Mg-Gd-Y系鎂合金組織性能研究.pdf

1、作為工程應用中密度最輕的金屬結構材料，鎂合金具有高比強、高比模、高阻尼以及優(yōu)異的鑄造、機械加工性能和易回收等優(yōu)點。因其在國防和民用工業(yè)中的應用日益增多而受到材料科學工作者們的廣泛關注和研究，但其較低的絕對強度和較差的塑性變形能力成為制約其廣泛應用的主要原因之一。研究表明，Mg-RE系合金一般具有良好的綜合力學性能，高強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％(有些甚至達到20％)以上，這種方法雖然顯

2、著提高了合金的力學性能，但由于Gd的大量添加不僅增加了鎂合金的成本，同時也使鎂合金的比重大幅提高，限制了它的實際使用范圍。
　　 本文以Mg-Gd-Y合金為基礎，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性能。實驗采用常規(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，對實驗合金分別

3、進行了熱擠壓、均勻化處理以及時效處理。論文研究了Gd、Zr、Zn三種元素以及時效處理對合金顯微組織和力學性能的影響。結果表明，由于Gd在鎂中存在較大的固溶度，Gd元素主要通過固溶強化來提高合金的力學性能；Zr元素作為晶粒細化劑，在鎂合金中起細化晶粒的作用，通過細晶強化方式來提高合金的強度；具有LPSO結構的Mg12Zn(Gd，Y)相是：Mg-RE-Zn合金中的主要強化相，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，對合金的強化效果越明顯；由于在時效過程中沒有形成新的強化相，且析出相數(shù)量相當，時效處理對Mg-Gd-Y-Zr合金的力學性能影響不大。
　　 在350℃對合金進行熱擠壓(擠壓比為11:1)，然后進行200℃×54h的時效處理后，Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金的抗拉強度和屈服強度