Nd含量、固溶处理工艺对Mg-4Zn-xNd镁合金性能的影响

采用重力铸造工艺制备了Mg-4Zn二元镁合金及不同Nd元素含量的Mg-4Zn-xNd(x=1,2,3)三元镁合金。对铸态合金先后在420℃(24 h)、510℃(4 h)工艺条件下进行固溶处理。通过显微组织观察、动电位极化测试、浸渍试验和体外细胞试验研究了Nd含量及固溶处理工艺对Mg-4Zn-xNd(x=0,1,2,3)合金的耐腐蚀性能及细胞相容性的影响。结果表明:稀土元素Nd的添加使合金晶粒尺寸减小,以及三元合金腐蚀速率降低;铸态合金经固溶处理后,基体中第二相含量明显降低,该三元合金的腐蚀速率降低;当Nd含量达到2 wt%时,Mg-4Zn-2Nd合金的耐腐蚀性及细胞相容性最好。     

Nd对Mg-Zn-Y-Zr合金组织和性能的影响

以含有I-Mg3YZn6准晶相的Mg-3.0Zn-0.6Y-0.6Zr合金(以下简称ZWK3合金)为基体,通过加入一定量的Nd,使用扫描电镜、X射线衍射、拉伸和动态热机械分析等手段,研究了Nd对准晶增强ZWK3合金组织和性能的影响。结果表明,Nd的加入使合金中的共晶组织含量增加,且随着Nd含量增大,共晶组织由层片状转变为离异共晶,但无准晶相生成;加入Nd后的合金抗拉强度和伸长率都随着Nd含量的增加而增大,但力学性能整体上略低于基体合金;加入Nd后合金的阻尼性能有一定提升,其阻尼行为可由G-L位错模型来解释。     

Sb含量对Mg-4Zn-Y合金组织和性能的影响

利用OM,SEM,XRD及力学性能测试等手段,研究了Sb含量对Mg-4Zn-Y合金组织及性能的影响。结果表明,含Sb铸造镁合金Mg-4Zn-Y-xSb的显微组织由基体α(Mg)、二元共晶相Mg7Zn3、三元相I(Mg3Zn6Y)和YSb组成,随着Sb含量的增加,合金晶界上二元共晶相Mg7Zn3的形态逐渐由半连续网状变为分散均匀的颗粒状。合金的拉伸强度、塑性和硬度随Sb含量的增加而提高,但Sb含量过大时合金的综合力学性能下降。     

Mg-Zn-Zr-xNd镁合金的非枝晶组织演变

利用光学显微镜、SEM及EDS分别观察了不同Nd含量的Mg-6Zn-0.9Zr合金,讨论了微量稀土元素Nd在Mg-6Zn-0.9Zr合金中的存在形式、对组织及性能的作用影响机理;同时采用等温热处理法研究了Nd含量对Mg-Zn-Zr合金非枝晶组织的影响。结果表明:稀土元素Nd能够细化Mg-6Zn-0.9Zr合金的铸态组织,在加入Nd元素的合金中出现Mg41Nd5相;随着Nd含量的增加,合金的固相颗粒尺寸逐渐减小,圆整度显著提高,同时固相率明显降低,非枝晶组织主要包括球状及类似球状的初生固相颗粒,以及晶界处和包裹在初生颗粒间的共晶组织。     

Effect of Nd and Yb on the Microstructure and Mechanical Properties of Mg-Zn-Zr Alloy

研究了稀土元素Nd、Yb对Mg-5.5Zn-0.6Zr合金组织与性能的影响。结果表明:单独添加Nd或Yb元素后,试验合金的组织明显细化,同时在晶界处形成了γ((Mg,Nd)Zn2)或γ((Mg,Yb)Zn2)三元稀土相;而复合添加Nd和Yb元素后,试验合金的组织不但没有细化,而且在晶界处形成了呈网状分布的γ((Mg,Nd+Yb)Zn2)四元稀土相,并且晶界变宽。经过T4固溶处理后,Mg-5.5Zn-0.6Zr合金中的共晶组织完全溶入基体,而添加Nd、Yb元素后的Mg-5.5Zn-0.6Zr合金晶界处仍有未溶的化合物相存在。其中,添加Yb元素后的Mg-5.5Zn-0.6Zr合金经固溶处理后在晶界处形成了一种新的Mg-Zn-Yb三元球状颗粒相,其常温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了255.6 MPa、163.6 MPa和17.4%,这主要是因为加入稀土元素Yb后固溶处理产生了复合强化效果。在高温条件下,复合添加稀土元素Nb、Yb后的试验合金具有很好的热稳定性,但其高温塑性比较差。     

稀土元素Nd、Yb对Mg-Zn-Zr合金组织与性能的影响(英文)

