单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd更好的晶粒细化效果,但会导致第二相变得粗大并使第二相向连续状分布转变。相应地,单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd,使合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率均得到改善;而复合添加0. 2%Zn+1. 0%Gd的合金,虽然具有较单独添加0. 2%Zn和1. 0%Gd更高的抗拉强度和屈服强度,但延伸率在所有试验镁合金中最低。

基于BP神经网络的Mg-Y-Nd合金热压缩变形流变应力研究

通过对Mg-Y-Nd-Gd-Zr镁合金进行热压缩变形实验,测得了其在不同流变数率、温度和应变条件下的流变应力。使用BP神经网络的相关算法和理论建立BP神经网络模型,并用采集到的数据对其进行训练,用建立的BP神经网络模型对实验结果进行预测。结果表明,建立的BP神经网络预测精度很高,误差在5%以内,能够很好地反映实验条件和实验结果的相关规律。