Mg-Gd-Y基高強(qiáng)鎂合金組織及性能控制的基礎(chǔ)研究.pdf

1、Mg-Gd-Y基鎂合金作為一種有發(fā)展前途的高強(qiáng)鎂合金,其研究正引起國內(nèi)外的關(guān)注和重視。然而,目前國內(nèi)外對于合金化和/或微合金化、擠壓和熱處理等影響Mg-Gd-Y基高強(qiáng)鎂合金組織和性能的研究還不系統(tǒng)和完善。因此,如何在已有Mg-Gd-Y基高強(qiáng)鎂合金研究開發(fā)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)開發(fā)新型的Mg-Gd-Y基鎂合金,并在此基礎(chǔ)上研究合金化和/或微合金化、擠壓和/或熱處理對其顯微組織和力學(xué)性能的影響,對于高性能Mg-Gd-Y基高強(qiáng)鎂合金的成功開發(fā)并推動(dòng)其

2、應(yīng)用具有非常重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
　　本文基于鑄造、擠壓和熱處理等制備工藝,并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、差熱分析(DSC)以及抗拉性能測試等手段,研究了Mg-Gd-Y-0.6Mn-0.6Ca、Mg-12Gd-4Y-1Zn-xZr和Mg-Gd-Y-1Zn-0.6Zr(wt％)高強(qiáng)Mg-Gd-Y基鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能,得到了以下主要研究結(jié)果:
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3、)所有試驗(yàn)鎂合金均主要由α-Mg、Mg5Gd和Mg24Y5相組成,并且在本文條件下 Gd、Y含量變化和/或 Zr添加對合金組織中合金相類型的影響不大。同時(shí),所有試驗(yàn)合金在凝固過程中均在530℃左右發(fā)生了L→α-Mg+Mg5Gd共晶反應(yīng)。此外,在Mg-12Gd-4Y-1Zn-xZr和Mg-Gd-Y-1Zn-0.6Zr試驗(yàn)鎂合金中發(fā)現(xiàn)存在層片狀的LPSO(Long-period Stacking Order)組織,而這種組織在Mg-Gd-Y

4、-0.6Mn-0.6Ca試驗(yàn)鎂合金中并未被觀察到。
　　2)對于Mg-Gd-Y-0.6Mn-0.6Ca試驗(yàn)鎂合金,在Y含量為5wt%時(shí),含13wt%Gd合金的晶粒較含10wt%Gd合金的晶粒相對細(xì)小,同時(shí)第二相的數(shù)量也較多;在Gd含量為13wt%時(shí),隨著Y含量從3wt%增加到5wt%,合金晶粒尺寸變化不明顯,但組織中合金相的數(shù)量增加,且逐漸由細(xì)小顆粒狀和/或斷續(xù)狀分布向相對粗大的準(zhǔn)連續(xù)狀分布轉(zhuǎn)變。在Mg-Gd-Y-0.6Mn-0.

5、6Ca試驗(yàn)鎂合金中,Mg-13Gd-5Y-0.6Mn-0.6Ca試驗(yàn)合金擠壓+時(shí)效處理后具有相對較高的抗拉性能。
　　3)在Mg-12Gd-4Y-1Zn-xZr試驗(yàn)鎂合金中添加0.6-1.2wt%Zr可以細(xì)化合金的晶粒,其中添加0.9wt%Zr的晶粒細(xì)化效率最高,其次依次是添加0.6wt%Zr和1.2wt%Zr。在Mg-12Gd-4Y-1Zn-xZr試驗(yàn)鎂合金中,Mg-12Gd-4Y-1Zn-0.9Zr合金在擠壓以及擠壓+時(shí)效處理

6、后具有相對較高的抗拉性能,尤其是抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。
　　4)對于Mg-Gd-Y-1Zn-0.6Zr試驗(yàn)鎂合金,在含Gd量為14wt%時(shí),隨著Y含量從2wt%增加到4wt%,合金組織中第二相的數(shù)量增加并變得粗大,而含Y量為4wt%時(shí),含12wt%Gd合金較含14wt%Gd合金的組織細(xì)小。與Mg-14Gd-(2-4)Y-1Zn-0.6Zr合金相比,Mg-12Gd-4Y-1Zn-0.6Zr合金在擠壓以及擠壓+時(shí)效處理后均具有相對較高的