稀土元素钇对AM60镁合金铸态和半固态组织的影响

用重力浇注法制得AM60和AM60+1%Y两种镁合金,采用等温热处理法制备半固态组织;分析了Y元素对AM60镁合金铸态组织的影响,研究了等温温度、等温时间及稀土元素Y对AM60镁合金半固态组织演变的作用机理。结果表明:稀土元素Y的添加可以减小AM60的铸态晶粒尺寸;Y与Al结合,形成了高熔点的Al2Y相;而且Y部分置换β-Mg_(17)Al_(12)中的Mg原子,形成(Mg,Y)_(17)Al_(12)相。经过等温处理,AM60和含YAM60镁合金都可以获得良好的半固态组织,AM60+1%Y的等温温度高于AM60镁合金,固相颗粒尺寸约为15μm,远小于AM60镁合金,这主要是由于Al_2Y相在高温下的钉扎和抑制作用。     

超声处理对ZK60-X合金凝固组织的影响

ZK60合金具有较高的强度和良好的塑性.为进一步提高其性能,在ZK60镁合金的基础上添加少量稀土元素Y和Nd或Ag,并对熔体进行超声处理.研究超声对添加不同元素后的ZK60镁合金凝固组织的影响规律.结果表明,未超声处理时合金元素对晶粒细化效果不明显,ZK60-1Y-1Nd合金、ZK60-1Y合金甚至有粗化现象;稀土元素与超声处理交互作用对晶粒细化明显;经200 W超声处理的ZK60-X合金晶粒最小;ZK60+ 1Y+0.5Ag、ZK60+0.2Nd合金对超声处理的热效应敏感性低.     

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％。     

稀土元素Y和Nd对ZK60合金组织与性能的影响

以ZK60变形镁合金为基础添加稀土元素Y和Nd,获得了化学成分(质量分数)分别为Mg-5.5Zn-0.7Zr-0.4Y-0.4Nd,Mg-5.5Zn-0.7Zr-0.5Y-0.5Nd和Mg-5.5Zn-0.7Zr-0.6Y-0.6Nd的镁合金。采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等观察了ZK60合金和ZK60RE合金的铸态、均匀化以及轧制态的显微组织。结果表明,稀土元素Y和Nd混合添加能够细化ZK60合金的铸态、均匀化以及轧制态组织,并且可以明显提高其室温断裂强度,在该文试验范围内,随着稀土元素含量的增加室温断裂强度增加,其中化学成分为Mg-5.5Zn-0.7Zr-0.5Y-0.5Nd和Mg-5.5Zn-0.7Zr-0.6Y-0.6Nd的合金比未添加稀土元素的ZK60合金室温断裂强度分别提高了20.09%和20.56%。     

Sr对AM60B铸造镁合金晶粒细化的影响

研究了Sr对AM60B合金晶粒细化的影响.结果表明,微量Sr能提高AM60B合金的初生相析出温度,降低再辉温差;凝固过程中Sr位于晶粒生长前沿,抑制了晶粒的长大,从而有效地细化了晶粒,在本试验条件下,从约425μm降至约147μm.     

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。     

Nd变质处理对AM60合金组织细化的影响

以AM60镁合金为研究对象,通过改变变质剂Nd的加入量,细化AM60镁合金的晶粒.采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等分析手段,检测AM60镁合金的显微组织及力学性能,分析变质剂Nd对AM60镁合金的细化机制.结果表明,在AM60镁合金中加入变质剂Nd可以起到晶粒细化作用;当变质剂Nd的加入量为0.6%时,细化效果最为显著;但当加入量达到0.9%时,其晶粒尺寸有增大趋势.添加Nd变质后,AM60镁合金的力学性能得到提高.     

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%.     

稀土元素对ZK60镁合金组织和性能影响的研究现状

简述了稀土元素在镁合金中的作用,重点介绍了Y、Ce、Er、Nd、Dy、Gd、Yb等稀土元素对ZK60镁合金的晶粒尺寸、第二相化合物、室温力学性能以及高温性能的影响,指出了在ZK60镁合金中添加稀土元素的研究存在的问题与不足,并对其发展方向进行了展望.     

Gd和Y对AM60镁合金高温力学性能的影响

在AM60镁合金中添加不同含量的稀土元素Gd和Y,形成AM60-RE,并进行T4处理。通过高温拉伸力学试验测定合金的抗拉强度和伸长率。结合金相显微组织观察表明,土元素Y和Gd能够通过固溶强化作用减少AM60镁合金在高温拉伸时的软化,并且通过第二相强化减少Mg17Al12相数量以及在130℃时的软化、粗化,改变其形貌;同时Y、Gd与Mg、Al形成的高熔点化合物在130℃时能强化AM60镁合金基体。添加Y和Gd的RE-AM60镁合金在130℃下,铸态抗拉强度可达227 MPa,T4处理后达到236 MPa,与未添加稀土的AM60相比,铸态抗拉强度提高了12.4%,T4态抗拉强度提高了13.5%。     

真空条件下Nd对AM60镁合金组织与性能的影响

研究了稀土Nd对AM60镁合金组织的影响,并分析析出相及其对合金力学性能的影响.结果表明,在AM60合金中加入稀土Nd元素能有效地细化合金组织,使Mg17A112相分离变细;Nd元素优先与合金中的A1元素反应生成二元高熔点A111Nd3相:适量的稀土Nd能有效提高合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率;过量的稀土Nd则会消耗合金中更多的A1元素和导致A111Nd3相粗化,使合金的力学性能下降;力学性能测试结果表明,AM60-0.9Nd具有最高的抗拉强度(230 MPa)、最高的屈服强度(127 MPa)和最高延伸率(14%),分别比基体合金提高28%、48%和250%.     

