高性能稀土镁合金的研究进展

随着近年来汽车等工业节能减排对更高性能轻质镁合金的迫切需求,镁合金在工业应用中展现出了很大的发展前途。稀土镁合金系由于具有高温强度高、优良抗蠕变性能及耐热性能以及良好的塑性和耐腐蚀性等高性能,已经成为越来越受到重视的镁合金系之一,并在航空航天、电子、汽车、通讯等领域得到了广泛应用。目前,国内外已开发了Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Gd-Y、Mg-Y-Gd等一系列稀土镁合金。综述了高性能稀土镁合金的研究进展和应用现状,主要介绍了Mg-Y和Mg-Gd二元和多元合金系的研究开发及应用的新进展,以及含长周期堆垛有序结构(Long Period Stacking Ordered Structure,简称LPSO结构)的Mg-Y-Zn、Mg-Gd-Zn、Mg-Gd-Y-Zn、Mg-Y-Gd-Zn合金系的研究现状。最后,展望了高性能稀土镁合金的发展趋势。     

变形镁合金的研究进展

镁合金由于具有质量轻、比强度和比刚度高以及良好的铸造性能等特点，在理论研究和实际应用上引起了人们极大的关注。近年来，世界各国纷纷致力于镁合金的研究开发。本文综述了国内外主要的变形镁合金材料的基本特性、力学性能和应用领域，介绍了目前变形镁合金材料的研究现状和进展，以及制备高性能变形镁合金材料的新工艺，探讨了镁合金的合金化原理和主要合金元素在变形镁舍金中的作用。     

镁合金研究现状与发展趋势

本文概述了镁合金的特点及其应用发展状况,分析了常用镁合金元素（Ca,Be,Zn,Al,Si,稀土元素）的作用机理,分析了用合金元素制备高性能（耐热、耐蚀、阻燃及高力学性能）镁合金的基础作用。展示了发展高性能镁合金的优势和意义,最后指出了镁合金的发展趋势。     

高温铸造镁合金的研究与应用

综述了高温铸造镁合金的研究和应用现状。总结了提高镁合金高温性能的途径,介绍了含Ｚｒ、Ｃａ、Ｓｉ、ＲＥ、Ｃｕ等高温铸造镁合金的成分,性能和应用。     

高性能铸造稀土镁合金的发展

从合金体系和纯净化工艺两个方面对高性能铸造稀土镁合金进行了综述。按时间顺序,对Mg-Nd、Mg-Y和Mg-Gd三个系列合金的研究现状进行论述,重点针对Mg-Gd系合金,着重介绍了其发展历史、力学性能、强化机制。通过纯净化前后的对比可以看出,纯净化可以有效地降低合金中的缺陷,提高合金的力学性能。最后分析讨论了高性能铸造稀土镁合金研究中存在的问题以及今后发展的主要方向。     

高性能轧制镁合金研究进展

随着轻量化需求的不断增加,镁合金作为最轻的结构金属材料受到了广泛关注。商用镁合金的强度与塑性仍然较低,限制了其在各领域的广泛应用,深入研究高性能镁合金板材制备工艺是打破其应用限制的关键所在。目前,轧制是生产高性能镁合金板材的重要手段,短流程、高效率、低成本的镁合金板材轧制工艺研发是国内外研究的焦点。综述了近几年先进轧制技术（如衬板控轧、非对称轧制、交叉轧制、叠轧、电脉冲辅助轧制及铸轧等）在制备高性能镁合金板材上的最新进展,浅析了几种新型轧制方法在工业应用方面的局限性,提出了未来高性能镁合金板材的研发需基于对工艺-组织-性能关系的深入探索,从新型低合金化体系开发和低成本短流程制备工艺两方面探索优化,为进一步满足镁合金工业应用需求提供思路。     

杂质元素对镁合金组织与性能的影响及其对应措施

镁及镁合金中杂质元素的含量及作用已受到广泛关注.介绍了镁合金中Fe、Cu、Ni、Si等杂质的存在形式,综述了杂质元素对镁合金显微组织、腐蚀性能、力学性能的影响规律及机制,并叙述了几种提高镁合金纯度常见的方法,包括选用高纯原料、优化熔炼工艺、镁合金熔体纯净化,指出有效降低杂质含量将是未来高性能镁合金材料研究的重要方向.     

