大型Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压组织及性能研究
常用的稀土镁合金种类
常用的稀土镁合金种类稀土镁合金是指将稀土元素添加到镁合金中所得到的合金。
由于稀土元素在镁基合金中的添加和溶解具有较好的成分变化控制性和独特的晶体结构调整作用，稀土镁合金具有许多优异的性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子、光学等领域。
下面将介绍几种常用的稀土镁合金种类。
1.Mg-RE合金Mg-RE合金是利用镁作为基础金属，将少量的稀土元素加入其中，形成一种稳定性较好的合金。
其中RE代表稀土元素的化学符号。
常用的稀土元素包括镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、钐(Sm)等。
这些稀土元素能够改善镁合金的强度、塑性和耐热性能，提高合金在高温环境下的稳定性和抗氧化性能。
2.Mg-Nd合金Mg-Nd合金是以镁和钕为主要元素的合金。
该合金具有较高的强度、塑性和热稳定性，同时具有良好的耐腐蚀性能。
Mg-Nd合金广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域，特别适用于制造飞机、汽车车身和发动机等零部件。
3.Mg-Gd合金Mg-Gd合金是镁和钆为主要合金元素的合金。
该合金具有良好的耐热性、耐腐蚀性和高强度。
Mg-Gd合金的重量轻、强度高使其广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域，特别适用于制造高温环境下工作的零部件。
4.Mg-Y合金Mg-Y合金是以镁和钇为主要元素的合金。
该合金具有较高的强度、耐热性和抗腐蚀性能。
Mg-Y合金在航空航天、汽车和光学等领域有着广泛的应用。
该合金可以用于制造轻量化零部件，提高产品的性能和可靠性。
5.Mg-La合金Mg-La合金是以镁和镧为主要合金元素的合金。
该合金具有良好的耐腐蚀性能、高强度和优异的热稳定性。
Mg-La合金广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域，特别适用于制造高温和腐蚀环境下的零部件。
6.Mg-Sm合金Mg-Sm合金是以镁和钐为主要元素的合金。
该合金具有较高的强度、耐磨性和抗腐蚀性能。
Mg-Sm合金在航空航天、汽车和光学等领域有着广泛的应用。
该合金可以用于制造高温和高磨损工况下的零部件。
不同压力下挤压铸造铝铜合金的组织与性能
铸造
李彦霞等：不同压力下挤压铸造铝铜合金的组织与性能
・ ７６５・
压速度为 ０．０３ "０．０６ ｍ／ｓ，保压 ３０ ｓ 左右至铸件完全凝 固。 将铸件切割并切削成圆棒试样 （ＧＢ／Ｔ２２８ !１９７６）， 金相试样取样位置如图 １ 所示。每个铸件取 ３ 个试样， 部分做热处理，固溶采用 （ ４９０ !５ ） # 保温 ８ ｈ，室温
关键词：挤压铸造；铝铜合金；力学性能；显微组织 中图分类号：ＴＧ ２４９． ２；ＴＧ ２９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－４９７７ （ ２００５ ） ０８－０７６４－０３
ＬＩ Ｙａ ｎ－ｘｉａ ， ＮＧＡＩ Ｔｕｎｇｗａ ｉ， ＺＨＡＯ Ｈａ ｉ－ｄｏｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｗｅ ｉ－ｗｅ ｎ， ＬＩ Ｙｕａ ｎ－ｙｕａ ｎ （Ａｄｖａ ｎｃｅ ｄ Ｍｅ ｔａ ｌｌｉｃ Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ ａ ｎｄ Ｐ ｒｏｃｅ ｓ ｓ ｉｎｇ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂｏｒａ ｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｕａ ｎｇｄｏｎｇ Ｐ ｒｏｖｉｎｃｅ ， Ｓ ｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ ｏｆ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａ ｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０， Ｇｕａ ｎｇｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ ） Ｓ ｑｕｅ ｅ ｚｅ ｃａ ｓ ｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅ ｓ ｓ ｗａ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ａ ｎｅ ｗｌｙ ｄｅ ｖｅ ｌｏｐｅ ｄ ｈｉｇｈ ｓ ｔｒｅ ｎｇｔｈ ａ ｎｄ ｈｉｇｈ !"#$%&’ ( ) *+,-. / 01234 567 8 9:;< => ?@ AB C DEFGH I JK L MNOPQRSTU VW XYZ [\ ] ^_ ‘abcdefg hijk lmn o pqrstuv w xy z{| }~ ¡¢£ ¤ ¥¦§¨© ª«¬ ® ¯°± ²³´µ¶ ·¸ ¹º » ¼½¾¿ÀÁ  ÃÄ ÅÆÇ È É ÊËÌ Í Î Ï ÐÑ ÒÓ ÔÕ Ö ×ØÙÚÛ Ü ÝÞ ß àáâãäåæçèé êë ìí îï ðñòóô õö÷ øùúû üý þÿ !"# $ %&’ ()* +,- . / 0123 45 6 789: ; <=> ?@A B CDE FGHIJK LM NO PQ RST U VWX YZ[\] ^ _‘abc defg h ij klmn opq rs tuv w x yz{ | } ~ ｃａ ｓ ｔｉｎｇｓ ｉｎｃｒｅ ａ ｓ ｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａ ｐｐｌｉｅ ｄ ｐｒｅ ｓ ｓ ｕｒｅ ａ ｎｄ ｒｅ ａ ｃｈｅ ｄ ａ ｍａ ｘｉｍｕｍ ａ ｔ ａ ｐｒｅ ｓ ｓ ｕｒｅ ｏｆ ５０ ＭＰ ａ ， ｒｅ ｓ ｐｅ ｃｔｉｖｅ ｌｙ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｈａ ｒｄｎｅ ｓ ｓ ｏｆ ｔｈｅ ａ ｌｌｏｙ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓ ｑｕｅ ｅ ｚｅ ｐｒｅ ｓ ｓ ｕｒｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅ ｒ ｔｈａ ｎ ｔｈａ ｔ ｏｆ ｔｈｏｓ ｅ ｓ ｑｕｅ ｅ ｚｅ ｃａ ｓ ｔｓ ． Ｔｈｅ ｇｒａ ｉｎ ｓ ｉｚｅ ａ ｎｄ ｔｈｅ ｄｅ ｎｄｒｉｔｅ ａ ｒｍ ｓ ｐａ ｃｉｎｇ ｄｅ ｃｒｅ ａ ｓ ｅ ａ ｎｄ ｍｏｒｅ ｄｅ ｎｄｒｉｔｅ ｓ ａ ｐｐｅ ａ ｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅ ａ ｓ ｅ ｏｆ ａ ｐｐｌｉｅ ｄ ｐｒｅ ｓ ｓ ｕｒｅ ． ｓ ｑｕｅ ｅ ｚｅ ｃａ ｓ ｔｉｎｇ； Ａｌ－Ｃｕ ａ ｌｌｏｙ； ｍｅ ｃｈａ ｎｉｃａ ｌ ｐｒｏｐｅ ｒｔｙ； ｍｉｃｒｏｓ ｔｒｕｃｔｕｒｅ
镁合金挤压及其力学性能研究
随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｅａｔｅｄ ｔｏ ２３０＂Ｃｏｒ ｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒＢｄｅｄ ｒｏｄｓ ｅｎｄ ｂａｒｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有 密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好 的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能 测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高 ５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织 