Effect of rare earth additions on microstructure and mechanical properties of AZ91 magnesium alloys

In order to meet the demands of high temperature components in automobile, the microstructure and mechanical properties of several new die-casting AZ91-rare earth (RE) magnesium alloys were studied. The alloys were characterized by optical microscopy (OM), scan electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDX), tensile and creep tests. The results show that Ce addition has little effect on the mechanical properties of AZ91 alloy at high temperature, while Y and Nd addition play important role in the improvement of creep resistance. New alloys containing Y or Nd with excellent high temperature performance are selected to produce cylinder head cover of high power diesel engine of Red Flag car and oil pan of Besturn car. The new magnesium alloys with RE addition for die-casting have potential to produce power-train parts, and can greatly decrease weight.     

锶及固溶处理对AM50镁合金组织和高温力学性能的影响

研究了添加不同含量的锶(Sr)及固溶处理(T4)对AM50镁合金显微组织和高温(150℃)拉伸性能的影响。结果表明:当Sr加入量为0.7wt%和1.4wt%时,AM50合金中形成了层片状的Al4Sr新相,而Mg17Al12相被抑制形成,固溶处理使Al4Sr相由层片状转变为颗粒状。当Sr加入量为2.8wt%和3.5wt%时,AM50合金中形成了骨骼状的Sr5Al9新相,固溶处理使热稳定性较高的Sr5Al9相由骨骼状向层片状和颗粒状转变。加入Sr能细化晶粒并显著提高合金在150℃下的拉伸性能,固溶处理明显提高了AM50-2.8Sr和AM50-3.5Sr合金高温下的抗拉强度,但对AM50-0.7Sr和AM50-1.4Sr合金高温拉伸性能影响较小。     

微量元素Sr对AM60B镁合金组织和性能的影响

利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电子万能试验机、数显洛氏硬度计和显微硬度仪研究微量Sr对镁合金AM60B的铸态组织和力学性能的影响。结果表明,添加微量元素Sr可以细化镁合金的晶粒,而不改变基体α-Mg相的枝晶形貌,但可改变γ相的形态和大小,从连续或断续网状、长条状,变为卵石状或颗粒状。Sr对AM60B镁合金的抗拉强度和延伸率的影响具有相似的趋势,即随着Sr含量的增加,合金的抗拉强度和延伸率呈现先升后降的趋势,当Sr含量为0.05%时抗拉强度和延伸率分别达到最大值191.82MPa和4.63%,而洛氏硬度和显微硬度随着Sr含量的增加而增大。AM60B镁合金断裂方式存在着由解理断裂向准解理断裂再向解理断裂转化的模式。     

AM60镁合金与铜合金及铝合金偶接后的大气腐蚀行为

研究了AM60铸造镁合金与H62铜合金、LY12铝合金组成的电偶对在北京地区室外曝晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果表明:镁合金始终是电偶对中的阳极,当其与H62铜合金和LY12铝合金偶接时,其腐蚀速率增加1～7倍;镁合金与H62铜合金偶合后,其大气电偶腐蚀效应大于其与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应;在6个月的实验周期内,随着曝晒时间的延长,镁合金在北京地区大气环境中的电偶腐蚀效应呈上升趋势;试样表面润湿时间短是造成AM60镁合金在北京曝晒第一个实验周期(2003.12～2004.2)的电偶腐蚀低于第二个由实验周期(2004.3～2004.5)的主要原因;北京地区高自然降尘量对镁合金电偶腐蚀将起到加速的作用.     

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.     

Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和力学性能

研究了Mg-6Al-2Sr-xNd镁合金的显微组织和常温力学性能,探讨了合金中Nd与Sr复合添加后的存在形式及不同含量的Nd对合金常温力学性能的影响.结果表明：Al4Sr相呈网状沿晶界分布,而Al11Nd3相呈颗粒状或针状,在晶内、晶界均有析出.Al4Sr相在晶界起到了阻止晶界滑移的作用,Al11Nd3相在晶内有钉扎位错的作用,晶界晶内的双重强化提高了合金的强度.合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均在含Nd量为1.0%时达到了峰值.     

镁合金激光焊接气孔问题的实验研究

对变形镁合金AZ31B、AZ80A,砂铸镁合金AM60B、AZ91D及压铸镁合金AM50A激光焊接气孔倾向进行研究.研究表明:变形镁合金激光焊气孔倾向很小,在较宽的焊接工艺参数范围内均能得到无气孔的焊缝. 砂铸镁合金AM60B及AZ91D激光焊时气孔对气体保护条件非常敏感,在侧吹气体保护角度及流量选择不合适时气孔率非常高,在优化的气保护条件下可得到气孔率较低的焊缝.而压铸镁合金AM50激光焊缝中气孔问题非常突出,调整工艺参数无法解决气孔问题,焊接过程中的加热及添加填充材料可以在一定程度上减少气孔.     

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。