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。

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。

时效温度对含准晶相Mg93Zn6Y1合金的组织及性能影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射及能谱分析,研究了铸态、固溶处理及在不同温度下时效处理的Mg93Zn6Y1合金的显微组织。发现铸态Mg93Zn6Y1合金显微组织主要由α-Mg和I相组成。经过固溶处理后,晶界处准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。在不同的时效温度下,晶界处颗粒状准晶相长大且α-Mg晶内出现颗粒状准晶相。随着时效温度的升高,颗粒状准晶相发生长大,逐渐变为多边形状或鱼骨状。时效温度为300℃时,合金中准晶相大部分以颗粒状均匀分布在基体上。通过硬度及耐腐蚀性能测试,发现时效处理可大幅提高合金的硬度及耐腐蚀性能。其中,时效温度为300℃时效果最佳。

机械搅拌对含准晶相Mg_(93)Zn_6Y_1合金的显微组织及性能影响

通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析和力学性能测试研究了机械搅拌对Mg_(93)Zn_6Y_1合金的显微组织及力学性能的影响。发现机械搅拌后,α-Mg枝晶破碎,呈菊花状,部分球化,游离分布于组织中;晶粒细化,组织均匀。对不同机械搅拌参数下的Mg_(93)Zn_6Y_1合金进行了力学性能测试。通过改变机械搅拌参数,发现Mg_(93)Zn_6Y_1合金硬度可增加13.8%,耐磨性能及阻尼性能均得到提高。

固溶处理对含准晶相Mg93Zn6Y1合金显微组织及性能影响

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg93Zn6Y1合金的显微组织,并利用EDS、XRD进行了物相分析。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1合金的显微组织主要由α-Mg相和准晶相(Mg3Zn6Y1)组成。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变,得到Mg93Zn6Y1合金合适的固溶温度为430℃。研究发现固溶处理后,Mg93Zn6Y1合金中准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。通过阻尼性能测试以及腐蚀速率测试,发现固溶处理可以较好地改善Mg93Zn6Y1合金的阻尼性能以及耐蚀性能。

快速凝固Mg_(94.6)Zn_(4.8)Y_(0.6)镁合金薄带的组织与性能

采用单辊快速凝固技术制备了Mg94．6Zn4．8Y0.6合金薄带，研究了薄带的组织及性能特征。结果表明：Mg94．6Zn4．8Y0.6镁合金快速凝固薄带组织由过饱和的单相α-Mg固溶体组成，沿厚度方向分为两个晶区：近辊面粗大等轴晶区和自由面细小等轴晶区。Mg94．6Zn4．8Y0.6合金快速凝固薄带的显微硬度为85．95HV，在250℃左右保温2h的显微硬度最高，超过该温度（250～300℃）显微硬度显著下降。

阶梯模冷却Mg_(68)Zn_(29)Y_3合金的组织及准晶相的形成

采用五层阶梯形模具冷却方法在Mg68Zn29Y3合金中制备了二十面体准晶相(I相)。通过扫描电镜、能谱分析仪和透射电子显微分析技术,观察了合金凝固组织和准晶相的形貌,并确定了准晶相成分及结构。结果表明:Mg68Zn29Y3三元合金在普通凝固-阶梯模冷却过程中,冷却速度对准晶相形貌、数量、大小和分布存在较为显著的影响;随着冷速的降低,准晶相的生长方式由细小弥散演变为粗大碎化,准晶晶粒尺寸由20μm逐渐长大至100μm以上;准晶相通过包晶反应形核、长大;合金凝固组织为MgZn+α-Mg+Zn60Mg30Y10。

Zn/Y比对Mg_(94)Zn_xY_((6-x))合金铸态组织和耐磨性能的影响

利用普通铸造法制备了Mg94ZnxY(6-x)(x=5.2、4、3、2、0.8)合金,考察了Zn/Y原子比对铸态组织与物相组成及摩擦磨损性能的影响。结果表明:Zn/Y比对其组织结构和物相组成有明显影响,Mg94Zn5.2Y0.8合金其合金相主要呈断续网状和颗粒状,且其物相组成较为简单,但随着Zn/Y比减小,化合物主要呈晶间连续网状析出,合金相组成变得复杂。当Zn/Y比为1∶1、1∶2时,在合金中析出Mg12ZnY三元相,几种材料的磨损机制均主要表现为犁沟磨损,粘着磨损和氧化磨损,Mg94Zn0.8Y5.2的硬度较大,耐磨性最佳。

