稀土元素对镁合金高温力学性能的影响

制备了三种稀土镁合金并对其进行了室温和高温力学性能测试,用X射线、金相显微镜以及扫描电子显微镜对试验合金铸态及挤压态组织进行了分析。结果表明:稀土元素与镁形成的化合物分布在铸态组织晶界并在挤压后沿挤压方向分布,不同的稀土元素对合金高温力学性能有不同的影响。含Nd的合金高温抗拉强度高于含Ce的合金,含 Nd和Y的合金又高于含Nd的合金,其中,含Nd和Y的合金在250℃时抗拉强度为219．6 MPa。高温力学性能的提高主要是由于稀土元素的固溶强化和镁-稀土化合物晶界强化共同作用的结果。     

稀土元素对镁合金高温力学性能的影响

制备了三种稀土镁合金并对其进行了室温和高温力学性能测试，用X射线、金相显微镜以及扫描电子显微镜对试验合金铸态及挤压态组织进行了分析。结果表明：稀土元素与镁形成的化合物分布在铸态组织晶界并在挤压后沿挤压方向分布，不同的稀土元素对合金高温力学性能有不同的影响。含Nd的合金高温抗拉强度高于含Ce的合金．含Nd和Y的合金又高于含Nd的合金，其中，含Nd和Y的合金在250℃时抗拉强度为219．6MPa。高温力学性能的提高主要是由于稀土元素的固溶强化和镁一稀土化合物晶界强化共同作用的结果。     

Nd和Ce对AZ91镁合金组织和力学性能的影响

利用SEM和XRD等方法研究了总含量为2.5%的单独或复合加入Nd和Ce的AZ91镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析了合金的室温力学性能.结果表明,单独加Nd和单独加Ce的AZ91合金中形成的稀土相分别是块状的Al2Nd相和针状的Al11Ce3相,二者混合加入时两种稀土相同时出现,两种稀土相的相对含量与两种RE元素的相对含量相关.当混合加入Nd和Ce时,合金的Al2Nd相中的部分Nd和A11Ce3相中的部分Ce分别被Ce和Nd置换;Nd和Ce的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土相消耗基体中部分Al、RE的晶粒细化、弥散强化等有关.其中AZ91+1.0Nd+1.5Ce合金的力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和伸长率分别达到240 MPa和11%.     

稀土元素和Ti对ZM5镁合金组织和性能的影响

用金相显微镜、X射线衍射仪分析了添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的Mg-8．5Al-0．5Zn（ZM5）合金的组织和相组成,测试了合金的室温力学性能。结果表明,添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金中出现了新的镁．稀土相MgY、Mg12Nd,而在同时添加稀土元素Y、Nd和钛中间合金的合金中,还出现了新相Ti2Mg3Al18;添加稀土元素Y、Nd的ZM5镁合金在拉伸性能、硬度以及组织都明显优于ZM5镁合金,而同时添加稀土元素和Ti合金的镁合金其性能又显著优于单独添加Y或Nd的合金。     

稀土Y和Nd对ZM5合金组织和性能的影响

以ZM5镁合金为基体材料，应用铸造方法制备了4种不同稀土含量和比例的稀土镁合金。考察分析了稀土Y和Nd对ZM5合金组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Ti2Mg3Al3，它对于减少晶界处第二相的析出有积极作用。ZM5合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能随稀土Y和Nd的比例不同而有比较大的差异，在所有考察的ZM5合金中，添加2％Y和1％Nd稀土的合金综合效果最好。     

含钇Mg-Zn系镁合金的研究现状

稀土镁合金已成为近些年的研究重点之一.综述了钇(Y)对Mg-Zn系合金的铸态组织、室温和高温力学性能、铸造性能以及耐腐蚀性的影响,以及Y和Ce、Mn和Nd等合金元素的复合加入对Mg-Zn系合金力学性能的影响.最后还指出了Mg-Zn-Y系合金目前存在的问题,并指明了其发展方向.     