研究了稀土元素Nd、Yb对Mg-5.5Zn-0.6Zr合金组织与性能的影响。结果表明:单独添加Nd或Yb元素后,试验合金的组织明显细化,同时在晶界处形成了γ((Mg,Nd)Zn2)或γ((Mg,Yb)Zn2)三元稀土相;而复合添加Nd和Yb元素后,试验合金的组织不但没有细化,而且在晶界处形成了呈网状分布的γ((Mg,Nd+Yb)Zn2)四元稀土相,并且晶界变宽。经过T4固溶处理后,Mg-5.5Zn-0.6Zr合金中的共晶组织完全溶入基体,而添加Nd、Yb元素后的Mg-5.5Zn-0.6Zr合金晶界处仍有未溶的化合物相存在。其中,添加Yb元素后的Mg-5.5Zn-0.6Zr合金经固溶处理后在晶界处形成了一种新的Mg-Zn-Yb三元球状颗粒相,其常温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了255.6 MPa、163.6 MPa和17.4%,这主要是因为加入稀土元素Yb后固溶处理产生了复合强化效果。在高温条件下,复合添加稀土元素Nb、Yb后的试验合金具有很好的热稳定性,但其高温塑性比较差。     

Mg-x％Zn-(Al)合金显微组织及力学性能

利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能力学试验机研究了Mg-x％Zn(5、7、9、15和20％)二元合金和Mg-7Zn-4Al合金的显微组织及力学性能.结果表明:Mg-Zn合金铸态显微组织主要由α-Mg和沿晶界分布的Mg7Zn3共晶相组成.随着Zn含量的增加,Mg-Zn二元合金的抗拉强度呈先上升后下降的趋势,而伸长率呈逐渐下降的趋势.当Zn含量为7％时,合金的抗拉强度达到最大,为213.3 MPa;当Zn含量高于9％后,合金的抗拉强度和伸长率急剧下降.在Mg-7Zn基体合金中添加4％Al后,合金的显微组织主要由oα-Mg和Mg32(Al,Zn)49三元共晶相组成.合金的铸态力学性能相对于基体有所下降,但是热处理后抗拉强度得到显著提高,为305 MPa,相对铸态提高了57.8％.Mg-Zn合金中添加A1元素有利于合金的热处理强化.     

热处理对Mg-45Zn-1.5Nd合金组织及性能的影响

采用常规铸造法制备了Mg-45Zn-1.5Nd三元合金,利用SEM、EDS、XRD、硬度及拉伸实验等方法,研究了热处理对Mg-45Zn-1.5Nd合金组织及性能的影响规律。结果表明:铸态组织由Mg7Zn3基体、α-Mg枝晶、α-Mg+MgZn共晶组织以及极少量的球状准晶相组成;退火后α-Mg枝晶和共晶组织溶入基体中,析出了球状准晶相,组织均匀化程度显著提高;热处理使Mg-45Zn-1.5Nd合金的性能大幅度提高,硬度和抗拉强度最高分别达到141.9 HB和168 MPa,比铸态合金提高了14.3%和48.7%,最佳热处理工艺为330℃×6 h;热处理后拉伸断口中尽管出现少量韧窝,但仍是以解理为主的脆性断裂。     

铸造Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金中Gd含量的优化

采用硬度测试、室温拉伸、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等研究了Gd元素含量对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：铸态Mg-xGd-3.0Y-1.0Nd -1.0Zr(x=5.0、5.5、6.0)合金的相组成均为镁基体及非平衡共晶Mg5.05RE（RE=Gd、Y、Nd）,非平衡共晶的化学成分对Gd元素含量不敏感,但体积分数随Gd含量的增加而增加。经固溶处理后,非平衡共晶均可溶入镁基体,但在晶界残留富稀土粒子。当Gd含量超过5.5wt%后,晶界上的富稀土粒子开始团聚,降低合金的力学性能。经成分优化,较优的合金成分为Mg-5.5Gd-3.0Y-1.0Nd-1.0Zr,其铸造-T6态的抗拉强度为322 MPa,伸长率为4.0%,力学性能优于总稀土含量与之相当的商用WE54合金。     

Zn添加对Mg-8Al-2Sn镁合金组织和性能的影响

本文以Mg-8Al-2Sn变形镁合金为研究背景,通过在Mg-8Al-2Sn合金中添加0-2 wt.%含量的Zn元素,研究了Zn添加对Mg-8Al-2Sn挤压镁合金显微组织和性能的影响。研究结果表明,铸态Mg-8Al-2Sn-xZn合金的相组成主要是α-Mg相、Mg₁₇Al₁₂相和Mg₂Sn相。在添加Zn元素以后,合金中的共晶化合物的形态发生变化,由共晶组织变为离异共晶组织。挤压过后,晶粒组织尺寸更均匀。Zn元素的加入,会促进合金中第二相在挤压过程中的动态析出以及第二相尺寸的粗化。合金在时效中产生的析出相的数量也随着Zn含量的增多而增加。随着Zn含量的增加,挤压态和时效态合金的屈服强度和抗拉强度都随之增加。当Zn含量达到2 wt.%时,合金力学性能最好,其时效态的抗拉强度,屈服强度和延伸率分别是385 MPa, 291 MPa和6.44%。     

