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Effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of a multidirectionally forged Mg-Gd-Y-Zn-Zr-Ag alloy

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镁合金学报(英文) 2023年第6期11卷 2042-2053页

作者： Junkai Wang chuming liu Shunong Jiang Yingchun Wan Zhiyong Chen School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China State Key Laboratory for Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha 410083China School of Materials Science and Engineering Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201China

Multidirectional forging(MDF)was successfully applied to fabricate large-size Mg-Gd-Y-Zn-Zr-Ag alloy in this work and effects of T4,T5 and T6 treatments on the microstructure and mechanical properties of the as-forged alloy were analyzed.Results show that dynamic recrystallization(DRX)occurs and second phase particles precipitate along the grain boundary during the MDF process.After annealing treatment(T4),the volume fraction and size of dynamic precipitates slightly increase at a lower temperature(430℃)compared with those of MDFed sample,while they are dissolved into theα-Mg matrix at a higher temperature(450℃).At the meantime,short plate-shaped long-period stacking ordered(LPSO)phases are observed in the DRX grains of the MDFed sample and then dissolved into theα-Mg matrix during annealing at both temperatures.Typical basal texture is identified in the MDFed sample,but the basal pole tilts away from final forging direction and rare-earth texture component withorientation parallel to penultimate forging direction becomes visible after annealing.The T6 sample annealing at 430℃for 4 h and ageing at 200℃for 34 h exhibits the superior strength and ductility in this study.The ultimate tensile strength,tensile yield strength and elongation to failure,which is 455 MPa,308 MPa and 7.7%,respectively,are overall improved compared with the directly-aged(T5)sample.This paper provides a superior heat treatment schedule to manufacture high-performance large-scale Mg-Gd-Y-Zn-Zr-Ag components for industrial production.

关键词： Mg-Gd-Y-Zn-Zr-Ag alloy Multidirectional forging Dynamic precipitation Heat treatment Mechanical properties

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Deformation mechanism,orientation evolution and mechanical properties of annealed cross-rolled Mg-Zn-Zr-Y-Gd sheet during tension

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镁合金学报(英文) 2023年第7期11卷 2340-2350页

作者： Xia Lin Zhiyong Chen Jianbo Shao Jiangying Xiong Zhang Hu chuming liu School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

Mg-6.75Zn-0.57Zr-0.4Y-0.18Gd(wt.%)sheet with typical basal texture was produced by cross rolling and annealing.Room temperature tensile tests were subsequently conducted along rolling direction(RD),transverse direction(TD),and diagonal direction(RD45).Deformation mechanism and orientation evolution during the tension were investigated by quasi-in-situ electron backscatter diffraction observation and in-grain misorientation axis analysis.The results indicate that the activation of deformation mechanism mainly depends on the initial grain orientation.For RD sample,prismaticslip plays an important role in the deformation of grains withaxis nearly perpendicular to the RD.With theaxis gradually tilted towards the RD,basalslip becomes the dominant deformation mode.After the tensile fracture,the initial concentrically distributed{0001}pole is split into double peaks extending perpendicular to the RD,and the randomly distributed{1010}pole becomes parallel to the RD.The evolution in{0001}and{1010}poles during tension is related to the lattice rotation induced by basalslip and prismaticslip,respectively.TD and RD45 samples exhibit similar deformation mechanism and orientation evolution as the RD sample,which results in the nearly isotropic mechanical properties in the annealed cross-rolled sheet.

关键词： Magnesium alloys Deformation mechanism Orientation evolution Mechanical properties

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Formation of nanocrystalline AZ31B Mg alloys via cryogenic rotary swaging

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Journal of Magnesium and Alloys 2023年第5期11卷 1580-1591页

作者： Xin Chen chuming liu Yingchun Wan Shunong Jiang Xiuzhu Han Zhiyong Chen Light Alloy Research Institute Central South UniversityChangsha 410083China School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China School of Metallurgy and Environment Central South UniversityChangsha 410083China Beijing Institute of Spacecraft System Engineering Beijing 100094China

A bulk nanocrystalline AZ31B Mg alloy with extraordinarily high strength was prepared via cryogenic rotary swaging in this study.The obtained alloy shows finer grains,higher strength,and a negligible tension-compression yield asymmetry,compared with that prepared via room-temperature rotary swaging.Transmission electron microscopy investigations showed that at the initial stage,multiple twins,mostly tension twins,were activated and intersected with each other,thereby refining the coarse grains into a fine lamellar structure.Then,two types of nanoscale subgrains were generated with increasing swaging strain.The first type of nanoscale subgrain contained twin boundaries and low-angle grain boundaries.This type of subgrain appeared at the twin-twin intersections and was mainly driven by high local stress.The second type of nanoscale subgrain was formed within the twin lamellae.The boundaries of this type of subgrain did not contain twin boundaries and were transformed from massive dislocation arrays.Finally,randomly oriented nanograins were obtained via dynamic recrystallization,under the combined function of deformation heat and increased stored energy.Compared with room-temperature rotary swaging,cryogenic rotary swaging exhibits a slower grain refinement process but a remarkably enhanced grain refinement effect after the same five-pass swaging.