均匀细小，平均晶粒度在１５ ｐ ｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ ｕ ｍ以上：热处 理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、 Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ 态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧 窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料 在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征， 室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所 以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。
稀土元素Nd、Y对镁合金性能与组织的影响
素在 合金 中所 占的 比例 ，并 对其 组 织形 貌进 行 了观 察 ，测 试 了基本 的力学性 能 。
１ 实 验 方 案
实 验 合 金 是 用 井 式 电 阻 炉 分 别 将 镁 与 不 同
镁 合 金 是 目前 实 际应 用 中 最 轻 的金 属 结 构材 料 【，它 具 有密 度 小 、 高 比强度 、高 比刚度 ，优 良 － 】 的导热 性和 导 电性 ， 良好 的尺 寸稳 定性 、 电磁 屏 蔽 性 和 易于 回 收等 特 性 【。但 镁合 金 的强度 总 的来 说 ２ ］
耐 蚀 性 等 ［】 ４ 。在 镁 合 金 领 域 ，稀 土 元 素 的净 化 、 １ ｓ 强化 性 能不 断被 人们 认 识和 掌握 ，发 出一 系 列含
Ｅｆｅ ｔｏ ｒ ｆ ｃ ｆＲａ ｅ Ｅａｒｈ ｏｎ Ｍ ｉｒ ｔｕ ｔ ｅ ａｎ ｔ ｃ Ｏｓ ｒ ｃ ｕｒ ｄ Ｍｅｃ ａｎｉａｌ ｏｐ ｔｉｓ ｈ ｃ Ｐｒ ｅｒ ｅ ｏｆＭ ｇ－ Ｎｄ， ｇ・ Ａｌ Ｍ Ｙ ｌ ｏｙ
Ｓ ｅ ｉ ｍｅ ｇ Ｚ ｎ ｉｏ ｉ， ｈ ｕＮ ， ｕ ｈｇ ｎ ， ｉｇＷｅ ｊ ｎ ｈ ｎＸａ ｏ ｎ ， ｅ ｇＸａ ｑｎ Ｚ ｏ ａ Ｇ ｏＺ ｉ ｇ Ｄ ｎ ｎｉ ｇ ａ ａ
比例 的稀 土 元 素 熔 炼 制 得 。金 相 试 样 取 自试 样 中
温和 高温 强 度 是镁 合金 研 究 中要解 决 的首 要 问题 。 而 稀 土 元 素 由于 具 有 独 特 的核 外 电 子 排 布 ，在 冶
金 、材 料领 域 中通 常被 用来 净化 合 金溶 液 、 改善合
镁合金挤压技术的研究进展
挤 压 具 有 强 烈 的ｊ 向压 应 力 状 态 ，金属可 以发 挥其最大 的塑性变形 潜力 。镁 台金挤压主要 Ｔ艺参数包 括 模具预热温 度 、铸锭加 热制度 、挤 压 速度 、挤 压 比 、润滑 剂等 另外铸 锭 均匀化处理 对挤压产 品的质量也有 重 要影响 。
１．镁合 金挤压成形的特点 目前 ，热挤 压是变形 镁合金最 主 要 的塑性加 『：方 法。与变形铝合 金的 挤 压加 丁一样 ，变形 镁合金可采 用正 向挤 压 ，也可 以采 用反 向挤压 ；可用 单动 挤压机 ，也可以用舣动挤 压机 ； 可 用 卧式 挤 压机 ，也 可 ｊ｛ｊ立式 挤 压 机 ，挤压僻 、棒 、型 、线 材。一般来 说 ，儿是用 于挤压铝合金 制品的挤压 机 和挤压方 法基本适用 于挤压镁合 制 品。但 二者仍存在 以下嫠异 ：①镁
一 、 概 述
镁合 金 塑性 较 差 ，适 合 挤 压 成 形 ，一般为温挤压和 热挤压 ，挤压温 度通 常为３００～ ４５０。Ｃ。镁 合金挤压 有以下优点 ：可细化 晶粒 ，通 过保 留 挤压纤维织构可提高 强度 ，可获得优 良的表面质量及 良好 的尺寸精度 。 目 前 ，镁合金 管材 、棒 材 、型材 、带材 等产 品主要 采用挤压成形 。但镁合金 挤压也存在挤压速度慢 、变形抗力 大 、挤压加 ＿ Ｔ后 由于形成织构而造成 材料力学性能 的各向异性 等缺点。
《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。
