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快速凝固和铸态mg-20gd合金的组织和力学性能

快速凝固和铸态Mg-20Gd合金的组织和力学性能

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中国稀土学会第一届青年学术会议

作者：彭秋明吴耀明房大庆孟健王立民中国科学院长春应用化学研究所中国科学院稀土化学与物理重点实验室中国科学院长春应用化学研究所中国科学院稀土化学与物理重点实验室中国科学院长春应用化学研究所中国科学院稀土化学与物理重点实验室中国科学院长春应用化学研究所中国科学院稀土化学与物理重点实验室中国科学院长春应用化学研究所中国科学院稀土化学与物理重点实验室

采用快速凝固和铜模铸造法制备了mg-20gd（％,质量分数）组成的薄带（宽×厚=1．3 mm×0．03 mm）和块体（70 mm×40 mm×9 mm）合金,研究了合金的组织和力学性能。结果表明,快速凝固薄带没有明显的晶界,组成相主要是α-mg过饱和固溶... 详细信息

采用快速凝固和铜模铸造法制备了mg-20gd（％,质量分数）组成的薄带（宽×厚=1．3 mm×0．03 mm）和块体（70 mm×40 mm×9 mm）合金,研究了合金的组织和力学性能。结果表明,快速凝固薄带没有明显的晶界,组成相主要是α-mg过饱和固溶体和少量非晶相。铸态样品可观察到明显的枝晶组织,相组成为α-mg固溶体和mg5gd化合物。薄带和铸态样品的室温硬度分别为100和85 Hv,室温抗拉强度分别为 310和254 MPa,523 K的抗拉强度分别为249和154 MPa。两种样品延伸率都小于2％,断裂方式主要为脆性断裂。

关键词：金属材料 mg-gd合金组织力学性能稀土

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RE（Nd、gd、Y）在mg中的时效析出行为研究

RE（Nd、Gd、Y）在Mg中的时效析出行为研究

引用

作者：张玲利东北大学

学位级别：硕士

在过去近二十年,由于镁合金在汽车、航空航天和电子工业等领域表现出来的巨大潜能而越来越受到关注。这些镁合金多数都是通过时效处理获得的较高强度。mg-RE系合金因具有很好的时效强化效果而成为研究的热点。在mg-Nd、mg-gd和mg-Y系合... 详细信息

在过去近二十年,由于镁合金在汽车、航空航天和电子工业等领域表现出来的巨大潜能而越来越受到关注。这些镁合金多数都是通过时效处理获得的较高强度。mg-RE系合金因具有很好的时效强化效果而成为研究的热点。在mg-Nd、mg-gd和mg-Y系合金中添加其他合金元素能有效提高镁合金强度,但在时效过程中析出具有不同形貌、结构等特征的析出相。因此,需从二元合金来研究添加元素影响mg-RE系合金的时效析出的规律。然而,目前mg-RE(Nd,gd,Y)二元合金时效析出序列和时效早期析出机制还不够清晰,时效过程中析出相的析出特征都还需要更深入的研究。因此,本文通过反向热挤压制备 mg-xNd(x=0.70,1.09,1.92wt.%)合金、mg-ygd(y=4.25,6.59,10.7wt%)合金、mg-zY(z=3.07,4.94,9.17wt%)合金,进行 540℃/16h 固溶处理,180℃、200℃、220℃时效处理。然后结合时效硬化曲线研究了 mg-1.92Nd合金在200℃、mg-10.7gd合金在180℃、mg-9.17Y合金在180℃的时效析出行为。得到如下结论:mg-xNd、mg-ygd、mg-zY合金在300℃下经过反向热挤压后,组织均发生完全动态再结晶,基体晶粒呈等轴状。mg-xNd(x=0.70,1.09,1.92wt.%)合金挤压后的晶粒尺寸依次为11μm、9μm、8μm,相对应的合金硬度为43.7HV、45.8HV、51.4HV。mg-ygd(y=4.25,6.59,10.7wt%)合金挤压后的晶粒尺寸依次为11μm、10μm、9μm,相应合金硬度为 52.4HV、67.3HV、81.2HV。mg-zY(z=3.07,4.94,9.17wt%)合金经挤压后的晶粒尺寸为16μm、14μm、12μm,相对应的合金硬度为50.7HV、60.4HV、91.3HV。合金最佳固溶制度为540℃/16h。固溶处理后合金晶粒尺寸显著长大,硬度值有所下降。mg-xNd(x=0.70,1.09,1.92wt.%)合金晶粒尺寸依次为 204μm、181μm、139μm,相对应的合金硬度为 31.75HV、35.85HV、41.45HV。mg-ygd(y=4.25,6.59,10.7wt%)合金晶粒尺寸依次为94μm、75μm、50μm,相对应的合金硬度为60.57HV、64.52HV、66.7HV。mg-zY(z=3.07,4.94,9.17wt%)合金晶粒尺寸为 118μm、111μm、91μm,相对应的合金硬度为 43.93HV、44.63HV、45.00HV。mg-1.92Nd合金200℃时效2.5h后,沿基体[1102]mg方向析出长10～25nm,宽2nm的针状相。时效7h后基体中有0.3～0.5μm长,50nm宽的透镜状β’相和少量短条状聚集相析出。时效10h达到峰值,短条状长大至20～40nm,同时基体中弥散析出大量10nm左右的碟状β1相(fcc,α=0.74nm,主要强化相)。时效至35h,β1相消失,长100～200nm的透镜状β相(正方晶体结构,晶格常数为α=1.03nm,c=0.59nm)析出,与基体的位向关系为(002)β//(1010)M构和[100]β//[0001]mg。mg-10.7gd合金180℃时效10h,基体中有20nm左右的碟状亚稳β"相析出。时效63h后,β"相生长成颗粒状,同时基体中有短条状β’相存在,β’相是mg-10.7gd合金的主要强化相。时效298h达到峰值,β"相趋于消失,β’相含量显著增多,经标定β’相(mg7gd)为底心正交结构(α=0.65nm,b=2.27nm,c=0.52nm),与基体的位向关系为[000]β//[0001]mg和(100)β.//(2110)mg。时效500h,β’相明显长大,同时基体中有针状β相析出,时效强化效果减弱。mg-9.17Y合金180℃时效10h后,基体上有不规则颗粒状β"相均匀析出,尺寸在5～15nm之间。时效63h,颗粒状张大成80nm左右的条状β’相。时效峰值阶段(100h),β’相继续长大,并沿基体[0110]mg方向呈条状均匀析出。

关键词： mg-Nd合金 mg-gd合金 mg-Y合金时效析出晶体结构位向关系

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