关键词： Cryogenic rotary swaging Nanocrystalline Mg alloy Grain refinement Twinning Dislocation arrays

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The effect of LPSO on the deformation mechanism of Mg-Gd-Y-Zn-Zr magnesium alloy

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Journal of Magnesium and Alloys 2016年第2期4卷 83-88页

作者： Jianbo Shao Zhiyong Chen Tao Chen Zhang Hu Xiaojie Zhou chuming liu School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

The tensile deformation behavior and corresponding microstructure evolution of the Mg-4.7Gd-3.4Y-1.2Zn-0.5Zr(at.%)magnesium alloy with long period stacking structure(LPSO)are studied by electron backscatter diffraction(EBSD)and slip lines methods.The results show that less and very small size of twins is observed in the grains with high value of Schmid factor for twinning,which indicates that the growth of the{10–12}twinning deformation is prevented by the LPSO phase.The prismatic lines present in grains of which the prismatic slip Schmid factor is above 0.4.The favorable orientation and LPSO phase synergistically promote the activation of prismatic slip.The inhomogeneous rotation of the grains during deformation is the reason for the microcrack at grain boundary.

关键词： Rare earth magnesium alloys LPSO Deformation mechanism Crystal orientation

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一种制动系统软管接头结构优化设计

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机车车辆工艺 2024年第3期60卷 22-24页

作者：徐晓锋高鹏张锡广刘楚鸣常胜权世成沈阳中车轨道交通装备有限公司辽宁沈阳110000

针对某线路地铁车辆制动系统软管活接头采用TB/T 798—91连接形式后,车辆运行过程中软管接头易产生松动,为找出软管接头易松动原因,对软管接头内部结构及其受力进行分析,计算最大等效拧紧力矩校核,根据分析和计算结果,对原TB/T 798—91... 详细信息

针对某线路地铁车辆制动系统软管活接头采用TB/T 798—91连接形式后,车辆运行过程中软管接头易产生松动,为找出软管接头易松动原因,对软管接头内部结构及其受力进行分析,计算最大等效拧紧力矩校核,根据分析和计算结果,对原TB/T 798—91接头原有结构进行优化设计,优化设计后的接头结构具有刚性连接,密封圈的压缩率可以定量控制,通过基本理论公式和力学原理,推导出管接头预紧力和管接头紧固应力面积计算方法,计算得出不锈钢管接头防松紧固力矩,优化设计后的接头防松紧固力矩远远大于原接头最大等效拧紧力矩。

关键词：内接活接头松动密封圈压缩率应力面积紧固力矩

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高Zn含量对挤压Mg-Zn-Ca-Y镁合金微观组织和力学性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第2期53卷 451-460页

作者：陈训华刘楚明蒋树农万迎春中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

制备不同Zn质量分数的Mg-x Zn-0.3%Ca-0.1%Y(x=7%,10%,13%)挤压镁合金,研究Zn质量分数对合金组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着Zn质量分数增加,挤压合金的第二相体积分数增加,平均晶粒粒径和再结晶程度均先减小再增大,织构强度(... 详细信息

制备不同Zn质量分数的Mg-x Zn-0.3%Ca-0.1%Y(x=7%,10%,13%)挤压镁合金,研究Zn质量分数对合金组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着Zn质量分数增加,挤压合金的第二相体积分数增加,平均晶粒粒径和再结晶程度均先减小再增大,织构强度(极密度)则先升高再降低。与Zn质量分数分别为7%和13%的合金相比,Mg-10%Zn-0.3%Ca-0.1%Y合金在微观组织上具有最小的平均晶粒粒径(2.89μm)、最低的再结晶程度(60.4%)和最强的织构(极密度为9.77),其晶粒分布具有双峰组织特点,且带状第二相更纤长,具有大量纳米级I相析出且分布均匀,与另外2种合金在第二相的分布上存在明显差异。Mg-10%Zn-0.3%Ca-0.1%Y合金在宏观上表现为最优的综合力学性能:屈服强度为215.6 MPa,抗拉强度为326.1 MPa,伸长率为27.3%。细晶强化是其力学性能优异的主要原因,织构强化和第二相强化的影响相对较小,而合金晶粒细小则主要由Zn质量分数变化引起的第二相分布差异所致。