Mg-Gd-Y_合金及其构件的组织与性能研究
精 密 成 形 工 程第16卷 第2期 38JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年2月收稿日期：2023-04-10 Received ：2023-04-10基金项目：中央引导地方科技发展专项资金（YDZJTSX2021A027）；中北大学青年学术带头人资助项目（11045505） Fund ：The Central Guidance on Local Science and Technology Development Fund of Shanxi Province(YDZJTSX2021A027); The North University of China Youth Academic Leader Project(11045505)引文格式：顾皞, 蒋清, 常志勇, 等. Mg-Gd-Y 合金及其构件的组织与性能研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(2): 38-45.GU Hao, JIANG Qing, CHANG Zhiyong, et al. Structure and Properties of Mg-Gd-Y Alloy and Its Components[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(2): 38-45. *通信作者（Corresponding author ） Mg-Gd-Y 合金及其构件的组织与性能研究顾皞1，蒋清1，常志勇1，殷凤杰1，肖旅2，顾宝龙1，颜哲1，韩红1，金鑫1，付一峰1，宿常旭1，张建兵1*，鲁若鹏3（1.首都航天机械有限公司，北京 100076；2.上海航天精密机械研究所，上海 201600；3.中北大学 材料科学与工程学院，太原 030051） 摘要：目的 针对VW103（Mg-10Gd-3Y ）和VW63（Mg-6Gd-3Y ）2种铸造镁合金，从材料微观结构入手，探讨分析2种合金力学性能差异性，获取了2种镁合金在工程应用中的铸造性能及其力学特性。
铸造高强耐热Mg-Y-Nd(-Gd)-Zr和Mg-Gd-Y-Zr系镁合金组织性能和铸造缺陷对比
2021年第1期/第70卷镁合金专题iW\B15铸造局强耐热M g-丫-N d(_G d)-Z r和M g- G d-丫—Z r系镁合金组织性能和铸造缺陷对比陈荣石1,周波1’2,李吉林1’3,单智伟4(1.中国科学院金属研究所，辽宁沈阳110016; 2.中国科学技术大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110016; 3.北方 民族大学材料科学与工程学院，宁夏银川750021; 4.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：以Mg-Y-Nd(-Gd>-Zr和Mg-Gd-Y-Zr系高强耐热镁合金为分析对象，从铸造成形方法和铸造缺陷两个方面进行了比较。
结果表明，这些合金可以采用砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、低压熔模铸造和半固态触变成形等方法铸造；铸造缺陷（如热裂和疏松等）形成机理及其对力学性能的影响与其他合金相比没有明显区別；建立了疏松缺陷与力学性能的关系。
关键词：高强耐热；镁合金；铸造工艺；铸造缺陷作者简介：陈荣石（1968-),男，博 士，研究员，研究方向为镁合金材料及其应用。
电 话：138****0711,E-mail: rschen@im 中图分类号：TG292文献标识码：A文章编号：|〇〇1-4977(2021 ) 01-0015-06收稿曰期：2020-09-11。
相比于铝合金，镁合金的绝对强度低、耐热性能差，这极大地限制了镁合金的应用范围111。
添加稀土元素能有效地改善镁合金的强度与耐高温性能；另外，稀土元素在铸造镁合金中还可以有效地减少气体、氧化物和有害元素的影响，起净化、除 气和除渣的作用121。
这些稀土高强耐热镁合金一般采用金属型或砂型重力铸造工艺。
