稀土元素Y对变形镁合金ZK60的组织和性能的影响

通过对Mg-6.0Zn-1.2Y、Mg-6.0Zn-0.6Zr-1.0Y变形镁合金挤压态及经过各种热处理的试样的显微纽织分析及力学性能研究,探讨了微量稀土元素Y在ZK60合金中的存在形式和作用机理对该合金组织与力学性能的影响.结果表明,稀土元素Y能使变形镁合金ZK60晶粒明显得到细化,晶界也变细;当添加的稀土Y含量为1.0%wt时,大量的Y和Zn在晶界富集,Y-Zn相颗粒变大,导致其强度下降,而延伸率增加.     

Dy和Y对ZK60镁合金铸态组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X线衍射分析及力学性能测试等手段,研究稀土元素Dy和Y对ZK60镁合金铸态显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:在ZK60镁合金中单独添加质量分数为1%Dy和1%Y均能细化晶粒,Y的细化效果优于Dy的细化效果;当同时添加Dy和Y时,细化效果最佳,合金的平均晶粒尺寸由原来的105μm减小至35μm,因此,合金的塑性都有不同程度的提高;单独添加Dy后,合金的抗拉强度下降,而单独添加Y后,合金的抗拉强度略有提高,同时添加Dy和Y后,由于Dy和Y原子之间相互交换作用,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高至210.2 MPa,115.6 MPa和8.6%,较未加稀土元素的ZK60镁合金分别提高5.3%,17.1%和177.4%;加入稀土Dy和Y后合金力学性能的变化主要与Dy和Y在合金中形成的I相和W相的比例有关。     

电脉冲对冷轧ZK60镁合金组织及性能的影响

研究了电脉冲处理对冷轧ZK60镁合金组织和性能的影响。研究发现,电脉冲处理能提高位错移动能力,促进再结晶过程的进行,实现细晶强化。晶粒平均尺寸从均匀化处理后的110μm降至13μm左右,抗拉强度从182MPa提高至265MPa,延伸率从7.6%提高到18.1%。较高的变形量和适宜的电脉冲参数有利于再结晶过程;不同类型的孪晶在电脉冲处理过程中表现不同,拉伸孪晶被保留下来,而压缩孪晶易于再结晶。     

稀土元素Nd和Dy对铸态ZK10镁合金组织及性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X线衍射分析及力学性能测试等设备和方法,研究稀土元素Nd和Dy对铸态ZK10镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:ZK10镁合金中分别加入Nd和Dy均能细化晶粒,且Nd和Dy同时加入的效果优于单一加入的效果,当同时加入质量分数为0.2%Nd和0.6%Dy时,合金的平均晶粒尺寸由原来的150μm细化至60μm,使ZK10合金的抗拉强度和屈服强度分别提高至191.0MPa和69.0MPa,伸长率达到16.6%,与未加入稀土的ZK10合金相比分别提高89%,43%和232%。     

稀土Er对ZK60镁合金变形行为的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了稀土元素Er对ZK60镁合金的热压缩变形行为的影响。通过引入Zener-Hollomon参数和双曲正弦函数构建了ZK60和ZK60-1.0Er镁合金的本构方程,同时采用应变硬化率θ-流变应力σ关系曲线确定动态再结晶发生的临界应力σc值。结果表明:ZK60和ZK60-1.0Er两种镁合金在热压缩变形过程中,随着变形温度T的升高,压缩流变应力σ值均减小;随着应变速率ε?的增加,流变应力σ值均增加。添加稀土元素Er使得ZK60镁合金热压缩变形流变应力σ值和应力指数n值增加,在变形温度为160~320℃时提高了发生动态再结晶的临界应力σc值,稀土相的存在促进了再结晶晶粒的形核,降低了平均变形激活能Qˉ值。     

ZK60镁合金变形固溶处理对硬度的影响

对不同变形量的ZK60镁合金进行不同固溶温度和不同固溶时间的固溶处理,分析ZK60镁合金变形和固溶处理对硬度的影响.结果表明:随变形量的增加,固溶温度的升高和固溶时间的延长,ZK60镁合金的硬度均提高。固溶温度的升高对硬度值的影响最明显,固溶时间次之,挤压变形量对硬度的影响程度最小。     

高强度变形镁合金ZK60的研究现状

镁合金因其具有很高的比强度、良好的铸造成型性、优越的阻尼吸震降噪性能、电阻屏蔽性能等诸多优点而受到广大材料工作者的强烈重视,而ZK60镁合金则是高强度变形镁合金中性能最为优越的合金之一.文章综述了ZK60合金发展历史、组织研究现状、力学性能研究现状、表面处理研究现状、应用现状以及合金元素和微量元素对ZK60合金组织和性能的影响.在此基础上,提出了改善ZK60镁合金组织性能的方向和途径,并对其表面处理和应用现状做了分析和展望.     

Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X线衍射仪等分析研究Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响,并测试其室温力学性能.研究结果表明:Mg-Nd-Zn-Zr-xY(x=0,0.6％,1.2％,1.8％,质量分数)合金铸态组织主要由α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相组成,Y元素主要固溶在α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相中;合金经530℃/14h固溶处理后组织由α-Mg、残余的少量Mg12(NdaZn1-a)相以及方块状Mg24RE5相组成;固溶态合金经200℃/12h时效处理后有大量尺寸为10nm左右的β'和β”析出相生成,能有效地强化基体;随Y质量分数增加,合金室温抗拉强度和屈服强度逐渐上升,最高分别达到271 MPa和161 MPa,较基础Mg-Nd-Zn-Zr合金有较大幅度提高.     

Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响

用金相显微分析、扫描电镜分析及能谱分析等方法研究了Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响. 结果表明:添加少量的Sr对ZK60镁合金有很好的组织细化效果,但其细化效率受Sr加入量和熔体保温时间的影响较大. 在给定熔体保温时间的条件下,随着Sr质量分数从0.01%增加到0.1%,晶粒细化效率逐渐提高. 在给定Sr加入量的条件下,当熔体保温时间为20～80min时,晶粒细化效率随熔体保温时间的延长而提高;当熔体保温时间超过80min后,晶粒细化效率随熔体保温时间的延长而降低.     

ZK60镁合金铸态显微组织分析

作为高强度变形镁合金研究的基础工作,较系统研究了ZK60镁合金的铸态组织.光学显微分析表明,铸态组织中存在很明显的枝晶;有相当数量的共晶组织沿晶界或枝晶边界断续分布.差热分析(DSC)表明,在加热和冷却速度分别为15 K/min和10 K/min时共晶组织的熔化温度为345℃,凝固析出温度为328.7℃.x-衍射分析初步确定,在铸态ZK60镁合金中主要有α-Mg,MgZn,MgZn23种合金相.透射电子显微分析发现,共晶组织类型、组成和分布具有多样性,选区电子衍射花样标定共晶组织主要由α-Mg和MgZn两相构成.     

Effect of rare earth elements on the microstructure and property for magnesium alloy AM60B

The effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AM60B alloy were studied. Different proportions of rare earth elements were added to AM60B and the tensile tests were carried out under different temperatures. The experimental results show that at room temperature the tensile strength of AM60B can be improved with the addition of rare earth elements. The ductility of which at room or elevated temperature (120℃) can also be improved, and the ductility is to some extent in proportion with the amount of rare earth elements. The ductility at 120℃ is better than that at room temperature. The microstructure graphs demonstrate that appropriate amount of rare earth elements (0.1%-0.2%, mass fraction) can fine AM60B's grain and improve its ductility.     

钇对Mg-12Gd-1Zn-0.6Zr镁合金组织和性能的影响

为加强Mg-Gd-Y基高强镁合金的开发,拓展镁合金的应用,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、差热分析和拉伸试验等手段,研究了Y对Mg-12Gd-1Zn-0.6Zr镁合金组织和性能的影响.结果表明:在Mg-12Gd-1Zn-0.6Zr镁合金中,Y添加的质量分数为2％时对合金铸态组织的影响不大;当添加3％和4％会导致合金铸态组织粗化,并使合金组织中的第二相由不连续分布的细小网状变成粗大的骨骼状;添加2％～4％还可使合金挤压后的晶粒细化,其中添加2％和3％较添加4％获得更好的细化效果.此外,添加2％～4％可明显提高合金挤压后的抗拉强度和屈服强度,其中添加2％可使合金挤压后的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到348.8 MPa、256.8 MPa和14.7％.     

时效ZK60镁合金中的合金相探索

对经时效热处理(T6)的ZK60镁合金进行了较为全面的研究,初步确定了时效ZK60镁合金中主要合金相的种类和形态.研究发现,固溶处理ZK60镁合金中有明显的花朵状偏析;从金相照片和透射电子显微照片中均发现了残存少量的未溶物相,选区电子衍射花样(SADP)标定为MgZn2相.在固溶处理和时效处理的ZK60镁合金均存在一类MgZn2相,它们无取向分布,形貌呈近似平行四边形,大小在200～500nm之间,对热处理条件不敏感.时效处理的ZK60镁合金中的另一类析出物是MgZn相,形态为长约500nm的杆状.时效处理的ZK60镁合金中除了已标定的MgZn相和MgZn2相外,还发现了4种形态和分布不同的物相,它们可能是完全不同的物相,也有可能是同种物相在不同截面所呈现的不同形态.