Mg96Zn2Y2镁合金点焊接头微观组织特性

采用水冷工艺垫片电阻点焊方法焊接Mg96Zn2Y2镁合金,利用扫描电镜和透射电镜观察接头微观组织以分析其微观结构的演变。结果表明:接头由熔核、热影响区和母材构成。熔核区α-Mg晶粒大小为5~10μm;第二相呈网状分布,其中的LPSO相主要为18R型结构。在热影响区,α-Mg晶粒大小为2~5μm;第二相中LPSO相主要为14H型结构。采用水冷工艺垫片电阻点焊方法焊接Mg96Zn2Y2镁合金能够使接头晶粒细化。

Mg-4.9Zn-0.9Y-0.7Zr合金板材组织及力学性能的研究

利用铸锭冶金的方法制备了Mg-4.9Zn-0.9Y-0.7Zr合金及对比合金Mg-4.9Zn-0.7Zr,研究了Y元素的添加对合金组织性能的影响。通过XRD对合金进行了物相分析,运用SEM观察了元素Y对合金铸态组织的影响,通过EDAX,TEM技术对第二相化学成分及形貌进行了分析。研究结果表明:Y是Mg-Zn-Zr镁合金强韧化的有效元素,Y的加入使得合金中生成大量Mg3Zn6Y相。在热轧过程中,Mg3Zn6Y相被破碎成大量弥散细小的质点,这些小质点严重阻碍了位错,从而提高了合金在室温下的抗拉强度及屈服强度,同时合金仍然保持着良好的塑性。

挤压和等通道角挤压制备高强度Mg_(97)Y_2Zn_1镁合金

采用常规挤压和等通道角挤压工艺加工得到高强度Mg97Y2Zn1镁合金。结果表明:常规挤压后,镁合金晶粒尺寸为0.5～2.0μm,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到352MPa、413MPa和10%。常规挤压后再经过等通道角挤压,晶粒尺寸被进一步细化到300～400nm,屈服强度和抗拉强度进一步提高到400MPa和450MPa。在铸态、常规挤压态和等通道角挤压态的Mg97Y2Zn1合金中,都发现有长周期有序的精细层状结构存在,其产生与基体中溶有少量Y和Zn元素有关。晶粒细化和精细层状结构的存在是材料高强度的原因。

热挤压Mg-Zn-Y合金显微组织及拉伸性能

为探索钇元素及热挤压变形对镁合金组织及性能的影响,研究了热挤压态Mg-3.8wt%Zn-1wt%Y及Mg-6wt%Zn-3wt%Y合金的组织及性能。结果发现,采用普通熔铸方法,适量Y合金化的镁合金生成了具有很好热稳定性的Mg3Zn6Y准晶相;热挤压态合金具有细小的再结晶晶粒,平均晶粒度为2μm;准晶相及细小的晶粒有效提高了镁合金的室温拉伸性能,挤压态Mg-3.8wt%Zn-1wt%Y和Mg-6wt%Zn-3wt%Y合金的屈服强度及伸长率分别达265.9 MPa,223.0 MPa及13.4%,11.5%。

Mg-Zn-Y合金中准晶相的形成与结构表征

通过合金成分设计 ,采用常规铸造工艺制备出含有一定体积分数准晶相的镁合金 ,其成分为Mg95Zn4.3 Y0 .7(原子比 ) .用楔形模具浇注 ,观察冷却速度对合金的显微组织以及准晶相形成的影响 .结果表明 ,随着冷却速度的增加 ,合金组织得到了一定的细化 ,在不同的冷却速度范围内合金组织包括初生α-Mg相和 2 0面体准晶相 .2 0面体准晶相的成分为Mg3 YZn6,在凝固后期 ,2

定向凝固制备Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金中LPSO相的结构及其对合金电磁屏蔽性能的影响

研究了定向凝固制备Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金中LPSO相的微观结构以及对电磁屏蔽性能的影响。实验结果表明Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金中生成了有序排列的片层状14H-LPSO相。通过对比普通铸造与定向凝固Mg_(98.5)Zn_(0.5)Y_1合金的电磁屏蔽性能,发现有序排列的LPSO相可以提高合金的电磁屏蔽性能。阐述了多层均匀平面体屏蔽体的理论模型,探讨了长周期有序相的位向与镁合金电磁屏蔽性能的关系。通过在合金中加入Zr元素,研究了LPSO相的宽度对电磁屏蔽性能的影响。结果表明,在高频下细小的LPSO相能够提升材料的电磁屏蔽性能。

