Mg-5Gd-1Mn-0.3Sc合金铸态的显微组织及其异常热处理行为

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热处理工艺对含微量Sc、Zr的Al—Mg合金力学性能及显微组织的影响

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中图分类号：Ｇ１６Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：０７７３（０２）９０２－３１０ — ２５２００ — ０００
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《热挤压微合金化Mg-Zn-Y合金及其复合材料显微组织与力学性能研究》

《热挤压微合金化Mg-Zn-Y合金及其复合材料显微组织与力学性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，轻质合金因其优良的物理性能和机械性能在航空、汽车等领域得到了广泛应用。

镁合金作为其中最具潜力的轻质结构材料之一，其性能的优化与提升一直是研究的热点。

微合金化及复合材料技术是提高镁合金性能的重要手段。

本文针对热挤压微合金化Mg-Zn-Y合金及其复合材料的显微组织和力学性能进行了深入研究，为优化镁合金的性能提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 材料制备实验采用微合金化Mg-Zn-Y合金作为研究对象，通过熔炼、铸造、热挤压等工艺制备出复合材料。

2. 实验方法（1）显微组织观察：利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察合金及复合材料的显微组织。

（2）力学性能测试：通过硬度测试、拉伸试验等手段测定合金及复合材料的力学性能。

（3）性能分析：结合显微组织观察和力学性能测试结果，分析微合金化及复合材料对镁合金性能的影响。

三、结果与讨论1. 显微组织观察结果（1）Mg-Zn-Y合金经过热挤压后，晶粒得到了显著细化，合金组织更加均匀。

（2）在合金中观察到第二相颗粒的析出，这些颗粒对合金的性能具有重要影响。

（3）复合材料的显微组织中，增强相与基体的界面结合良好，无明显的界面反应或缺陷。

2. 力学性能测试结果（1）热挤压后的Mg-Zn-Y合金具有较高的硬度，抗拉强度和延伸率也得到了显著提高。

（2）复合材料的力学性能优于未增强的Mg-Zn-Y合金，且增强相的类型和含量对力学性能具有显著影响。

3. 性能分析（1）微合金化元素Zn和Y的加入，以及热挤压工艺的应用，共同促进了晶粒细化，提高了合金的力学性能。

（2）第二相颗粒的析出对合金的强化作用主要表现为弥散强化和沉淀强化，提高了合金的硬度及抗拉强度。

（3）复合材料中增强相与基体的协同作用，使复合材料具有优异的力学性能。

增强相的类型、尺寸、分布等因素对复合材料的性能具有重要影响。

热处理工艺对Mg—Nd—Gd—Zn—Zr镁合金组织和性能的影响

热处理工艺对Mg—Nd—Gd—Zn—Zr镁合金组织和性能的影响摘要：本文主要就是对热处理工艺对于Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金组织和性能的影响进行了分析和研究，经过相关的实验结果可以发现，在采用了比较合适的热处理工艺之后，镁合金的显微组织得到了一定的细化，而且对于镁合金的力学性能也能够得到一定的改善。

关键词：Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金；热处理工艺；显微组织；力学性能在现在的材料研究过程当中，因为镁合金具有比较良好的性能，所以它已经成为了现在研究的一个热点。

在镁合金当中添加微量的稀土金属之后，就可以使得镁合金的高温抗蠕变的能力以及合金的力学性能得到一个比较明显的改善。

稀土元素可以使得镁合金的再结晶过程得到延缓以及使得镁合金的再结晶温度提高，而且稀土元素还能够析出比较稳定的弥散相离子，这样就可以使得镁合金的蠕变抗力以及高温强度都能够得到比较明显的提升。

在添加了适量的稀土元素之后，就可以使得合金的晶粒得到比较明显的细化，从而使得合金的蠕变抗力以及铸造的性能得到比较明显的改善。

现在已经制备了的稀土镁合金材料主要就有Mg-Ce、Mg-Th-Zr、Mg-Y-Nd等体系，本文在进行试验的时候，主要采用的稀土镁合金材料体系就是Mg-Nd-Gd-Zn-Zr，然后对热处理工艺对镁合金材料的组织以及性能的影响进行了分析和研究。

1.进行热处理工艺的实验过程在进行这个实验的时候，采用的材料主要就是Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金，而它们的化学成分的质量分数也是按照一定的比例来进行配置的。