高性能稀土镁合金研究进展

概述了稀土镁合金的特点及其发展应用状况,分析了几种重要稀土在镁合金中的作用机理,表明了用稀土制备高性能稀土镁合金(优良的室温、高温力学性能和高耐蚀性能)的基础作用,展示了我国发展高性能稀土镁合金的优势和意义,最后指出了稀土镁合金的发展趋势和方向.     

镁合金的腐蚀与防护研究进展

镁合金以质轻、结构性能优异、以及易于回收等众多优点成为装备制造业轻量化发展的首选材料;而且,无论在储量、特性、应用范围、循环利用、以及节能环保等方面和钢铁相比,均具有非常明显的优势.首先介绍了镁合金在近代工业发展中的作用以及现实应用存在的主要问题,然后对镁合金的腐蚀机理、各种因素对镁合金腐蚀性能的影响以及新型稀土镁合金的电化学腐蚀行为进行了综述.最后简要介绍了几种比较有发展前景的镁合金表面防护技术,并概述了镁合金腐蚀与防护研究未来的发展方向.     

变形镁合金成形工艺研究及其应用

变形镁合金塑性加工是目前镁合金研究的前沿领域.综述了变形镁合金主要的成形工艺方法及应用领域,介绍了变形镁合金挤压、轧制、锻造、冲压、超塑变形等变形工艺的特点和关键;展望了变形镁合金的应用发展,指出了其成形工艺在军工、汽车、电子、航空航天等领域具有越来越广阔的应用前景.     

新型高强度低合金化镁合金研究进展

近年来,随着能源问题和环境问题的日益严峻,作为轻量化合金代表之一的镁合金得到了人们普遍的关注。特别是低合金化镁合金,因其具有优异的可加工性能、好的耐蚀性、低成本(密度)以及可提高镁合金塑性等优势而引起了国内外学者的广泛关注。然而,低合金含量镁合金获得的绝对强度难以满足实际的工况需求,使其应用面临着严峻的挑战,高强度低合金化镁合金可进一步拓展镁合金的应用范围。综述了近年来高强度低合金化镁合金的研究进展,系统分析了不同体系高强度低合金化镁合金的高强高韧化机理,并展望了未来高性能低合金化镁合金研究的发展方向。     

强化Mg合金和Mg基复合材料的研究进展

Mg和Mg合金材料对现代社会发展具有举足轻重的意义.根据近期部分国内外资料并结合自身研究结果,综述了强化Mg合金和Mg基复合材料的研究和开发,介绍了几种新型的强化Mg合金和Mg基复合材料.文献表明,材料性能与合金成分,晶粒大小,增强体的类型、形状、分布、体积分数,增强体与基体的界面,制备工艺等诸多因素有关.     

Recent Research and Development Activities on Mg Alloys at CAAM

A brief review of recent research and development activities on light weight Mg alloys at the Center for Advanced Aerospace Materials (CAAM) is reported. Current research projects include various fields such as: (i) development of high strength/ductility Mg alloys; (ii) improvement in corrosion resistant of Mg alloys; (iii) semisolid state processing of Mg alloys and (iv) development of ultralight Mg alloys. For commercial utilization of Mg alloy parts, several problems, such as melting/casting, corrosion and recycling, have to be tackled. This review also contains a brief summary of the development project of Mg alloy parts for commercial application, mainly for automobile parts.     

高强高导铜银合金的研究现状及发展趋势

Cu-Ag合金作为先进的导体材料,广泛应用于微电子、交通、航空航天及机械制造等工业领域。回顾了近年来高强高导Cu-Ag合金的主要研究进展。针对Cu-Ag合金的导电性和力学性能,主要从合金设计中的Ag成分设计、微合金化和加工工艺中的制备方法、热处理及变形处理等方面进行评述。分析了Cu-Ag合金的成分设计原则,比较了上述几种加工工艺的特点,并提出大塑性变形将会是一种非常有前景的制备高强高导Cu-Ag合金及其它合金的加工工艺。最后指出了现阶段研究中存在的问题及未来发展的趋势。     