Mg_(74)Zn_(25)Y_1三元合金中的准晶相

旨在研究高镁、低锌和低钇合金中准晶的形成和分布,降低材料的密度,研究制备准晶增强自生复合材料的可行性。用金相显微镜和SEM分析低Zn和低Y含量下,Mg_(74)Zn_(25)Y_1合金普通凝固组织:EDS分析合金和凝固组织中各相的成分;XRD分析凝固组织的相组成;TEM确定准晶的结构。研究结果表明,Mg_(74)Zn_(25)Y_1合金的凝固组织为α-Mg+MgZn+Zn_(60)Mg_(30)Y_(10)。其中,Zn_(60)Mg_(30)Y_(10)准晶为五次对称的20面体结构,微观形貌呈现出完整五瓣花瓣和没有完全长大的五边形。准晶晶粒尺寸小于50μm。

Mg_(97)Y_2Zn_1合金高温热压缩流动行为

通过Gleeble-3500型热模拟机研究了Mg97Y2Zn1镁合金在热变形过程中流变应力与变形温度和应变速率等之间的关系,并建立了相应的流变应力模型.结果表明:在所采用的试验条件下,Mg97Y2Zn1合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而提高;Mg97Y2Zn1合金的流动应力应变行为可用Zener-Hollomon参数表示;Mg97Y2Zn1合金在高温塑性变形过程中的平均变形激活能为137.277 kJ/mol.

Mg_(70)Zn_(28)Y_2合金凝固过程、凝固组织及包晶反应初生相研究

采用XRD,SEM,EDX,TEM,DTA等试验分析手段及快淬方法对Mg70Zn28Y2准晶合金凝固过程、凝固组织以及对和准晶形成相关的包晶反应初生相进行了研究。Mg70Zn28Y2合金铸态组织由α-Mg枝晶,Mg7Zn3基体相和二十面体准晶相组成。在铸态Mg-Zn-Y合金中观察到了完美的呈5次旋转对称性的平衡态准晶晶体外形。Mg70Zn28Y2合金凝固过程中准晶由包晶反应生成。差热分析显示包晶反应初生相在563℃形成,准晶形成的温度为416℃。能谱分析结果显示包晶反应初生相的成分为Mg22.94Zn55.73Y21.33。通过快淬方法保留的包晶反应初生相呈现粗大枝晶状。然而,通过背散射图片中所观察到准晶中的残留包晶初生相尺寸较小。

退火对热挤压Mg-3.8Zn-1Y合金组织及性能的影响

采用光学显微镜,扫描电子显微镜等手段研究了退火处理对热挤压Mg-3.8%Zn-1%Y合金组织及性能的影响。结果表明,该合金经425℃×15 min退火可通过完全再结晶获得细小的晶粒,合金的拉伸屈服强度为171.9 MPa,伸长率为29.8%。EBSD分析表明合金的优良的塑性来自于合金在拉伸过程中拉伸压缩({10 12}-{10 11})二次孪生的交互发生引起的协调变形。另外,拉伸过程中形成的较弱的"双峰"型{0002}纤维织构作为变形有利的取向也有利于改善合金的塑性。

Zn含量对Mg-Zn-Y合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射仪及电子万能实验机等设备研究了Zn对Mg-xZn--Y(x=0、1、2、4,质量分数,%)合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着Zn的添加,合金二次相由Mg12Nd和MgY转变为H相和W相。合金力学性能随Zn加入量的增加而提高,当加入量为2%时合金的力学性能达到最佳:抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16.9%。当加入量为4%时综合力学性能则又有所下降。

Zn对Mg-9Gd-3Y-0.5Zr合金相图及显微组织的影响

摘要：为了明确Zn元素对Mg-9Gd-3Y-0．5Zr合金的影响，采用多相平衡相计算软件Pandat计算了Mg-9Gd-3Y-xZn-0．5Zr（质量分数x=1％～6％）合金相图，分析了Zn含量对Mg-9Gd-3Y-0．5Zr合金相平衡的影响．采用示差扫描量热仪、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对Mg-9Gd-3Y-xZn-0．5Zr合金的相变温度及室温相组成进行了验证．结果表明：该系合金计算相变温度结果与实验测试结果基本吻合；计算和实验分析结果显示该合金室温平衡组织为a-Mg＋Zr＋Mg5Gd＋Mg2aY5＋MgZn，随着Zn含量的增加，Mg5Gd、Mg24Y5相含量逐渐增加．在非平衡凝固条件下，在晶界处生成板块状MgZn相．当Zn的质量分数为6％时，520℃，8h＋200℃，168h处理后，合金晶界处发现两种化合物相Mg（Gd0.2Y0.2Zn0．6）和Mg5（Gd0．25Y0.25Zn0.5）．