Mg-(11-13)Gd-1Zn变形镁合金的组织和力学性能

制备了3种成分的Mg-Gd-Zn三元合金,并对其显微组织和力学性能进行了较系统的研究.结果表明,Mg-（11-13）Gd-1Zn（质量分数,%）三元合金的铸态组织由α-Mg,（Mg,Zn）₃Gd和具有14H结构的长周期堆垛有序相（14H-LPSO）组成;（Mg,Zn）₃Gd呈现典型的网状共晶形貌,其体积分数随Gd含量的增加而增大.热挤压过程中（Mg,Zn）₃Gd相破碎,其颗粒沿挤压方向排列,而14H-LPSO相则分布于条状分布的（Mg,Zn）₃Gd颗粒之间.铸态和挤压态合金在高温固溶处理后,14H-LPSO相的体积分数增加,大部分（Mg,Zn）₃Gd相溶入基体.挤压态合金经固溶和时效（T6）处理后,显微组织中14H-LPSO相的体积分数大幅度增加,而且出现了β′和β₁沉淀颗粒.对挤压后的合金直接进行时效处理（T5）过程中也形成了β′和β₁沉淀,但14H-LPSO相没有显著增加.3种合金中Mg-11Gd-1Zn合金在T6态的性能最好,抗拉强度高达416 MPa.     

Zn含量对Mg-Gd-Zn合金显微组织与力学性能的影响

研究了3种成分的Mg-11Gd-(1,1.5,2)Zn合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态显微组织均由α-Mg基体、(Mg,Zn)3Gd共晶相和14H型LPSO相组成。铸态组织中(Mg,Zn)3Gd相的体积分数随Zn含量的增加而增大,且其热稳定性不断提高。同时,合金中LPSO相的体积分数也随Zn含量的增加而逐渐增大。合金在常温时的抗拉强度随着Zn含量的增加而降低,其中Zn含量较少的Mg-11Gd-1Zn合金在T6处理后呈现最高的强度和良好的塑性。当Zn含量较多时,合金T6处理的效果却远低于T5处理。随Zn含量的增加,合金在200℃高温下的抗蠕变性能也略有下降,但3种合金的抗蠕变性能都优于WE54合金。     

挤压态和时效态Mg-Zn-Mn-Sn-Y合金的组织性能

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等对挤压态和时效态Mg-6Zn-1Mn-4Sn和Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y镁合金的微观组织和力学性能进行研究。结果表明：与ZMT614镁合金相比,添加Y元素后,ZMT614-0.5Y晶粒得到细化,综合力学性能得到提高。Mg-6Zn-1Mn-4Sn-0.5Y合金的相组成为α-Mg、Mg Zn2、Mn、Mg2Sn和MgS n Y相。经过T6热处理后,合金的抗拉强度和屈服强度明显得到提高,伸长率明显被降低。理论计算表明,在挤压态合金中,细晶强化和固溶强化产生重要的作用,而在T6热处理态合金中,析出强化产生决定作用。     

金属型铸造Mg-Zn-Sn合金的非平衡组织及力学性能

采用金属型铸造了Zn、Sn不同质量分数但总量为10%的Mg-xZn-(10-x)Sn合金,研究了其铸态组织特别是非平衡共晶组织及合金的力学性能。结果表明,Mg-Zn-Sn合金铸态组织为α-Mg、MgZn及(或)Mg2Sn相组成。Mg-9Zn-Sn和Mg-Zn-9Sn合金均产生了层片状共晶相,Mg-5Zn-5Sn合金中的共晶β相(MgZn和Mg2Sn)呈小块状均匀分布在晶界上,且基本上均为离异型共晶。采用夏尔公式计算出合金的非平衡共晶体积分数,Mg-9Zn-Sn合金中的共晶分数最高达14%,共晶组织几乎都呈现片状结构。力学性能试验结果表明,Mg-5Zn-5Sn合金具有最好的综合力学性能。此外,根据Zn、Sn原子在Mg中的固溶量的测试结果,进一步分析了合金的强韧性。     

