Mg-Gd-Y系鎂合金組織性能研究.pdf

1、作為工程應(yīng)用中密度最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金具有高比強(qiáng)、高比模、高阻尼以及優(yōu)異的鑄造、機(jī)械加工性能和易回收等優(yōu)點(diǎn)。因其在國(guó)防和民用工業(yè)中的應(yīng)用日益增多而受到材料科學(xué)工作者們的廣泛關(guān)注和研究，但其較低的絕對(duì)強(qiáng)度和較差的塑性變形能力成為制約其廣泛應(yīng)用的主要原因之一。研究表明，Mg-RE系合金一般具有良好的綜合力學(xué)性能，高強(qiáng)Mg-RE系鎂合金一般都含有稀土元素Gd和Y，尤其是重稀土Gd含量一般在10％(有些甚至達(dá)到20％)以上，這種方法雖然顯

2、著提高了合金的力學(xué)性能，但由于Gd的大量添加不僅增加了鎂合金的成本，同時(shí)也使鎂合金的比重大幅提高，限制了它的實(shí)際使用范圍。
　　 本文以Mg-Gd-Y合金為基礎(chǔ)，通過添加適量的元素Zr和Zn以降低稀土Gd、Y的添加量，并期望獲得良好的綜合力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)采用常規(guī)金屬模鑄法制備了Mg-xGd-3Y(x=6，10)、Mg-6Gd-3Y-0.4Zr和Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn(x=1，1.5，2)等成分的合金，對(duì)實(shí)驗(yàn)合金分別

3、進(jìn)行了熱擠壓、均勻化處理以及時(shí)效處理。論文研究了Gd、Zr、Zn三種元素以及時(shí)效處理對(duì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，由于Gd在鎂中存在較大的固溶度，Gd元素主要通過固溶強(qiáng)化來(lái)提高合金的力學(xué)性能；Zr元素作為晶粒細(xì)化劑，在鎂合金中起細(xì)化晶粒的作用，通過細(xì)晶強(qiáng)化方式來(lái)提高合金的強(qiáng)度；具有LPSO結(jié)構(gòu)的Mg12Zn(Gd，Y)相是：Mg-RE-Zn合金中的主要強(qiáng)化相，它呈片層狀分布，隨著Zn含量的增加，Mg12Zn(Gd，Y)相形貌

4、發(fā)生改變，由不連續(xù)分布趨于半連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀分布；Zn含量越高，合金中Mg12Zn(Gd，Y)相分布越多，晶粒之間的滑移阻力越大，合金變形更加困難，對(duì)合金的強(qiáng)化效果越明顯；由于在時(shí)效過程中沒有形成新的強(qiáng)化相，且析出相數(shù)量相當(dāng)，時(shí)效處理對(duì)Mg-Gd-Y-Zr合金的力學(xué)性能影響不大。
　　 在350℃對(duì)合金進(jìn)行熱擠壓(擠壓比為11:1)，然后進(jìn)行200℃×54h的時(shí)效處理后，Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度