Y、Ca和Gd對Mg-Y-Zn合金組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文采用熔煉、均勻化處理及熱擠壓等工藝制各了具有LPSO結(jié)構(gòu)增強的Mg-xY-2.5Zn-0.4Zr-0.41Gd（x=5.83，7，8.5，wt％)、Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr-0.5Gd-xCa(x=0，0.1，0.5，wt%)和Mg-5.835Y-2.5Zn-0.4Zr-xGd(x=0，0.83，1.67，wt%)三組合金。采用OM、XRD、SEM、EDS和TEM等研究了合金元素Y、Ca和Gd對Mg-Y-Zn合金鑄態(tài)

2、、均勻化處理態(tài)和擠壓態(tài)組織和力學(xué)性能的影響；對比研究了不同條件下合金組織演化及LPSO結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變及特征，并探討了時效處理對Mg-xY-2.5Zn-0.4zr-0.41Gd(x=5.83，7，8.5，wt%)和Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr-0.5Gd-xCa(x=0，0.1，0.5，wt%)合金組織演化和力學(xué)性能的影響，得到以下主要結(jié)論：
　　(1)Mg-xY-2.5Zn-0.4Zr-0.41Gd(x=5.83，7，8.

3、5，wt%)合金鑄態(tài)、均勻化處理和擠壓態(tài)組織均由α-Mg基體、X-Mg12(Y,Gd)Zn相和W-Mg3(Y,Gd)2Zn3相組成。隨Y含量增加合金鑄態(tài)組織得到細化，晶粒內(nèi)層片狀LPSO結(jié)構(gòu)體積分?jǐn)?shù)減小，晶界第二相增多、粗大；擠壓及均勻化處理后，隨Y含量的增加，Mg-xY-2.5Zn-0.4Zr-0.41Gd(x=5.83，7，8.5，wt%)合金的拉伸性能逐漸降低，這是由于LPSO結(jié)構(gòu)對合金的強化效果高于晶粒細化作用，且層片狀LPSO

4、結(jié)構(gòu)比分布于晶界的塊狀X-Mg12(Y,Gd)Zn(LPSO結(jié)構(gòu))相和W-Mg3(Y,Gd)2Zn3相強化效果更佳。
　　(2)Ca含量變化對Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr-0.5Gd-xCa(x=0，0.1，0.5，wt.%)合金晶粒大小影響不明顯，但0.1%Ca合金組織中X-Mg12(Y,Gd)Zn相體積分?jǐn)?shù)高于其他合金，由于X-Mg12(Y,Gd)Zn相硬度高，在擠壓變形過程中可以細化合金晶粒，0.1%Ca合金擠壓

5、態(tài)組織更細小。因此，0.1%Ca合金的室溫、高溫拉伸力學(xué)性能最佳。
　　(3)Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr-0.5Gd-0.1Ca合金鑄態(tài)組織中的LPSO結(jié)構(gòu)為18R型，在500℃×14h均勻化處理過程中由18R轉(zhuǎn)變?yōu)?4H，而在熱擠壓變形過程中LPSO結(jié)構(gòu)類型沒有變化，14H比18R相對穩(wěn)定。Mg-5.83Y-2.5Zn-0.4Zr-0Gd合金鑄態(tài)組織中的LPSO結(jié)構(gòu)為14H型，Mg-5.83Y-2.5Zn-0.4Z

6、r-1.67Gd合金鑄態(tài)組織中LPSO結(jié)構(gòu)為18R型。均勻化處理和熱擠壓后Mg-5.83Y-2.5Zn-0.4Zr-xGd(x=0，1.67，wt%)合金組織中的LPSO結(jié)構(gòu)均為14H型，Gd元素改變了鑄態(tài)組織中LPSO結(jié)構(gòu)的類型。
　?。?）擠壓態(tài)Mg-xY-2.5Zn-0.4Zr-0.41Gd(x=5.83,7,8.5，wt%)、Mg-8.5Y-1.25Zn-0.5Zr0.5Gd-xCa(x=0,0.1,0.5，wt%)和Mg

7、-5.83Y-2.5Zn-0.4Zr-xGd(x=0,0.83,1.67，wt%)合金優(yōu)異的力學(xué)性能取決于LPSO結(jié)構(gòu)的體積分?jǐn)?shù)、形貌及分布。在熱擠壓過程中，組織中的層片狀LPSO結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲、變形、破碎和扭折等現(xiàn)象。LPSO結(jié)構(gòu)硬度高、高溫穩(wěn)定性良好，變形后合金組織得到進一步細化，對合金的強化主要源于細晶強化、扭折帶的形成和纖維增強機制。另外，組織中X-Mg12(Y，Gd)Zn相和W-Mg3(Y，Gd)2Zn3相良好的高溫穩(wěn)定性也是這