低压反重力铸造过程中的熔体充型平稳，并且外加压力能增加补缩效果，可以改善夹杂和疏松缺陷，但关于低压铸造高强耐热镁合金的研究报道相对较少，目前还处于研发的起步阶段。
高强耐热镁合金还可以采用熔模铸造和半固态触变成形方法，但这两种成形方法在高强耐热撲合金中还不成熟。
材料科学与工程专业毕业论文,论文范文,毕业论文参考选题表
毕业论文参考选题表1。
新型含有多聚苯刚性分子片段的生物碱衍生物的合成及其在不对称反应中的应用研究（字数:6767，页数：22 118）2。
纳米二氧化硅改性紫外光固化上光油涂料的研究(字数:18732,页数:30 128）3。
含Co纳米复合金属氧化物的制备及催化性能研究（字数:19434,页数：36 128)4. 热熔压敏胶的合成与性能研究(字数:16885，页数:48 128)5. 普通混凝土高效减水剂的研究（字数：21711,页数:42 128）6。
低含氧量银铜焊料的研究（字数：14714，页数:26 128）7. SiOX薄膜性能测量分析（字数:15117,页数:36 128)8。
掺Er3+ 锗酸盐玻璃上转换发光（字数:8736，页数：26 128）9. 氧化铝陶瓷的降温烧结研究(字数:15392,页数：30 128）10。
镍基焊料添加剂的研究(字数:13097,页数:38 128)11. 钢管表面涂层材料研究（字数:15823，页数：30 128)12. 光纤激光器用掺Yb3+硅酸盐玻璃光谱性质研究(字数:12508,页数：26 128)13。
节能灯用纳米氧化铝的制备与表征(字数:16089，页数:31 128)14。
酸催化对二氧化钛溶胶结构形貌及光催化影响(字数:13179，页数:31 128）15。
金刚石焊接过渡层材料研究(字数：17020,页数：44 128)16。
环硅氧烷阳离子乳液聚合动力学特征(字数:8195，页数:17 128）17。
染料敏化太阳能电池中电解质构成对器件光伏性能影响研究(字数:13899,页数:24 128)18。
碳纳米管对2,4—二氯苯酚吸附性质及脱附的研究(字数：6265,页数：16 118)19. 有机硅阴离子乳液的合成与应用（字数:13850,页数：24 128)20. 涤纶长丝平滑剂的研制(字数:8860，页数:19 118)21. 高固含量有机硅阴离子乳液的研制（字数:10131，页数：19 128）22. 合成能作为铁电有机源的金属醇盐(字数：11352,页数:22 128)23. 环硅氧烷阳离子乳液聚合动力学及单体迁移研究(字数:10106，页数：20 128）24. 喹啉酮衍生物的合成研究(字数:10241，页数：21 128)25. 替米考星的合成（字数:16563，页数：35 128)26. 涂层用三组份硅橡胶的研制（字数：14719，页数:32 128）27. 盐酸司维拉姆的合成及其磷酸结合度研究(字数：8836,页数：21 128)28. 1000ta高沸硅油生产线带制点工艺流程图(字数：9916，页数:34 128)29。
Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展
Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展吴文祥;靳丽;董杰;章桢彦;丁文江【摘要】Mg-Gd-Y-Zr alloys are increasingly investigated in recent years due to their excellent mechanical properties at room and elevated temperatures and good creep resistance. The research progress on the alloys all over the world was reviewed, and then the development of new flux, hot deformation behavior, strengthening mechanisms and fracture mechanisms were analyzed. Moreover, the creep mechanism, corrosion mechanism, surface