超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr变形镁合金研究进展

超高强韧镁合金的研发对推广镁合金在高技术领域的应用具有重要意义。镁与稀土均是我国的优势资源,因此在我国发展超高强韧稀土镁合金具有得天独厚的优势,其中Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金因其接近高强铝合金的超高强度和塑性,近年来受到研究者的广泛关注。综述了超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金的合金成分、常规塑性变形工艺、新型剧烈塑性变形工艺和热处理工艺对该合金显微组织和力学性能的影响规律,以及该超高强韧变形镁合金的显微组织特征和强韧化机理。T5峰时效态超高强韧Mg-8.2Gd-3.8Y-1Zn-0.4Zr(质量分数)挤压合金具有双峰分布的晶粒尺寸“软-硬”复合层片微结构,以及由高密度的基面γ′纳米片状析出相和棱柱面β′纳米析出相形成的近连续网状结构,该挤压合金室温拉伸屈服强度、拉伸强度和断裂延伸率分别为466 MPa、514 MPa和14.5%。介绍了哈尔滨工业大学等单位在超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金的规模化制备和应用方面的研究进展,并展望了Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金的发展趋势。     

Strong and ductile Mg alloys developed by dislocation engineering

Dislocation engineering concept has been successfully employed to tackle the strength-ductility trade-off in steels, resulting in the development of high-strength high-ductility deformed and partitioned (D&P) steel. The present perspective proposes to employ such dislocation engineering concept to develop strong and ductile magnesium (Mg) alloys. High density of?<?c?+?a?>?dislocations could be generated at appropriate temperature and retained in the Mg alloy after quenching to room temperature. Those?<?c?+?a?>?dislocations inherited from the warm deformation could provide?<?c?+?a?>?dislocation sources when the Mg alloy is deformed at room temperature, resulting in good ductility. The high dislocation density generated at warm deformation provides dislocation forest hardening, leading to improved yield strength of Mg alloy.     

铝、镁合金高压凝固及高压凝固理论研究进展

综述了Al合金高压凝固研究现状,着重介绍了GPa级高压作用下Mg合金凝固组织细化及细化机制研究结果,高压下Mg合金异质晶核结构及与Mg基体界面关系、异质晶核生成机制、压力对结晶相和形核衬底界面能(润湿性)的影响将成为今后Mg合金凝固组织细化机制研究的关键科学问题之一。介绍了与凝固组织细化相关的高压凝固理论,如非均质形核临界生核半径和临界形核功、形核率及晶体生长速率等理论模型及最新研究进展。     

镁及其合金表面防护性涂层国外研究进展

综述了近年来国外镁及其合金表面防护性涂层的研究进展,其中包括化学转化涂层、阳极氧化膜层、镀层(电镀、化学镀)、扩散膜层、激光表面合金改性层、气相沉积层及有机涂层等在镁合金基体上的应用情况,分析了其各自的利弊,并对镁合金表面防护技术的发展方向进行了展望.     

Texture control by {10-12} twinning to improve the formability of Mg alloys: A review

Texture control of wrought Mg alloys, particularly in rolled Mg alloy sheets, has been an important research topic for the past several decades because it has significant influence on stretch formability at room temperature. For Mg alloys, {10-12} twinning can be easily activated and causes a ˜86.3° lattice rotation. Thus, pre-twinning deformation is considered as an effective and low-cost method for texture control in wrought Mg and its alloys. Furthermore, it has been verified that texture control via pre-twinning deformation can remarkably improve stretch formability of rolled Mg alloy sheets. In this review, recent researches on texture control via twinning deformation and its influence on stretch formability will be critically reviewed. The main contents include the micro-mechanism and impact factors of control in twin-orientation, plastic processing techniques of pre-inducing twins and the application of pre-induced twins in improvement of stretch formability. Finally, further research directions on this field were proposed.     

La替代Mg对快淬纳米晶/非晶Mg_2Ni型合金贮氢动力学的影响

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用La部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备了Mg2-xLaxNi（x=0、0.2、0.4、0.6）合金,用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts装置测试了合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试了合金的电化学贮氢动力学。结果发现快淬二元Mg2Ni合金具有典型的纳米晶结构,而快淬La替代合金明显地显示具有非晶结构,表明La替代Mg提高Mg2Ni型合金的非晶形成能力。La替代Mg明显地改变Mg2Ni型合金的相组成。当x≤0.2时,La替代Mg不改变合金的主相Mg2Ni,但出现少量的LaMg3及La2Mg17相。而当La替代量x=0.4时,合金的主相改变为（La,Mg）Ni3＋LaMg3。合金的气态及电化学吸放氢动力学对La含量及快淬工艺敏感,La替代使合金的吸氢动力学降低,但适量的La替代Mg可以明显改善合金的放氢动力学及高倍率放电能力。La替代对合金贮氢动力学性能的影响与合金的制备工艺密切相关,表明合金的组织结构是影响其贮氢动力学的重要因素。