关键词：镁合金合金成分显微组织力学性能

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某办公楼高大门厅空调系统设计改进

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制冷与空调 2022年第7期22卷 59-63页

作者：刘初名同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

针对办公楼高大门厅的空间特点等可能导致的室内空调效果不佳,提出可以采用CFD技术模拟预测其室内空调效果并用于指导改进设计。通过模拟分析发现:采用喷口送风的分层空调方案,门厅室内垂直方向的温度梯度、人员活动区的平均风速基本满... 详细信息

针对办公楼高大门厅的空间特点等可能导致的室内空调效果不佳,提出可以采用CFD技术模拟预测其室内空调效果并用于指导改进设计。通过模拟分析发现:采用喷口送风的分层空调方案,门厅室内垂直方向的温度梯度、人员活动区的平均风速基本满足要求,但是冬、夏季2种工况下都出现了室内局部区域温度(夏季23.7~28.8℃,冬季18.6~22.8℃)达不到设计要求的情况;针对这个问题,提出的改进方案能够改善室内空调效果(夏季22.4~26.9℃,冬季20.6~23.6℃)。

关键词：空调系统高大门厅喷口送风温度风速

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Dislocations-induced precipitates and their effect on mechanical properties of Mg-Gd-Y-Zr alloy

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Journal of Magnesium and Alloys 2019年第3期7卷 414-418页

作者： Chao You Churning liu Yingchun Wan Bei Tang Bizheng Wang Yonghao Gao Xiuzhu Han School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China School of Materials Science and Engineering Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201China Beijing Institute of Spacecraft System Engineering Beijing 100094China

Optical microscope(OM),scanning electron microscope(SEM),transmission electron microscope(TEM)and tensile machine were used to characterize the microstructures and mechanical properties of as-forged and aged Mg-9.5Gd-3.8Y-0.6Zr alloys.The results show that a novel kind of dislocation arrays,comprising parallel arranged dislocations,were obtained in the forged alloy.The arrays tend to extend parallel and are heterogeneously distributed with adjacent distances varying from 0.3μm to 1.4μm.After aging the alloy at 265°C,a large number of preferential-oriented phases were precipitated on the dislocation arrays,forming a structure of"precipitation chains"(PCs),which results in simultaneous increments of strength and ductility.

关键词： Magnesium alloys Dislocations Precipitate Mechanical property

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高盐回用水对脱硫系统的影响

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能源与节能 2022年第10期 80-84页

作者：郁炎刘初明周灏国能江苏谏壁发电有限公司江苏镇江212006

随着国家对水污染的控制,尤其是对工业用水处理的严格要求,如何在火电厂内部消耗掉工业废水成为亟待解决的问题。大部分电厂将废水分级利用,其中高盐水回用于脱硫系统是一种常见的利用方式,但国内外对脱硫浆液中盐分对脱硫性能的影响研... 详细信息

随着国家对水污染的控制,尤其是对工业用水处理的严格要求,如何在火电厂内部消耗掉工业废水成为亟待解决的问题。大部分电厂将废水分级利用,其中高盐水回用于脱硫系统是一种常见的利用方式,但国内外对脱硫浆液中盐分对脱硫性能的影响研究却很少见。主要就高盐水回用对脱硫系统性能,比如SO传质特性、脱硫效率、石灰石离解效率、石膏品质及脱硫吸收塔结垢和腐蚀等方面的影响进行了研究与分析,探讨了多种离子在不同浓度下对脱硫性能的影响,并期望能找到优化脱硫系统性能的高盐水组分,实现高盐废水的高效回用,减少脱硫废水外排量。

关键词：高盐水脱硫系统脱硫性能

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挤压比对Mg-Gd-Ni合金微观组织、力学及腐蚀性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第9期51卷 2405-2412页

作者：万佳刘楚明许诗源王必正中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

制备3种挤压比分别为7.0,9.6,19.6的Mg-1.5Gd-0.2Ni(质量分数,%)合金,研究挤压比对合金微观组织、力学性能及腐蚀性能的影响。研究结果表明:随着挤压比从7.0增加至19.6,Mg基体再结晶越充分,其组织更加细小、均匀,因而提高了合金的综合... 详细信息

制备3种挤压比分别为7.0,9.6,19.6的Mg-1.5Gd-0.2Ni(质量分数,%)合金,研究挤压比对合金微观组织、力学性能及腐蚀性能的影响。研究结果表明:随着挤压比从7.0增加至19.6,Mg基体再结晶越充分,其组织更加细小、均匀,因而提高了合金的综合力学性能。当挤压比为19.6时,合金的抗拉强度为228 MPa,屈服强度为167 MPa,断后伸长率为22.5%。挤压态合金在质量分数为3%KCl中的腐蚀速率比铸态合金的低。

关键词：镁合金挤压比力学性能腐蚀性能

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