稀土对AZ61镁合金变形过程中组织与性能的影响

研究了不同的稀土含量(富Ce和Mg-Nd中间合金)对AZ61镁合金在热挤压变形过程中显微组织和力学性能的影响。结果表明,在加入1%～4%的混合稀土后,铸态AZ61镁合金组织中的β相明显减少,铸态组织晶粒得到细化,大部分的Ce,Nd与Al结合生成高熔点、高稳定性的稀土相Al4Ce或者Al4Ce和Al3Nd稀土混合相,并呈针状、棒状或者不规则块状分布于晶界或晶粒内部,同时各试验合金中均不同程度分布有不规则的块状α-Al8Mn5相;在热挤压过程中,Al4Ce或者Al4Ce和Al3Nd稀土混合相阻碍晶粒或亚晶粒长大,使晶粒较铸态组织变细,合金力学性能随稀土含量的增加有所提升,但由于稀土相较粗大,割裂晶界及晶粒间的结合力,使其性能大幅度下降;铸态AZ61+xRE各试验合金均为脆性断裂机制,挤压态AZ61合金断裂方式属于以韧性为主的韧脆混合断裂,含稀土挤压态合金中分布有塑性特征的韧窝,但主要以解理断裂为主。     

稀土元素Y、Nd对AZ81镁合金组织和高温性能的影响

研究了稀土元素Y、Nd对AZ81镁合金组织和高温力学性能的影响.结果表明,稀土元素Y、Nd的加入明显细化了AZ81镁合金的显微组织,减少了β(Mg17Al12)相的析出.分析认为,稀土元素Y和Nd主要是通过固溶强化、析出强化和细晶强化提高了合金的室温和高温强度,改善了合金的塑性.复合加入2%的Y和Nd,合金的室温强度最高,达282.5MPa,与未加稀土的AZ81相比,约提高了39%.含1%Y的AZ81合金在150℃下的高温强度高达220 MPa,与不含稀土的AZ81相比高温强度约提高40%.     

Mg-5Al-xY合金的铸态组织及力学性能

研究了稀土钇(Y)对Mg-5Al镁合金铸态组织、高温力学性能及硬度的影响.结果表明:一定含量稀土Y的加入抑制了合金中Mg17Al12相的析出,形成了细小颗粒状和粗大块状的Al2Y耐热新相,显著提高了合金在175℃高温下的拉伸性能以及合金的显微硬度,合金的断裂特性由准解理断裂向准韧性断裂转变.     

Ce、Y、Sb对Mg-9Al-6Si合金中Mg2Si相形貌的影响

细化镁合金中的硅化镁(Mg2Si)相,并使其均匀弥散可有效改善合金力学性能.考查Ce、Y和Sb变质对铸态Mg-9Al-6Si镁合金(质量百分比)中Mg2Si相组织形貌及其尺寸的影响.结果表明,经过变质后,合金中的Mg2Si相由粗大树枝状变为小块状和枝晶状,且分布趋于均匀.Mg2Si枝晶的一次,二次轴长及枝晶间距都减小.Ce对Mg2Si相的细化效果最好,组织中块状Mg2Si相小而多.Mg2Si相的生长前沿的Ce、Y和Sb和它们的化合物,如Al11Ce3、Al2Y和Mg3Sb2相,有效地抑制了Mg2Si的异向生长,阻碍其长大,因此导致Mg2Si相细化.     

镁-稀土合金的显微组织和力学性能研究

通过光学显微镜、扫描电子显微镜及x射线衍射和拉伸试验对Mg-RE（Ce,Nd,Y）-zn—zr合金的显微组织和力学性能进行了分析研究,揭示了试验合金在不同稀土元素作用下的结构特点及断裂行为。试验结果表明,铸态时镁铈、镁钕中间相（Mg-Ce、Mg-Nd相）主要以共晶形式分布在合金的晶界,稀土钇（Y）则部分固溶于晶内;经固溶处理及时效后,中间相以细小颗粒状分布在整个Mg基体中,明显提高了合金的室温综合力学性能及高温抗蠕变性能。     

镁-稀土合金热变形特点及挤压参数的确定

采用热/力压缩模拟实验研究了3种镁-稀土合金在不同变形条件下高温塑性变形行为。结果表明，在相同的应变速率、变形温度条件下，含Ce的合金流变应力小于含Nd的合金和含Nd和Y的合金。从热加工难易程度的角度考虑，含Ce的合金更适合挤压成型。     

铸造Mg—RE—Zn—Zr合金的组织和性能

通过熔剂保护顺大气环境下制备了Mg-RE中间合金,并制备了Mg-MM-Zn-Zr,Mg-Nd-Zn-Zr和Mg-Nd-Y-Zr3种稀土镁合,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。     

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     

Microstructure and mechanical properties of Mg-6Al magnesium alloy with yttrium and neodymium