在进行实验的时候，要先将镁合金的试样一共分成四组，然后来进行不同的处理。

第一组的镁合金试样为没有经过热处理工艺的铸态合金；而第二组的镁合金试样则是需要经过200℃2小时的热处理；第三组的镁合金试样则是需要经过530℃2小时的水淬在加上200℃2小时的热处理；第三组的镁合金试样则是需要经过530℃2小时的空冷在加上200℃2小时的热处理。

《热挤压微合金化Mg-Zn-Y合金及其复合材料显微组织与力学性能研究》

《热挤压微合金化Mg-Zn-Y合金及其复合材料显微组织与力学性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，轻质合金材料因其轻量化和高强度的特点在众多领域中得到了广泛的应用。

镁（Mg）合金作为轻质金属材料的重要代表，具有优良的机械性能和良好的可加工性。

本文着重研究了热挤压微合金化Mg-Zn-Y合金及其复合材料的显微组织和力学性能，以期为相关领域的研究和应用提供理论依据。

二、材料制备与实验方法本研究选用Mg-Zn-Y合金为基础材料，通过微合金化处理和热挤压工艺制备了试验样品。

首先，采用真空熔炼法将金属元素按一定比例混合，然后进行微合金化处理，接着通过热挤压工艺进行成型。

此外，还制备了不同配比的复合材料以研究其对性能的影响。

三、显微组织分析（一）金相显微镜观察通过金相显微镜观察了热挤压后合金的显微组织。

结果表明，微合金化处理和热挤压工艺能有效改善合金的显微组织，使晶粒更加均匀、细小。

此外，复合材料的加入进一步优化了显微组织。

（二）扫描电子显微镜（SEM）观察利用扫描电子显微镜对合金及复合材料的微观结构进行了深入观察。

SEM结果表明，合金中各元素分布均匀，无明显的偏析现象。

复合材料的加入使得界面结合更加紧密，提高了材料的整体性能。

四、力学性能研究（一）硬度测试通过硬度测试发现，微合金化处理和热挤压工艺显著提高了Mg-Zn-Y合金的硬度。

与未处理的合金相比，处理后的合金硬度提高了约XX%。

复合材料的加入进一步提高了硬度，其中某一种配比的复合材料使硬度提高了约XX%。

（二）拉伸性能测试拉伸性能测试结果显示，经过微合金化处理和热挤压工艺的合金具有较高的抗拉强度和延伸率。

与未处理的合金相比，处理后的合金抗拉强度提高了约XX%，延伸率提高了约XX%。

复合材料的加入进一步优化了拉伸性能，其中某一种配比的复合材料表现出最优的拉伸性能。

五、结论本研究通过热挤压微合金化处理制备了Mg-Zn-Y合金及其复合材料，并对其显微组织和力学性能进行了深入研究。

Mg-Al-Mn-Gd合金的高温压缩行为及其组织稳定性

Mg-Al-Mn-Gd合金的高温压缩行为及其组织稳定性汽车轻量化的提出为镁合金在汽车工业中的应用开辟了新的道路,镁合金是目前在工程应用中最轻的金属结构材料之一。

传统镁合金的成形方法为铸造成形,与之相比,塑性成形镁合金的晶粒尺寸细小、内部组织致密、成分均匀,因而具有更高的强度和更大的延伸率,具有更为广阔的应用空间。

由于镁合金的晶体结构多数为密排六方结构,基体中滑移系数量少,使得其在室温下塑性变形能力不理想,所以镁合金的塑性成形一般在高温下进行。

此外,在镁合金中添加稀土元素同样可以改善镁合金的塑性成形能力。

因而,研究稀土镁合金在高温下的塑性成形过程具有重要意义。

本文在AM50镁合金基础上添加稀土Gd元素形成Mg-Al-Mn-Gd系合金,在变形温度为200℃-400℃,应变速率为O.1s-1～5s-1条件下,采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机对实验合金进行热压缩实验,以研究其流变行为；另外,在热处理温度为200℃、250℃、300℃,热处理时间为4h、8h、12h条件下对实验合金进行均匀化热处理,以研究其组织稳定性；并且采用X射线衍射分析仪(XRD)、激光显微镜、电化学分析仪等测试手段分析实验所得数据。

首先,分析Mg-Al-Mn-Gd系合金的高温塑性变形特点,即分析流变应力曲线和建立本构方程；其次,分析Mg-Al-Mn-Gd系合金热压缩变形条件对显微组织的影响以及实验合金的热压缩塑性变形机制；最后,分析稀土Gd元素对Mg-Al-Mn 系镁合金显微组织的影响,以及均匀化热处理温度和时间对Mg-Al-Mn-Gd系合金的显微组织和腐蚀性能的影响。

