Mg-Al系和Mg-RE系合金在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为

采用盐水浸泡法和电化学方法研究AZ91D镁合金和稀土镁合金Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZK)在5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:NZK的腐蚀速率仅为AZ91D镁合金的1/2,这主要是由于NZK中阴阳极之间的电位差和阴阳极面积比小于AZ91D的所致;AZ91D的腐蚀主要集中在局部区域,形成较深的腐蚀坑,而NZK的腐蚀沿合金表面进行,形成比较均匀的浅腐蚀区域;NZK的腐蚀电位低于AZ91D的腐蚀电位;NZK稀土镁合金的耐点蚀能力高于AZ91D的。

时效态Cu-Cr-Zr-Mg-RE合金的组织与性能

采用高分辨电子显微镜(HRTEM)和光学显微镜(OM)研究Cu-0.43%Cr-0.17%Zr-0.05%Mg-0.05%RE(质量分数)合金的微观组织,测试不同时效工艺下合金的抗拉强度和电导率等性能。结果表明:合金经过冷轧后,在450℃时效4 h,析出相细小且弥散分布在基体中,合金具有较好的综合性能。HRTEM和能谱分析表明,铬相在合金中有棒状、六边形和球状3种存在形态;锆主要以富锆相存在于合金基体中;合金在400℃时效时,观察到了亚稳相CrCu2(Zr,Mg)及其分解过程。

Mg-RE合金LPSO结构的析出与控制研究进展

在Mg-RE合金中添加微量合金元素,并通过一定的工艺控制可以获得层片状的长周期堆垛(LPSO)结构,使合金的综合力学性能得到大幅度提高。LPSO结构增强镁合金已成为高强韧镁合金研究的热点。结合不同Mg-RE合金综述不同LPSO结构的类型、特点、形成条件、形成机制和控制方法以及对力学性能的影响,提出Mg-RE系合金中LPSO结构研究需要解决的主要问题和LPSO结构增强镁合金的发展方向。

Zn-Al-Mg-RE涂层自封闭特性在复合涂层中的作用机制

通过铜加速醋酸盐雾腐蚀试验,研究了自封闭特性在Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂层与舰船涂料结合成防腐复合涂层中的作用。经过480h的试验,在基体上直接涂装涂料的试样表面的划痕里充满了铁锈,而中间喷有高速电弧喷涂层的试样表面划痕里只有少量的白锈。这说明在腐蚀环境中,Zn-Al-Mg-RE高速电弧喷涂层表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物堵塞,生成的腐蚀产物非常致密,能够阻止缺陷处继续被腐蚀。从试验结果可知在复合涂层体系中,高速电弧喷涂层的自封闭特性起到了积极的作用。

高性能Cu-Cr-Zr-Mg-RE合金的熔炼

探讨了高性能Cu-Cr-Zr-Mg-RE合金在大气下的熔炼技术。研究结果表明,熔炼过程中采用中频感应炉和陶瓷坩埚,能防止铬和石墨反应形成碳化物,提高了铬的收得率;Cr、Zr等合金元素以中间合金方式加入,并用石墨钟罩压入熔体中,能减少烧损;采用玻璃+硼砂+鳞片石墨的复合覆盖剂能有效地减少合金氧化、吸气及挥发。

Mg-RE(Ce,Nd,Y)-Zn-Zr合金显微组织及力学性能研究

通过光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射对Mg-RE(Ce,Nd,Y)-Zn-Zr合金显微组织和力学性能进行了分析研究,揭示了实验合金在不同稀土元素作用下的结构特点及断裂行为。实验合金在挤压和T2(T6)热处理后的拉伸力学性能分别为251.3MPa,275.5MPa和253.3MPa。高温力学性能1#合金在150℃拉伸时强度为196.4MPa,2#、3#合金在250℃拉伸时强度分别为187.3MPa和219.6MPa。

Mg-RE(Nd,Y)-0.48Zn-0.52Zr合金显微组织及强韧化机理

采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射等对Mg-RE(Nd,Y)-0.48Zn-0.52Zr合金组织及相组成进行了分析。对2种合金的挤压态试样进行了室温力学性能及高温力学性能试验,并与T5热处理后进行比较。Mg-Nd-0.48Zn-0.52Zr合金在300℃时的抗拉强度为79.00MPa,Mg-Nd-Y-0.48Zn-0.52Zr合金在330℃时的抗拉强度为202.53MPa,试验结果表明,添加Y对提高合金高温抗拉强度有明显的作用。

Mg-RE系镁合金抗蠕变性能的研究进展

简述了Mg-RE系镁合金抗蠕变性能的研究进展,分析讨论了镁合金的抗高温蠕变机理和提高镁合金蠕变抗力的方法。指出了目前抗蠕变方面存在的问题,对其今后的发展方向进行了展望,旨在为抗蠕变耐热镁合金的开发提供思路和依据。