treatment technology and the solid-state recycling on Mg-Gd-Y-Zr alloys were summarized. At last, further research areas on Mg-Gd-Y-Zr alloys were Mg-Gd-Y-Zr magnesium alloys; high strength and heat resistant; corrosion behavior; aging precipitation; solid-state recycling%Mg-Gd-Y-Zr合金由于具有优异的室温、高温力学性能及抗蠕变性能而成为镁合金研究的热点.本文作者总结国内外Mg-Gd-Y-Zr合金的研究进展,分析熔体纯净化技术开发现状、热变形行为、强化机制以及断裂机制,讨论Mg-Gd-Y-Zr合金蠕变机理、腐蚀机理及表面处理技术的研究情况,并对Mg-Gd-Y-Zr合金固态回收技术进行介绍,最后,对该合金未来的发展方向进行展望.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)011【总页数】10页(P2709-2718)【关键词】Mg-Gd-Y-Zr镁合金;高强耐热;腐蚀行为;时效析出;固态回收【作者】吴文祥;靳丽;董杰;章桢彦;丁文江【作者单位】上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁合金是目前实际应用中密度较低的金属结构材料，在汽车、航空航天及通讯电子等领域得到了日益广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变形程度相对较小，田此其整体强度应该较低．而结果也与预测相反。台金的均匀化程度决定了台金 最终的性能，心部的残留相一方面恶化了台金的组织，作为裂纹源，导致合金塑性的ｒ降，但同时由
于其对晶界的钉扎。间接提高了合金的屈服强度，另外，其断裂强度也较高．其原因可能是在变形过
程中的析出所致。由于挤压棒材尺寸较大，挤压后虽然迅速水冷。但是由于淬火深度有限，根难及时
Ｈｅａｔ
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｏｆ
（何兰强，马鸣龙，李兴刚，李永军，张奎．Ｍｇ－９．０Ｙ－３．０ＭＭ－０．６Ｚｒ合金均匀化热处理研究川．稀有金属，２０１ ｌ，３５（２）：１６４）
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＭｇ－Ｇｄ－Ｙ－Ｚｒ ａｌｌｏｙｓ【Ｊ１．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２００１，４２（１）：１２１２
０１１
ｍｉｃｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
ｆ２］Ｈｅ Ｌａｎｑｉａｎｇ，Ｍａ Ｍｉｎｇｌｏｎｇ，Ｌｉ Ｘｉｎｇｇａｎｇ，Ｌｉ Ｙｏｎ西ｕｎ，Ｚｈａｎｇ Ｋｕｉ．Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍｇ－９．０Ｙ－３．０ＭＭ－０．６ＺｒＡｌｌｏｙ【ＪＪ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＲａｒｅ Ｍｅｔａｌｓ，２０１ｌ，３５（２）：１６４ 【３］Ａｎｙａｎｗｕ ｌ～Ｋａｍａｄｏ Ｓ，Ｋｏｊｉｍａ Ｙ Ｃｒｅｅｐ
４ｗｔ．％）ａｌｌｏｙｓＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ久２０１０，５２７（７—８）：１８９１
【５ｌ马鸣龙，张奎，李兴刚，李永军，王海珍，何兰强．ＧＷＮ７５１Ｋ镁合金组织和性能研究【Ｊ】，稀有金属材料与工程，
２０１ １，４０（４）：６３５
Ｍａ Ｍｉｎｇｌｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｋｕｉ，Ｌｉ Ｘｉｎｇｇａｎｇ Ｌｉ Ｙｏｎｇｊｕｎ，Ｗａｎｇ Ｈａｉｚｈｅｎ，Ｈｅ Ｌａｎｑｉａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ ｔｈｅ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒ嚣ａｎｄ ｏｆＧＷＮ７５ ＩＫ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙ［Ｊ］，Ｒａｒｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１ １，４０（４）：６３５ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
［４］Ｌｉｄｏｎｇ Ｗａｎｇ，Ｃｈｅｎｇｙａｏ Ｘｉｎｇ，Ｘｉｕｌｉ Ｈｏｕ，Ｙａｏｍｉｎｇ Ｗｕ，Ｊｉａｎｆｅｉ Ｓｕｎ，Ｌｉｍｉｎ Ｗａｎｇ，Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆａｓ－ｃａｓｔ Ｍｇ－５Ｙ－３Ｎｄ－Ｚｒ－ｘＧｄ（ｘ＝Ｏ．２ ａｎｄ
两类：一类是改性稀土镁合金，是指在常规镁合金中加入稀土元素，形成高温稳定相，进而强化合金，
但是由于其基本强化相的数量没有发生根本改变，因此耐高温性能较差，因此其在相关零部件上的应
用睁１０Ｉ；另一类是纯稀土镁合金，其形成的强化相具有良好的耐热性能，特别是变形稀土镁合金，其 具有更加稳定的力学性能，应用范围更加广泛ｌｌ卜乃ｌ。本文以一种Ｍｇ－Ｇｄ．Ｙ－Ｎｄ．Ｚｒ合金为研究对象，分 析其变形组织及相关力学性能，为扩大镁合金应用提供必要的理论及实验数据。
第十ｐ１１届中国有色金属学会材科科学与工程合金加工学术研讨会文集（２０１ １）
大型Ｍｇ－Ｇｄ－Ｙ－Ｎｄ—Ｚｒ合金挤压组织及性能研究
王献文１，鄢建明１，马鸣龙２，李永军２，夏祥生２，石国良２，金承龙１
（１．西南铝业（集团）有限责任公司，重庆九龙坡４０１３２６； ２．北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室，北京１０００８８）
莲厢
口∞
啪“黼
Ｆｉｇ．３Ｄｉｌｆ—ｔｉｘｍｓｏｆｔｈｅａ㈣ｂａｔ
图４－ａ为合金挤压后不同位置力学性能。可见，经过挤压后台金的力学性能帆边部到中部逐新升
目３挤压棒不同位置硬度
高，屈服强度表现出相应的效果，而塑性却逐渐下降：台金经过时效后的力学性能如图舢ｂ所示，可
见．断裂强度、屈服强度趋势与挤压志台金完全相反，塑性趋势虽然相近，但整体显著下降。
随着航空航天事业的发展，国家对轻质材料的需求量越来越大。作为最轻的结构材料，镁合金具 有独特的优势，其应用范围的广泛与否，代表了国家现代宇航科技的水平，因此大力发展镁合金及其 相关制备加工产业，是目前世界各国在轻质材料领域研发的重点。稀土镁合金不仅保留了常规镁合金
的优点，同时由于其具有良好的耐高温性能，是国内外研究的热点之一卜５１。常规稀土镁合金可分为
使心部完全冷却，发生时效甚至过时效，同样会使得台金的强度上升及塑性Ｆ降。通过对效处理后， 台垒整体强度均显著升高＋特别是边部，强度提高了５０％以上，但相应的塑性也显著下降。经过时效 后，晶界及晶内存在大量的析出相．对塑性变形过程中的位错运动有明显的阻碍作用，同时，晶界上
的析出相限制了塑性变形过程中的晶粒问的协调作用，强化台金，提高断裂强度及屈服强度，降低了
第十四属中田有色金属学会材料科学与Ｉ《☆金加Ｉ学术研讨台文集
（２０１１）
日４台金挤压及对教力学口能
Ｆｉｇ．４Ｍ∞ｈ删口ＩｐＤｐ。Ⅲ§ｕｆＡｌｌｏｙｓ：扣）ｃｘ帅ｓｉｏＲ（砷ａ咖ｇ 合金的强度取挟于组织。挤压后。合金发生动态再结晶。组织明显细化，综台力学性能较高，特
别是边部，由于其变形最为剧烈，因此，理论上其强度应该最高．但是结果恰恰相反．而心部由于其
第十四届中国有色鱼一学会材料科学与Ｉ程台盒加Ｉ学木研讨会文集（２０１１）
国２挤压后台金不同位置金相照片
Ｆｉ＆２０Ｄｎ∞¨“Ｋｍ∞ｕ加懈吖“啪捌“ｔｏｙｓｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐ洲吣：（旬ｅｄｇｅ，（砷Ｒｒ２，“）嘲Ｉ甜
２．２合金性能
图３为挤压棒不同位置的硬度，从中可见，边部硬度最低，Ｒ／２处硬度其次．而心部硬度最高。 合金挤压后，心部存在大量的残窗相且集中分布是其硬度偏高的主要原因。
１实验