本论文主要结论如下：1、Mg-Al-Mn-Gd系合金的高温压缩真应力-真应变曲线呈现出明显的动态再结晶特征,在该过程中变形条件(应变速率、变形温度)对流变应力的影响具有规律性,即：当应变速率越大、变形温度越低时,其流变应力越大,对应的峰值应变也就越大,峰值出现较晚；相反,当应变速率越小、变形温度越高时,其流变应力越小,对应的峰值应变也就越小,峰值提前出现；经计算Mg-4Al-0.29Mn-0.97Gd稀土镁合金在本实验条件下的应力指数n=9.69271、热变形激活能Q=112.24KJ/mol,并且通过回归分析,建立了热压缩本构方程,其中Z参数与应变速率和变形温度有关。

铸态ZK51镁合金的显微组织及其阻尼行为

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铸态Ｚ１合金的显微组织及其阻尼行为。Ｋ５镁
林琳，王锦程，万迪庆，志刚，根仓冯杨
铸态Ｚ１Ｋ５镁合金阻尼行为进行了深入研究，填补该合金阻尼行为方面研究的不足，为将来开发Ｚ系列Ｋ高阻尼、高强度镁合金奠定基础。
等反应，成的化合物也不溶于镁液中，ｚ的损失形使ｒ增；ｔｂ＂。因此，了保证ｚ在合金中的含量，炼时，１］为ｒ熔坩埚及熔炼工具要与熔炼ＡＺ系列镁合金的严格分开，同时控制合金温度不超过８０实际添加到合金０ ℃，中Ｍｇ３％（量分数）ｒ中间合金的质量为理论值一０质Ｚ的４。表１为合金化学成分测试结果，倍由表１可见测量得到的合金成分与合金名义成分基本一致。
早在上个世纪６Ｏ年代美国就成功研制了Ｍｇ０７，ｒ一．ｚ２６实用型阻尼合金，其强度较纯镁有很大的提高，比阻尼系数可达到６【。但由于ＭｇＯ７，ｒ金力学性Ｏ，５９］６－．ｚ合９６能的不足，限制了其应用领域。Ｚ５］Ｋ１合金采用ｚｎ作为合金化元素，以达到固溶强化和时效强化的双重作用。多年以来，Ｋ５镁合金主要应用与航空、天Ｚ１航以及军事领域，人们对其力学性能进行了相当深入的

铸造镁合金强化机理及显微组织分析

铸造镁合金强化机理及显微组织分析摘要：镁合金由于其成型工艺的不同，可分为变形镁合金和铸造镁合金。

其中，时效时间对铸造镁合金力学性能、显微组织具有较大影响，本文主要分析铸造镁合金强化机理及时效时间对铸造镁合金显微组织的影响。

关键词：铸造强化机理显微组织1 前言：镁合金由于其成型工艺的不同，可分为变形镁合金和铸造镁合金。

其中，铸造镁合金主要应用于航空机匣壳体、汽车零件、机电壳罩等。

目前，国内常用的铸造镁合金材料按成分主要分为：镁-锌-锆系：ZM1、ZM2；镁-铝系：ZM5、ZM10；镁-稀土-锆系：ZM3、ZM4、ZM6。

但这类镁合金存在以下缺点：耐蚀性差，材料强度偏低，尤其是高温强度和抗蠕变性能差，且镁合金铸件容易形成缩松和热烈纹，铸件成品率较低，这些缺点限制了铸造镁合金在航空航天领域的应用。

国外在镁-稀土-锆系镁合金的基础上开发研究出了稀土镁合金，通过添加具有高扩散能力的Y、Gd等稀土元素，提高镁合金的再结晶温度，再通过其很好的时效以及析出作用产生对合金性能具有显著影响的弥散相。

稀土元素对镁合金具有固溶和沉淀强化的作用，通过加入稀土元素可显著改善合金的铸造性能和抗蠕变性能，提高镁合金的室温和高温强度，并且耐蚀性也的到了改善，因而广泛应用于航空航天领域。

本文主要通过不同时效时间的试验，分析时效时间对铸造镁合金显微组织的影响。

2 试验过程：研究材料：铸造镁合金；试样状态：铸造;时效处理采用箱式低温炉加热；试样显微组织观察采用金相显微镜:奥林巴斯GX71。

3 铸造镁合金强化机理：铸造稀土镁合金由于加入了Gd、Nd、Zr等稀土元素，可显著提高镁合金的强度、耐高温及耐蚀性能，对航空航天、军工产品、新能源汽车产业等轻量化行业的发展起到了极大的促进作用。

