長(zhǎng)周期堆垛有序結(jié)構(gòu)增強(qiáng)Mg-Y-Gd-Zn-Mn合金的研究.pdf

1、鎂合金作為最輕質(zhì)的金屬結(jié)構(gòu)材料，有密度低、高比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)良的加工性能等特點(diǎn)，但其強(qiáng)度低、塑性差及低的高溫性能限制了鎂合金的發(fā)展空間。近年來(lái)，由于稀土鎂合金中長(zhǎng)周期堆垛結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，其力學(xué)性能特別是高溫性能得到顯著的提高，從而引起了廣泛的研究。
　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)常規(guī)鑄造熔煉工藝制備了 Mg-Y-Gd-Zn-Mn合金系，通過(guò)OM、SEM、TEM、XRD等檢測(cè)方法對(duì)合金的顯微組織進(jìn)行觀察表征，研究不同Y含量下長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理和變化

2、規(guī)律，然后對(duì)合金進(jìn)行熱處理和正擠壓工藝，研究組織在熱處理態(tài)（T4態(tài)和 T6態(tài)）和擠壓態(tài)下組織的演變規(guī)律及相應(yīng)的力學(xué)性能變化，特別是長(zhǎng)周期相的類型、數(shù)量及分布對(duì)合金性能的影響。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果如下：
　　1、隨著Y含量的增加，鑄態(tài)Mg96.5-XYXGd1Zn2Mn0.5合金得到晶粒細(xì)化，18R-LPSO相的數(shù)量增加，但是過(guò)多的Y含量的添加也導(dǎo)致了18R-LPSO相在形貌上也呈現(xiàn)出粗化趨勢(shì)。鑄態(tài)1.0％Y合金和1.5%Y合金的共晶相為M

3、g3Zn3(Y,Gd)2相，2.0%Y合金和2.5%Y合金的共晶相為Mg24(Y,Gd,Zn)5相，除了1.0%Y合金，其他三組合金在晶界上均發(fā)現(xiàn)了 Mg12(Y,Gd)Zn相（18R-LPSO）。
　　2、鑄態(tài)2.0%Y合金的力學(xué)性能最優(yōu)，抗拉強(qiáng)度為221MPa，延伸率為8.2%，布氏硬度為77.9HB，而2.5%Y合金中18R-LPSO相形貌粗大，導(dǎo)致力學(xué)性能略有下降。
　　3、在經(jīng)500℃固溶處理50h后，四組合金的共

4、晶相均溶解并球化，部分18R-LPSO相溶解，當(dāng)Y含量大于1.5%時(shí)，基體中析出細(xì)層片狀的14H型LPSO相。
　　4、四組固溶態(tài)合金的室溫的強(qiáng)度和塑性均呈現(xiàn)先增高后下降的趨勢(shì)，2.0%Y合金性能最優(yōu)，抗拉強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到了232MPa和12.1%。固溶態(tài)2.0%Y合金經(jīng)過(guò)200℃時(shí)效處理55h后達(dá)到時(shí)效峰值，室溫抗拉強(qiáng)度提升至261MPa。
　　5、固溶態(tài)2.0%Y合金經(jīng)過(guò)擠壓變形后晶粒大幅細(xì)化，18R-LPSO相和1