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。

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。

铸造Mg-RE合金晶粒细化行为研究现状与展望

轻质高强耐热的镁稀土(Mg-RE)合金大型复杂铸件在航空航天、国防军工装备轻量化等方面展现出独特的优势。对铸造Mg-RE合金进行晶粒细化处理能够显著改善合金的强度、塑韧性以及铸造工艺性能,对拓宽其应用领域意义重大。本文首先基于成分过冷和异质形核,探讨了稀土元素及外加颗粒对镁合金晶粒细化的影响。归纳了适用于铸造Mg-RE合金的化学、物理细化方法及其作用机制,并系统论述了晶粒细化对铸造Mg-RE合金铸造工艺性能、力学性能及腐蚀性能的影响。最后面向Mg-RE合金的实际应用需求,对其细化处理方面存在的不足和发展趋势进行了探讨。

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。

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。

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。

镁合金中LPSO结构与形成机制的研究进展

长周期堆垛(LPSO)结构可显著提高镁合金的强度、伸长率、抗蠕变和耐腐蚀性能,是高强韧镁合金研究的热点。综述6H、10H、14H、18R和24R-LPSO结构类型、特点,对比分析不同LPSO结构的形成机制和转换关系,提出LPSO结构研究的发展方向。

Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热压缩变形的动态再结晶机制（英文）

在变形温度为450°C和应变速率为2 s-1的条件下对均匀化退火后的Mg-7Gd-4Y-1Nd-0.5Zr合金进行热压缩试验。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)综合分析合金变形过程中的动态再结晶机制。采用电子背散射衍射(EBSD)获得晶体微取向信息。结果表明:随应变逐渐增加到-1.88,合金流变应力先快速升高到某个峰值,随后下降到最低值,最后又开始逐渐上升。在低应变下,大量{1 012}拉伸孪晶诱发形核形成动态再结晶晶粒,导致晶粒明显细化。动态再结晶晶粒首先在孪晶边界进行形核,且与孪晶母体存在30°<0001>的取向差。在大应变下,合金组织中在原始大晶粒附近形成细小动态再结晶晶粒,且从原始大晶粒内部到其晶界处的累积微取向连续增加,从而确定合金发生了连续动态再结晶。合金中也发现了粒子激发形核的动态再结晶机制。

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。

Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金高温蠕变行为

对Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金铸态的室温组织以及T6状态200、250、300℃/50 MPa条件下的蠕变行为和组织进行了研究。结果表明,铸态下合金组织主要由α-Mg固溶体和沿基体晶界分布的富含(Gd,Y)元素的片状共晶相构成。T6(固溶+时效)状态下,随着蠕变的进行,片状共晶相的数量有所增加。由合金的蠕变曲线可知,蠕变速率随温度的升高而增大。合金的蠕变机制主要是位错攀移和晶界滑移,蠕变断裂主要是通过三叉晶界处楔形裂纹形核+长大的方式实现的。