稀土镁合金中主要有Gd、Nd、Dy、Td、Sm、Ho等强化稀土元素，其中以Gd、Nd、Y、Sm等元素应用较多。

一般，稀土镁合金主要分为Mg-Nd-Zn-Zr、Mg-RE-Zn-Zr、Mg-RE-Al、Mg-Y-Zn-Zr等类别。

大尺寸Al-6Mg-0.3(Sc,Zr)合金铸锭铸态和均匀化态微观组织对比

大尺寸Al-6Mg-0.3(Sc,Zr)合金铸锭铸态和均匀化态微观组织对比姜锋;钟沐春;黄宏锋;路丽英;刘兴涛;童玉欣【摘要】采用高分辨电镜、透射电镜、扫描电镜、光学显微镜和显微硬度测试等方法,研究大尺寸Al-Mg-Sc-Zr铸锭均匀性及不同温度均匀化后组织性能的变化.结果表明,大尺寸铸锭铸态组织存在组织和性能不均匀,边部冷却速率高,晶粒小、析出相多、硬度高;中心存在镁偏析.均匀化热处理后,中心镁偏析部分消除,发生同溶强化;铸锭析出Al3(Sc,Zr)粒子起到析出强化作用.高于350℃析出粒子的直径大于临界直径,强化机制为Orowan绕过机制.析出粒子直径越大,强度增量△σOr值减小,温度升高而硬度下降.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2015(043)010【总页数】6页(P24-29)【关键词】大尺寸Al-Mg-Sc-Zr合金铸锭;Sc;Zr;均匀化;Orowan强化机制【作者】姜锋;钟沐春;黄宏锋;路丽英;刘兴涛;童玉欣【作者单位】中南大学,湖南长沙 410083;中南大学,湖南长沙 410083;中南大学,湖南长沙 410083;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;中南大学,湖南长沙 410083;中南大学,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG292Al-Mg-Sc-Zr合金比强度高、耐蚀性能好和可焊性能好，多应用于航天航空领域［1-2］。

尤其含有Sc、Zr元素使其比强度大幅度提升，起到很好的微合金强化作用［3］。

同时合金铸锭的整体组织、性能影响加工成形性能，一些铸造缺陷会残留到最终成品中难以消除，因而铸锭的均匀性十分重要。

研究表明，Al-Mg-Sc-Zr铸锭的冷却速率对晶粒组织、Al3(Sc，Zr)析出及合金硬度性能等有显著影响［4-6］。

而大尺寸铸锭必然存在不均匀性。

一些文献通过选择不同的模具来模拟冷却速率［4，7］，但不能真实地反映生产用大尺寸铸锭的温度梯度、冷却速率和凝固率等变化，难以对大尺寸铸锭通过均匀化热处理进行组织、性能的均匀性调控［8-10］。

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间，可获得试验合金晶粒细化的效果。关键词：－Ｇ一ＭｎＯ３ｃ合金；Ｍｇｄ１－．Ｓ５显微组织；异常热处理行为；；钪晶粒细化
中图分类号：Ｇ１６２Ｔ４．文献标识码：Ａ文章编号：２４６５（０７０－０８００５－０１２０）３００－５
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ＧＭｇ相在非平衡凝固过程中生成，ｄ而在固溶处理中并未消除。合金经５０℃不同时间固溶处理，２晶粒尺寸变化
异常。固溶１晶粒尺寸减小到铸态的１３继续延长固溶时间，４ｈ后／，晶粒尺寸重新变大。因此控制固溶温度和时
ＭｉｒｓｒｔｒｎｄＡｂｒａａｅｔｅｔＢｅｖｏｆｃｏｔｕｃｕｅａｎｏｍｌＨｅｔＴｒａｍｎｈａｉｒｏＭｇ５Ｇｄ．Ｍｎ．－１３ＳｃＡｌｏｓＣａｔｌｙａｓ
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蒋浩，新明，张陈健美，肖阳，莹莹仲
（中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４０８）１０３摘要：究了Ｍｇ５ｄ１－．Ｓ合金铸态显微组织及在５０ｃ研－Ｇ一Ｍｎ３ｃＯ２Ｃ固溶处理不同时间后的组织结构演变行为。结果表明，合金铸态组织表现为粗大的枝晶结构，界上或枝晶之间都分布着大量的富溶质相，中相当数量的晶其