The effects of rare earth (RE) elements Y and Nd on the microstructure and mechanical properties of Mg-6Al magnesium alloy were investigated. The results show that a proper level of RE elements can obviously refine the microstructure of Mg-6Al magnesium alloys, reduce the quantity of/β-Mg17Al12 phase and form Al2Y and AI2Nd phases. The combined addition of Y and Nd dramatically enhances the tensile strength of the alloys in the temperature range of 20-175℃. When the content of RE elements is up to 1.8%, the values of tensile strength at room temperature and at 150℃ simultaneously reach their maximum of 253 MPa and 196 MPa, respectively.The main mechanisms of enhancement in the mechanical properties of Mg-6Al alloy with Y and Nd are the grain refining strengthening and the dispersion strengthening.     

稀土元素Y和Nd对Mg-Zn-Zr系合金组织和性能的影响

对添加稀土元素Y和Nd的Mg-Zn-Zr系ZK60变形镁合金进行了热轧及热处理,测试了ZK60合金及ZK60RE合金室温拉伸性能,采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析方法观察了合金不同状态下的显微组织。初步探讨了微量稀土元素Y和Nd在ZK60合金中的存在形式和作用机理及其不同成分对该合金组织与力学性能的影响。结果表明,稀土元素Y和Nd均能够细化ZK60合金的铸态组织,使其室温断裂强度大幅度提高。其中主要化学成分（质量分数,％,下同）为Mg-5．5Zn-0．7Zr-0．5Y-0．5Nd和Mg-5．5Zn-0．7Zr-0．6Y-0．6Nd的合金强化效果显著,比未添加稀土元素的ZK60合金室温断裂强度分别提高了14．94％和20．2％。     

真空压铸Mg-7Al(-2Sn)合金组织性能研究及第一性原理计算

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、差热分析及拉伸试验比较分析了2%Sn(质量分数)对真空压铸和固溶态Mg-7Al合金的组织与力学性能的影响。结果表明,向Mg-7Al合金中添加2%Sn元素后,能够细化晶粒,抑制Mg17Al12相的生长,在组织中形成新相Mg2Sn,其以颗粒状弥散分布于基体中;固溶处理后Mg-7Al合金中第二相数目明显减少,AT72合金基体中仍存在细小颗粒状Mg2Sn。由于合金组织细化、第二相数量的增加,Mg17Al12相形貌改善以及具有良好热力学性质的Mg2Sn相的析出的综合作用,使得AT72合金表现出比Mg-7Al合金更好的室温及高温拉伸力学性能;固溶处理后的AT72合金表现出更为优异的力学性能,主要强化机制包括:固溶强化和弥散强化。此外,利用第一性原理计算从微观理论角度探讨了Sn合金化Mg-7Al合金力学性能改善的原因。     

Effects of rare earth elements on the microstructure and mechanical properties of NiAl-based eutectic alloy

The effects of rare earth elements (REEs) (like Y, Ce, Nd and Dy) on the microstructure and mechanical properties of cast NiAl–28Cr–5.5Mo–0.5Hf alloy were investigated. The results suggest that the microstructure of REEs-doped alloys gradually refines with increasing REEs addition and the appropriate addition of REEs can improve the compressive ductility and yield strength at room temperature. In addition, REEs additions increase the elevated temperature strength and deformation ability of the alloys. The elevated temperature compression deformation behavior of Nd-doped alloy can be properly described by power-law equation.     

On the corrosion of binary magnesium-rare earth alloys

The corrosion properties of high-pressure die cast (HPDC) magnesium-rare earth (RE) based alloys have been studied. Binary additions of La, Ce and Nd to commercially pure Mg were made up to a nominal 6 wt.%. It was found that the intermetallic phases formed in the eutectic were Mg₁₂La, Mg₁₂Ce and Mg₃Nd, respectively. Results indicated that increasing RE alloying additions systematically increased corrosion rates. This was also described in the context of the electrochemical response of Mg-RE intermetallics - which were independently assessed by the electrochemical microcapillary technique.This study is a discrete effort towards revealing the electrochemical effect of carefully controlled binary alloying additions to magnesium in order to elucidate the microstructure-corrosion relationship more generally for HPDC Mg alloys. Such fundamental information is seen to not only be useful in understanding the corrosion of alloys which presently contain RE additions, but may be exploited in the design of magnesium alloys with more predictable corrosion behaviour. There is a special need to understand this relationship - particularly for magnesium that commonly displays poor corrosion resistance.