Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(wt.%)合金的显微组织和力学性能

采用光学显微镜(OM)、带能谱分析(EDAX)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法对Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr(WGZ115)合金的原始铸态(F态)、固溶处理态(T4态)和峰值时效态(T6态)的组织结构进行了分析。研究表明:F态WGZ115合金主要由基体(-αMg)、晶间共晶相(Mg24(YGdZn)5)和长周期结构相(Mg12Y1Zn1)组成。T4态WGZ115合金主要由基体相(-αMg)、长周期结构相(Mg12Y1Zn1)和少量分布于晶界附近的方块相(Mg-Y-Gd方块相)组成。T6态WGZ115合金的形貌与T4态相似,圆形的富Zr相始终存在于三种状态的合金中。通过不同温度下的拉伸实验发现T4态WGZ115合金的抗拉强度和塑性好于F态合金。而T6态合金的力学性能最好,在200℃时抗拉强度达到最大值341.1MPa。     

Mg-13Gd-4Y-0. 5Zr 镁合金多向锻造组织和性能研究

由于锻坯的组织和力学性能对其后续成形过程具有重要的影响,研究锻坯的组织和力学性能均匀性具有重要实用价值。利用实验的方法,对比研究了Mg-13Gd-4Y-0.5Zr合金材料的三次多向锻造后的组织演变和力学性能的不同。实验结果表明:随着锻造次数的增加,动态再结晶明显,Mg-13Gd-4Y-0.5Zr镁合金晶粒逐渐细化,析出相逐渐增多;并且,随着锻造次数的增多,硬度变化呈小幅波动的趋势,且第一次多向锻造后的硬度最大。     

电参数对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr镁合金微弧氧化膜的影响

针对Mg-7Gd-5Y-1.5Nd-0.5Zr高强耐热镁合金,采用微弧氧化工艺制备了表面防护层,研究了电流密度、电压、频率以及占空比等电参数对膜层厚度及形态的影响规律.研究表明,电压对氧化膜厚度影响显著,电流密度对氧化膜厚度有影响但不显著,占空比和频率对氧化膜厚度影响较小.随着电流及电压的增加,膜层表面微孔的尺寸逐渐增大;随频率和占空比的增加,膜层表面微孔的尺寸先增大后减小.     

Mg-11Gd-2Y-1.5Ag-0.5Zr合金的高温蠕变行为

本工作研究了Mg-11Gd-2Y-1.5Ag-0.5Zr合金在225～275℃/110～150 MPa条件下的高温蠕变行为和组织演变.结果表明:合金在225℃/110～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=3.4,蠕变机制为位错滑移机制;在250℃/110～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=4.7,蠕变机制为位错滑移机制;在275℃/110～130 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=5.8,蠕变机制为位错滑移机制;在275℃/130～150 MPa蠕变状态下,蠕变应力指数n=10.5,幂律蠕变定律失效,蠕变机制较为复杂.根据蠕变激活能Q值对蠕变机制的分析结果与蠕变激活能n值分析结论基本一致.合金在同一温度下,晶粒尺寸随着应力的增大而增大;在同一应力下,晶粒尺寸随着温度的升高而减小.在本研究中,110～150 MPa的高应力范围内,合金在250℃以下有着良好的抗蠕变性能.     

Mg-5Gd-4Y-0. 3Zr 合金组织和力学性能研究

目的研究均匀化、挤压及时效热处理对Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金组织和力学性能的影响。方法制备了Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金铸棒,并进行了均匀化处理和热挤压处理。对不同状态的试样进行了拉伸试验,观察了金相显微组织,采用X射线衍射方法进行了结构分析。结果铸态合金组织主要由α-Mg基体和第二相Mg5(Gd,Y)组成;经过均匀化处理后,合金的第二相发生了完全回溶,合金的力学性能得到了提升;合金经挤压后,组织得到了明显细化,在200℃保温60 h得到了强度的最大值,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为423.0 MPa,335.0 MPa与9.0%。结论Mg-5Gd-4Y-0.3Zr合金既保证了低成本,又具有优良的力学性能,适合推广应用。     