热处理工艺对高真空压铸Mg–8Gd–3Y–0.4Zr镁合金组织及力学性能的影响

研究T4和T6热处理状态下高真空压铸Mg-8Gd-3Y-0.4Zr（质量分数,%）合金的微观组织、化合物含量、力学性能及断裂行为。铸态Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金微观组织主要由α-Mg和共晶Mg24（Gd,Y）5化合物组成。经固溶处理后,共晶化合物大量溶解于镁基体,合金主要含过饱和α-Mg及方块相。固溶合金中方块相的含量随固溶温度的升高而增大,力学性能也有所提高。根据微观组织结果,确定475℃,2 h为Mg-8Gd-3Y-0.4Zr合金最优固溶方案。合金的最佳屈服强度为222.1 MPa,延伸率可达15.4%。铸态,T4状态下和T6状态下合金的拉伸断裂模式为穿晶准解理断裂。     

复合添加Y和Nd对Mg-Li合金显微组织及室温压缩织构的影响

采用OM,SEM,XRD,EBSD及电子万能试验机,对比研究了Mg-5Li-3Al-2Zn和Mg-5Li-3Al-2Zn-1.2Y-0.8Nd铸态合金的显微组织、力学性能以及室温单向压缩后的织构演变.研究发现,复合添加Y和Nd 2种稀土元素后,合金中絮丝状AlLi相明显减少,晶粒得到显著细化,平均尺寸在30μm左右.2种合金的塑性表现良好,加入少量稀土的合金室温压缩的变形量可达到27%.复合添加的稀士元素大幅度降低了Mg品格的c/a值,显著弱化了合金的基面织构,激活了锥面滑移系的同时,也使得室温下少见的柱面滑移破激活.     

Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr镁合金表面电沉积Cu镀层及其耐腐蚀性能

研究Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr（NZ30K）镁合金上电沉积Cu镀层的前处理过程及耐腐蚀行为。研究结果表明：活化膜和浸锌层均优先在Mg12Nd共晶相表面沉积。Cu镀层能够为镁基体提供长达60 h的防护作用,这主要归因于其致密的镀层结构及浸泡过程中形成较稳定的钝化膜。热震试验证明镀层具有良好的结合力。     

添加Nd、Zn、Ti的Mg2Ni基合金微观组织及氢化动力学

为了提高Mg2Ni基合金的储氢动力学性能,通过熔炼方法分别添加金属元素Nd,Zn和Ti来防止镁的氧化和蒸发,将Mg2Ni基合金在有覆盖剂保护的电阻炉中进行熔炼。借助XRD 和 SEM/EDS研究了铸态合金的相组成和微观组织。采用定容法在Sievert’s型PCT测试仪上测试了合金的氢化动力学性能。Nd、Zn和Ti的添加导致了微量相Mg6Ni和Ni3Ti的生成。Nd和Zn溶解在Mg2Ni基合金的α-Mg、Mg2Ni和MgNi2相中。添加Nd元素后,合金的首次吸氢量高于Mg2Ni的,达到2.86%（质量分数）。Mg2Ni基合金的吸氢动力学性能和活化性能均有所提高。在前3次吸放氢循环过程中,添加Zn和Ti的合金吸氢量和吸氢动力学性能均得到提高。采用Hirooka动力学模型分析了合金的氢化动力学性能及反应机制。     

Mg-Al-Nd/Sr耐热镁合金的组织结构与蠕变性能

以Mg-6Al合金为基体,分别单一添加稀土Nd、Sr和复合添加稀土Nd和碱土Sr元素,采用水冷模工艺制备Mg-6Al-6Nd,Mg-6Al-2Sr和Mg-6Al-2Sr-2Nd耐热镁合金,并比较研究单一添加Nd或Sr和复合添加稀土Nd和碱土Sr对合金组织结构和蠕变性能的影响。结果表明:复合添加稀土Nd和碱土Sr后,合金中除了析出第二相Al2Nd、Al11Nd3和Al4Sr外,还析出Sr和Nd相互取代的Al4(Sr,Nd)和Al11(Nd,Sr)3复合相;在Mg-6Al-2Sr基础上添加2%Nd,不仅细化合金枝晶间距,还显著地提高第二相的分布密度,增强合金蠕变过程中位错与第二相交互作用,提高合金的蠕变性能。     

Zn含量对铸态Mg-2Er合金的微观结构及力学性能影响

采用XRD和SEM等微观表征技术研究不同Zn添加量对Mg-2Er合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：当Zn添加量为1%和2%时,合金主要相组成为W相和α-Mg;当Zn添加量为4%-10%时,合金中则有I相析出,合金相成分变为W相、I相和α-Mg;当Zn添加量增加至12%时,W相消失,合金中主要第二相则为I相和Mg4Zn7相。当Zn添加量为6%时,合金具有较好的拉伸力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为224 MPa、134 MPa和10.4%。