退火温度对Al-Zn-Bi-Mg-RE合金电化学性能的影响

采用金相显微镜、恒电流法、动电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了退火温度对Al-Zn-Bi-Mg-RE阳极合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明:随退火温度的升高,合金的晶粒有长大的趋势,体积也逐渐球化,第二相弥散均匀分布于晶界和晶内;合金的电流效率提高,开路电位正移,工作电位更加稳定;在一定热处理温度范围内,随温度的升高,合金的电化学性能有所改善,经510℃×4 h保温并炉冷后的试样综合性能最好。

Mg-RE-Zn-Zr合金的热变形行为和加工图研究

目的建立Mg-8.5Gd-4.5Y-0.7Zn-0.4Zr合金的本构方程和加工图,得到材料的可加工变形参数。方法采用Gleeble实验机开展温度范围为300~500℃,应变速率范围为0.001~1 s^−1的高温单轴压缩实验。结果流变应力随应变速率的升高和变形温度的降低而增加,当在变形温度为300℃,变形速率为0.1 s^−1和1 s^−1变形时,试样发生了早期开裂;计算得到了合金的变形激活能为228.414 kJ/mol,较高的活化能与LPSO相的存在有关;合金加工图中存在两个可加工区域,第一个区域在变形温度为350~420℃,应变速率为0.001~0.01 s^−1的范围内,第二个区域在变形温度为420~480℃,应变速率为0.005~0.1 s^−1的范围内。结论建立的本构方程得到预测流动应力值与实验值吻合良好,加工图中两个可加工区域的变形机制都为动态再结晶。

SiC_P/Mg-RE复合材料的组织与性能

采用扫描电镜、X射线衍射分析仪、单轴拉伸等方法研究了搅拌熔铸法制备的1wt%SiCP/Mg-5Gd-1Y-1Nd-0.25Zr复合材料的显微组织与力学性能。结果表明:该复合材料中存在Mg2Si、Mg3Gd和Mg12Nd等多种物相;添加1wt%SiC颗粒,能将基体合金的弹性模量提高5～8GPa,但降低了合金强度;弹性模量的提高应主要归因于高弹性模量的SiC粒子、Mg2Si及稀土化合物;强度的降低主要是由于界面产物、氧化物等降低了界面结合强度;晶内稀土含量减少,析出强化减弱,基体强度下降。

27Mg-Re系列合金热处理的力学性能分析

在镁中加入Nd、Gd、Zn、Zr等合金元素,熔炼制备了Mg-Nd-GdZn、Mg-Nd-Gd-Zn-Zr合金,制定不同的热处理工艺对上述合金进行热处理,包括:530℃(5h)空冷处理,530℃(5h)空冷+220℃(10h)处理,220℃(10h)处理。不同热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zn、Mg-Nd-Gd-ZnZr合金力学性能的影响。

Zn-Al-Mg-RE涂层在含SRB海水中的耐腐蚀性与机理

利用高速电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备Zn-Al-Mg-RE涂层,采用环氧改性有机硅树脂对涂层进行封孔,在含硫酸盐还原菌(SRB)海水中浸泡后,采用EIS,PC等方法研究Zn-Al-Mg-RE涂层在SRB一个生长周期内的腐蚀行为,并对涂层进行表面微观形貌和化学成分分析,探讨其腐蚀机理。结果表明:封孔和未封孔的Zn-Al-Mg-RE涂层在含SRB海水中的腐蚀速率均呈先增大后减小的趋势;封孔后Zn-Al-Mg-RE涂层的耐腐蚀性得到较大提高。经过浸泡后的Zn-Al-Mg-RE涂层表面覆盖了一层微生物和腐蚀产物组成的混合物层和钝化膜层,避免了涂层进一步遭受损坏。

Al-Mn-Mg-RE铝合金高温热压缩变形行为的研究

在Gleeble-1500热模拟机上对Al-Mn-Mg-RE合金进行等温热压缩试验,变形温度300～500℃,应变速率0.01～10s-1。结果表明:Al-Mn-Mg-RE合金流变应力均随应变的增加而迅速增大至峰值,之后随应变的增加而呈不同程度的减小。峰值应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而逐渐减小;采用Zener-Hollomon模型和温度补偿的应变速率因子Z参数值的双曲正弦模型来描述该合金热压缩变形流变应力行为,其热变形激活能为186.482kJ/mol;在高Z值条件下的变形组织是拉长晶的亚晶内存在大量位错,而在低Z值条件下再结晶组织内形成了完整的亚晶结构。