时效对Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr镁合金强度和耐蚀性的影响

为获得高强耐蚀的Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和电化学方法等分析了时效工艺对该合金强度和耐蚀性的影响。结果表明峰值时效合金强度很高但耐蚀性差,晶界析出相粗大且分布连续,在腐蚀溶液中镁合金由于析氢,晶界处很容易形成腐蚀通道。同时纳米尺寸的析出相和镁基体微电偶腐蚀很严重。过时效状态合金强度变化不大但耐蚀性显著增强,过时效样品晶内析出相粗大,晶界析出相分布不连续,腐蚀产物在其表面堆积导致腐蚀通道被堵塞,从而使合金耐蚀性显著提高。     

Mg-10Gd-2Y-0.6Zr合金热压缩变形及其微观组织研究

采用GLEEBLE-1500热模拟机对Mg-10Gd-2Y-0.6Zr合金在温度为350～450℃,变形速率为0.001～0.5s-1,最大变形程度为50%的条件下,进行了恒应变速率高温压缩模拟试验研究,分析了合金高温变形时流变应力与应变速率及变形温度之间的关系以及组织变化。结果表明:合金的稳态流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而降低;在给定的变形条件下,计算出合金的变形激活能和应力指数分别为223kJ/mol和6.9,建立了合金高温变形的本构方程;根据试验分析,合金变形温度为400℃,变形速率为0.5s-1,或变形温度为450℃,变形速率为0.1s-1下进行热压缩,可以得到组织结构均匀和热塑性加工良好的匹配。     

Zn对Mg-11Gd-3Y-0.5Zr合金热压缩行为的影响

本研究对均匀化后的Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr(x=0,0.3,0.7,1.5,质量分数/％)合金进行温度为350～500℃、应变速率为0.002～1 s-1的热压缩实验,对合金显微组织进行分析,计算了合金的热变形激活能,构建并分析了合金的热加工图.结果表明:Mg-11Gd-3Y-xZn-0.5Zr合金热变形发生了动态回复和动态再结晶,峰值应力都随Zn含量的增加而增大;流变应力随温度的升高或应变速率的降低而升高.在应变量小于0.4时,流变应力随Zn含量增加而增加,当应变量达到0.4后流变应力随Zn含量增加先增加后降低,在Zn含量为0.7％时流变应力达到最大值;少量Zn(0.3％)的加入就能明显提高合金的热变形激活能,但进一步增加Zn的含量(0.3％～1.5％)对合金激活能几乎没有影响;通过热加工图确定了合金适合的热加工工艺范围;Zn元素能够减小合金失稳区范围,减缓合金再结晶进程的同时细化了合金组织,当Zn含量为0.7％时合金的可热加工性最好.     

Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金的微观组织与性能研究

目的 研究挤压比对热挤压制备的Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr(VW94)镁合金微观组织、拉伸性能和抗腐蚀性的影响,并揭示挤压比对组织和性能演变的影响机制。方法 用挤压比为16和35的热挤压工艺制备了Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr(VW94)镁合金,通过光镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段表征并分析了不同挤压比下的微观组织,进一步通过拉伸测试和电化学测试评估合金的力学性能和腐蚀速率,并通过SEM表征断口形貌和腐蚀形貌,分析其断裂方式和腐蚀机制。结果 挤压比的大小并不会影响镁合金的相成分,镁合金主要由α-Mg基体及晶界处的LPSO相组成。当挤压比为16时,第二相数量更多,平均晶粒尺寸更小;当挤压比增大到35时,合金的再结晶程度更高,其晶粒尺寸分布更加均匀。性能表征结果发现,挤压比为16的VW94合金的力学性能更优,其抗拉强度及伸长率分别达到376.3MPa和13.3%,但是挤压比为35的VW94合金的耐腐蚀性能更好。结论 挤压比虽然不会影响相的种类,但是会影响第二相的含量和晶粒尺寸,从而进一步影响拉伸性能和腐蚀速率,因此可以通过优化挤压比协同...     