在电阻熔炼炉进行合金熔炼，纯镁在铁坩埚中熔化，用２号溶剂进行覆盖保护，防止镁熔体剧烈 氧化及挥发，当温度升至７５０＂Ｃ时加入纯金属元素Ｙ、Ｇｄ、Ｎｄ，继续升温至８２０＂｛２加入Ｍｇ－３０Ｚｒ中间 合金，然后静置２０分钟，随即进行机械搅拌，并用ＳｉＣ陶瓷片进行熔体过滤处理，除去浮渣及熔体 夹杂，降温至７２０＂Ｃ时，在坩埚底部冲水冷却，车去外表皮和冒口，最终尺寸为０５００ｘ ｌ ０００ｍｍ。合 金成分如表ｌ所示。
摘要：通过组织观察及性能测试等方法，研究了大型Ｍｇ－Ｇｄ－Ｙ－Ｎｄ－Ｚｒ合金显微组织形貌及力学性能，分析了合金尺寸 对其组织及性能的影响。结果表明：铸态合金中存在大量的共晶组织，晶粒尺寸偏大，经过均匀化处理后，共晶组织 基本分解；挤压后合金发生明显的动态再结晶，晶粒尺寸明显减小，均匀化未溶相的偏聚沿着半径向内增多，心部组 织存在少量的未变形区域；挤压后合金的断裂强度沿着半径方向增加，塑性降低，时效后性能相反，大尺寸合金的淬 透深度极限是其性能差异的最主要原因。 关键词：稀土镁合金，大尺寸合金，显微组织，力学性能
ＥＷ７５
由于铸锭尺寸过大，因此必须采用多级均匀化，在保证合金元素扩散充分的条件下，尽量使得铸 锭内外尺寸差尽量小，结合前期的工作研究‘１４Ｉ，合金的均匀化制度如下：在４４０℃下经过６小时热处理， 然后升温至４８０９Ｃ停留８ｈ，最后将铸锭温度升至５３５。Ｃ，保温１６ｈ。合金挤压在西南铝集团１２５００吨 挤压机上进行，挤压比为２５，挤压棒材直径为１３０，挤压前锭坯外表温度为４５０℃，挤压后的合金迅
Ｆｉｇ．１０ｐ＊ｉｃａＪｍｉｃｍｓｏｕｃｉｕｒＢｏｆ㈣ｉｎｇｏｔ
极的作用。
图ｌ Ｍｇ－ＣⅪ－ｙ－Ｎｄ－Ｚｒ台金铸态厦均匀化去＆微组织 ｄ吣ｍｑｇ∞ｌ∞ｄ
ｓａｍ—ｅ０＂删ｉｎｇｏｔ；（ｂ）Ｈｏｍｏｇｏｎｌｚ副ｓ帅ｐｌｅ
台金在凝固过程中．由于平均分配系数ｋ小于１，因此首先析出ａ－Ｍｇ基体，溶质原子向结晶前 沿富集，随着温度的继续降低，当达到麸晶温度时，形成共晶组织。由于共晶组织的存在，使得合金 在变形过程中存在明显的应力，易出现变形开裂，因此必须进行均匀化处理。均匀化的另外一个目的， 是为合金后续时效处理做前期准备。利用多级均匀化处理，本身是为了使台金元素充分扩散，防止过 烧，但对于镁合金而言．多级均匀化处理可以使台金内外晶粒差别小，对提高台金的组织均匀性有积 经过挤压后合金的显微组织如图２所示。可见，经过挤压后的合金晶粒尺寸明显减小．平均为 ５－１０ｌｍｌ，能观察到明显的挤压流线，并髓者深度的增加而愈加明显。在边部，均匀化的未溶相分布的 较为均匀；当达到Ｒ／２时，未溶相出现明显的偏聚；在心部，未溶相除了偏聚外，局部存在变形不完 全的现象。从上面发现，经过挤压后台金的变形不均匀，从外部到内部存在明显的梯度。根据挤压变 形原理可知，外部变形晟为充分和剧烈．心部变形相对较小，这与试验结果相符合。另外，在均匀化 过程中，外部合金元素扩散相对充分，而心部其次，因此挤压后存在较多的未溶相。变形后台金发生 动态再结晶，晶粒明显细化，但是由于稀土镁台金变形温度较高，特别是在心部，转移过程中报容易 发生二次长大，形成大尺寸晶粒，易在心部出现变形不完全现象。
基金项目：十二五课题支撑计划（２０１ Ｉ ＢＡＥ２２８０１） 通讯联系人；马鸣龙（Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｉｎｇｌｏｎｇｍ（盈！ｙａｈｏｏ．ｔｏｍ．ｅｎ）
６７
第十四届中国有色金属｛会材料科｝与工程☆△加工学木研讨会立集
（２０１Ｉ）
速水斥。将台金在２２，０＂０进行６－７ｈ时教处理，稆着棒材直径，取边部、Ｒｒ２处及心部组织研究，并进 行力学性能测试，拉伸速度为ｌｍｍ／ｍｉｎ。
２结果与分析
２．１台金显徽组织
铸态合金的显微组织如图２－ａ所示。可见，铸态台金主要由基体ａ－Ｍｇ，及分布其周围的共晶组 织构成．共晶组织具有明显的骨髂状特征，其主要由Ｍｇ．‘３ｄ＝Ｙ－Ｎｄ四元素构成，晶粒尺寸大约为 ８０－ｔＯＯｌｌｍ。经过均匀化处理后，台金的组织如图２－ｂ所示，骨骼状的共晶组织已经基本分解，仅在局 部存在少量的未分解相．有研究表明该相为ＭｇａＹ３Ｇ也相ｌＩ”，同时晶粒尺寸明显长大，约为１５０－２ＣＯＩＬｍ。
３）时效后边部合金的综合力学性能较高，Ｒ１２处次之，而心部最差，变形后的尺寸效应是心部淬