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。

快速凝固Mg-6Zn-1Y-1Ce合金的TEM组织(英文)

利用单辊甩带技术制备快速凝固Mg-6Zn-1Y-1Ce薄带,并利用透射电子显微镜和能谱仪分析薄带组织。结果表明:薄带近辊面区域晶粒内部和晶界处分布着高密度颗粒,颗粒密度在中间区域和自由面区域有所降低;快速凝固合金主要由过饱和的--Mg固溶体、T相和W相组成,同时还存在少量的二十面体准晶相颗粒和Mg4Zn7相颗粒;其中T相为体心正交晶体结构,是由于体心正方结构的Mg12Ce相中部分Mg原子被Zn原子代替而形成的。

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。

Y/Zn摩尔比对Mg-Zn-Zr-Y合金相组成的影响(英文)

采用XRD和SEM/EDS等分析方法研究铸态和退火态富镁Mg-Zn-Zr-Y合金中相组成随着Y/Zn摩尔比的变化而演变的规律,并从相图计算的角度解释这种演变规律。结果表明：Mg-Zn-Zr-Y合金中第二相的形成严格依赖于Y/Zn摩尔比,X相（Mg12YZn）、W相（Mg3Y2Zn3）和I相（Mg3YZn6）随着Y/Zn摩尔比的降低依次析出。与相组成对应的摩尔比或摩尔比范围定量描述如下：当Y/Zn摩尔比约为0.164时,相组成为α-Mg＋I;当Y/Zn摩尔比为0.164~0.33时,相组成为α-Mg＋I＋W;当Y/Zn摩尔比约为0.33时,相组成为α-Mg＋W;当Y/Zn摩尔比为0.33~1.32时,相组成为α-Mg＋W＋X;当Y/Zn摩尔比约为1.32时,相组成为α-Mg＋X。该研究为Mg-Zn-Zr-Y合金设计和合金选用提供了指导。

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_(97)Y_2Zn_1合金中18R型长周期有序相的微观结构(英文)

通过第一性原理计算研究Mg97Y2Zn1合金中18R型长周期有序相(LPSO)的微观结构,从理论上确定Zn和Y原子在LPSO相中的排列。结果表明:添加原子首先分布在18R型LPSO相两端的层错层,然后向内部的层错层延伸。计算结果与实验现象非常吻合。同时,也揭示了18R与其他LPSO相之间的微观结构关系;结合能和形成焓表明了18R型LPSO相的稳定性与Y和Zn原子含量之间的关系。计算得到的电子结构揭示了18R型LPSO相微观结构和稳定性潜在的机理。

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。

含长周期堆垛有序结构Mg_(94)Zn_2Y_4挤压态合金的显微组织与力学性能(英文)

采用SEM和TEM等分析方法研究包含长周期堆垛有序结构的挤压态Mg94Zn2Y4合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态Mg94Zn2Y4合金由18R-LPSO和α-Mg两相组成。挤压后，长周期相分层，并形成宽度为50~200 nm的α-Mg 薄片。合金经498 K时效处理36 h后达到时效峰值，在其组织中析出β′相，该析出相的出现显著提高了α-Mg基体的显微硬度，从HV108.9增加到HV129.7；而LPSO结构的显微硬度稳定在HV145左右。TEM分析及其电子衍射花样表明，β′相与α-Mg和LPSO结构具有独特的位相关系，其原子最密排面的堆垛方向垂直于α-Mg和LPSO相最密排面的堆垛方向。由于β′相和18R-LPSO相的共同存在，处于时效峰值态的Mg94Zn2Y4合金的抗拉强度达到410.7 MPa。

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。

不同尺寸Mg−Gd−Y−Zn−Ag镁合金零件冷却后的腐蚀行为

研究不同尺寸的Mg−6Gd−3Y−1Zn−0.3Ag(质量分数,%)镁合金零件冷却后的腐蚀行为。小型零件冷却较快,其显微组织由镁基体和粗大的长周期堆垛有序结构(LPSO)相组成。大型零件冷却较慢,其显微组织除镁基体和粗大的LPSO相外,晶粒内部有薄片状LPSO相析出。析氢测试结果表明,大型零件的腐蚀速度高于小型零件。交流阻抗测试显示这是由于大型零件上的表面膜的保护能力较差。通过观察腐蚀后形貌发现,大型零件样品中晶粒内析出的LPSO相诱发更加严重的微区电偶腐蚀,加速样品表面保护膜的破坏。