热处理工艺对Mg-3Zn-0.6Zr合金组织和性能的影响

本工作采用的热处理工艺分为均匀化处理及固溶处理,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、压缩试验和硬度测量等多种实验方法,研究Mg-3Zn-0.6Zr合金铸态和热处理态的组织及性能。研究发现,均匀化处理后,铸态合金晶粒细化,抗压强度提高到338.3 MPa;固溶处理后,铸态合金中的MgZn第二相逐渐溶解到α-Mg基体中,抗压强度提高到431.1 MPa。最后,确定了最佳热处理工艺为:固溶处理温度400℃,保温8h,水冷。     

晶粒尺寸、变形温度和应变率对Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金力学性能的影响

通过对Mg-12Gd-3Y-0.5Zr合金进行单向拉伸试验,检验晶粒尺寸、温度和应变率对合金力学性能的影响。通过退火处理可以获得不同晶粒尺寸((9.63±0.69)～(94.24±2.41)μm)的试样,拉伸温度分别为20℃、-25℃和-50℃。当温度足够低时,塑性变形由滑移主导的变形方式向孪生主导过渡;同样的情况可在晶粒尺寸变大时发生。变形机制的转变导致Hall-Petch关系中斜率的变化。采用Zener-Hollomon参量来描述温度、应变率对孪生的综合影响。实验结果表明,随着Z参量的变大,孪生发生率增大;当Z值足够大时,变形机制发生转变。     

温度对Mg-10Gd-2Y-0.5Zr合金动态拉伸行为及断裂机理的影响

利用带有加热装置的Hopkinson Bar拉伸系统在423～798K、应变率处于103s-1范围内研究了两种挤压态的Mg-10Gd-2Y-0·5Zr合金的拉伸行为,并借助光学显微镜和扫描电镜对试样断口附近的显微组织和断口形貌进行了分析.结果表明:T≤673K时,材料的破坏机理主要表现为浅韧窝与准解理的混合型断裂;随着温度的进一步升高由于受晶界软化的影响材料的断裂机理逐渐转向以晶间断裂为主.T＜673K时材料的主要变形机制是基面滑移,随着温度的升高非基面滑移系将充分启动,材料的延伸率也相应地在735K时达到最大值.     

Tensile and Isothermal Fatigue Behaviors of Mg-12Gd-3Y-0.5Zr Alloy at High Temperature

Tensile and isothermal fatigue tests were carried out on an as-rolled Mg-12Gd-3Y-0.5Zr alloy and its heat-treated counterpart at different temperatures. The experimental results show that the ultimate tensile strengths of two alloys decrease very slowly with increasing temperature up to 200?C. The ultimate tensile strength of heat-treated Mg-12Gd-3Y-0.5Zr is slight lower than that of as-rolled counterpart; however, the fatigue strength of heat-treated alloy is higher. The mechanism of fatigue failure was in...     

时效温度对Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射、光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度和拉伸性能测试等手段,研究时效热处理温度对Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金组织和性能的影响。结果表明,Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金在200,250℃和300℃峰时效时,晶粒大小随时效温度的升高而逐渐增大,晶内颗粒状的第二相数量增多,硬度峰值出现的时间逐渐缩短。合金时效温度在200,250℃时,析出相为β′相,时效温度在300℃时,析出相为β相。合金在250℃峰时效时力学性能最优。在200,250℃峰时效热处理的合金在从室温到200,250℃和300℃拉伸过程中抗拉强度随拉伸温度的升高先升高后降低,出现了抗拉强度反常温度效应,而在300℃峰时效热处理后的合金未出现该反常现象。