铸造Mg-RE-Zn-Zr合金的组织和性能

通过熔剂保护 ,在大气环境下制备了Mg RE中间合金 ,并制备了Mg MM Zn Zr,Mg Nd Zn Zr和Mg Nd Y Zr 3种稀土镁合金 ,对合金分别进行了热处理 ,测量了各种状态下试验合金的硬度、抗拉强度及伸长率等力学性能 ,观察了合金的显微组织。结果发现 :含稀土元素Nd ,Y的试验合金有良好的热处理强化效果 ,其硬度和抗拉强度都高出常用的Mg MM Zn Zr合金。从过饱和固溶体中析出的细小弥散的含稀土元素强化相既可提高镁合金的强度 ,又可以提高镁合金的塑性 ,使合金由脆性断裂转化为韧性断裂。

可生物降解Mg-RE(RE=Gd,Y,Nd)合金的组织与腐蚀性能(英文)

对含有确定杂质(Fe,Ni,Cu,Co)成分的二元Mg-Gd(<5%Gd,质量分数)、Mg-Nd(<9%Nd)合金和三元Mg-Gd-Y(<5%Gd,1%Y)合金的显微组织与腐蚀性能进行研究。所研究合金为铸态(冷却速率500K/min)或T4固溶热处理态。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和辉光放电光谱法对合金进行表征,采用维氏硬度仪测量其硬度。通过在9g/LNaCl模拟生理溶液中的浸泡试验和动电位测试研究其腐蚀性能。结果表明,铸态合金的显微组织以细小的ɑ-Mg枝晶和Mg-RE共晶为主。Mg-Gd合金中的枝晶存在明显的稀土浓度梯度。为此,对Mg-Gd合金进行T4热处理,以形成新的立方Mg5Gd相。添加Gd后合金的抗腐蚀性能得到明显改善,添加Nd的影响较微弱,而添加Y对Mg-Gd的抗腐蚀性有不利影响。T4热处理显著地加快了Mg-Gd合金的腐蚀,但对Mg-Nd合金的影响不明显。对合金的腐蚀行为与显微组织和所含杂质的关系进行了讨论。

Mg-RE-Zr合金的塑性变形行为及断裂特征

通过压缩试验研究了Mg-RE-Zr合金在不同温度下的形变行为及断裂特征。结果表明,材料在400℃压缩时,均匀塑性变形量大,形变硬化效果显著。室温压缩断口主要以剪切断裂为主,断面较平坦,有明显的二次裂纹。压缩状态下,其断裂特征主要为解理与准解理断裂的混合断裂;拉伸断裂方式为准解理断裂。因此,在力学性能方面,Mg-RE-Zr合金的塑性变形行为可以满足作为生物医用材料的要求。

铸造Mg-RE-Zn-Zr合金的组织和性能

通过熔剂保护 ,在大气环境下制备了Mg RE中间合金 ,并制备了Mg MM Zn Zr ,Mg Nd Zn Zr和Mg Nd Y Zr 3种稀土镁合金 ,对合金分别进行了热处理 ,测量了各种状态下试验合金的硬度、抗拉强度及伸长率等力学性能 ,观察了合金的显微组织。结果发现 :含稀土元素Nd ,Y的试验合金有良好的热处理强化效果 ,其硬度和抗拉强度都高出常用的Mg MM Zn Zr合金。从过饱和固溶体中析出的细小弥散的含稀土元素强化相既可提高镁合金的强度 ,又可以提高镁合金的塑性 。

一种新型Mg-RE-Zn合金高温变形本构模型研究

为研究一种新型Mg-RE-Zn合金的高温流变行为,对该合金进行应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^(-1),变形温度分别为250、300、350和400℃的高温拉伸实验。基于实验得到的应力、应变数据,综合考虑应变、应变速率和变形温度对流变应力的影响,构建了新型Mg-RE-Zn合金高温变形条件下改进的Zerilli-Armstrong模型和改进的Arrhenius-type本构模型。结果表明:在实验选取的变形条件下,合金的峰值流变应力随着应变速率的升高和温度的降低而增大,流变曲线显示出典型的动态再结晶特征。通过计算得到改进的Zerilli-Armstrong模型预测数据与实验数据的相关度R为0.962,平均相对误差Δ为10.79%;改进的Arrhenius-type模型预测数据与实验数据的相关度R为0.989,平均相对误差Δ为6.24%,表明构建的Arrhenius-type本构模型能够更好地描述该合金的高温流变行为。

Mg-RE复合处理对SS400钢铁动态再结晶行为的影响

利用Gleeble 1500型热模拟试验机进行单道次热压缩实验,测定不同温度下的真应力真应变曲线,分析了不同Mg-RE含量对SS400钢动态再结晶行为的影响.结果表明,稀土对动态再结晶有强的固溶拖曳作用,经Mg-RE复合处理的SS400钢形变抗力大;加入Mg-RE后,SS400钢的动态再结晶开始时间增大,从而提高了再结晶温度.