Mg-Bi合金中超-细混晶结构的构筑及其强韧化机制 被引量：1

1

作者 孟帅举 宋金龙 +5 位作者 陈可意 崔敏 王立冬 毕广利 曹驰 杨贵荣 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第12期3091-3096,共6页

为制备出由超细晶(<1μm)和细晶(1~10μm)构成的超-细混晶结构镁合金,基于低温等径角挤压(ECAP)加工在制备超-细混晶结构金属材料方面的巨大潜力以及细晶Mg-Bi基合金优异的低温塑性变形性能,本研究选取细晶Mg-6Bi合金为坯料,提出逆... 为制备出由超细晶(<1μm)和细晶(1~10μm)构成的超-细混晶结构镁合金,基于低温等径角挤压(ECAP)加工在制备超-细混晶结构金属材料方面的巨大潜力以及细晶Mg-Bi基合金优异的低温塑性变形性能,本研究选取细晶Mg-6Bi合金为坯料,提出逆温度场等径角挤压(ITF-ECAP)技术,实现了细晶Mg-6Bi合金的低温(<100℃)多道次强塑性变形加工。微观组织与力学性能结果表明,细晶Mg-6Bi合金在多道次ITF-ECAP加工过程中,优先在初始晶界处发生动态再结晶,同时有大量亚微米级Mg_(3)Bi_(2)相析出。4道次ITF-ECAP加工后,Mg-6Bi合金中形成了由平均晶粒尺寸(AGS)约为600 nm的超细晶区和AGS约为2μm的细晶区构成的超-细混晶结构,其超细晶区体积分数约占72.5%。归因于细晶强化、沉淀强化、位错强化与背应力强化共同作用的结果,超-细混晶结构Mg-6Bi合金兼具优异的强度和塑性,其屈服强度和延伸率分别达到(315.6±3.6)MPa与(22.3±1.0)%。 展开更多

关键词 镁合金 等径角挤压 混晶结构 力学性能

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机械合金化Mg-Ni-Cr-Ti镁基电池合金的组织与性能研究 被引量：1

2

作者 李海斌 姬鹏 《轻合金加工技术》 CAS 北大核心 2019年第7期68-71,共4页

采用机械合金化方法制备了Mg-Ni-Cr-Ti新型镁基电池合金,进行了XRD、SEM及电化学稳定性的测试与分析。结果表明:球磨转速400r/min、球磨时间38h时,合金由Mg2Ni相组成,合金粉末未发生明显的团聚现象,试验合金主要具有较好的电化学稳定性... 采用机械合金化方法制备了Mg-Ni-Cr-Ti新型镁基电池合金,进行了XRD、SEM及电化学稳定性的测试与分析。结果表明:球磨转速400r/min、球磨时间38h时,合金由Mg2Ni相组成,合金粉末未发生明显的团聚现象,试验合金主要具有较好的电化学稳定性。与传统Mg2Ni合金相比,该新型合金充放电循环35次后放电容量保持率从24%增大到88%。 展开更多

关键词 Mg-Ni-Cr-Ti镁基电池合金 机械合金化 电化学稳定性

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含锌镁合金的研究现状与应用及其LPSO相对合金性能的影响 被引量：9

3

作者 陈籽佚 李全安 +1 位作者 陈晓亚 朱宏喜 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期860-870,I0001,共12页

Zn元素添加到镁合金中能提高合金的流动性、力学性能和抗蠕变性能,使得含Zn镁合金成为该领域的研究热点之一。本文系统综述了含Zn镁合金的研究现状,包括Zn元素对镁合金微观组织、拉伸力学性能和耐蚀性影响等研究成果,介绍了含Zn镁合金... Zn元素添加到镁合金中能提高合金的流动性、力学性能和抗蠕变性能,使得含Zn镁合金成为该领域的研究热点之一。本文系统综述了含Zn镁合金的研究现状,包括Zn元素对镁合金微观组织、拉伸力学性能和耐蚀性影响等研究成果,介绍了含Zn镁合金在变形镁合金和铸造镁合金上的应用情况。在此基础上,进一步概述了含Zn镁合金中的LPSO相提高镁合金性能的作用和机制。最后针对目前含Zn镁合金研究中存在的不足,指出了含Zn镁合金未来的重点研究方向,以期为含Zn镁合金的进一步研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 含Zn镁合金 研究现状 LPSO相 强化机制 稀土

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等温循环镦粗挤压工艺对ZK60镁合金微观组织及力学性能的影响 被引量：5

4

作者 刘正然 赵熹 +1 位作者 刘杰 张治民 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期7-16,共10页

通过有限元模拟及一种新型变形均匀性评价方法,对循环镦挤成形模具结构与工艺参数进行了优化,在此基础上,针对ZK60镁合金开展了3道次循环镦粗挤压试验,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验等手段研究了变形过程中的组... 通过有限元模拟及一种新型变形均匀性评价方法,对循环镦挤成形模具结构与工艺参数进行了优化,在此基础上,针对ZK60镁合金开展了3道次循环镦粗挤压试验,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验等手段研究了变形过程中的组织演变及其力学性能响应。结果表明,变形温度为380℃、模具入口角为60°时,合金变形均匀性最佳;随着道次的增加,组织细化明显,边部和芯部的平均晶粒尺寸分别从68.2和78.8μm(第1道次)细化至24.5和26.5μm(第3道次),第二相尺寸随道次增加逐渐减小,3道次变形后,尺寸约为300~500 nm的细小析出相均匀分布在细晶区,材料各部位的抗拉强度均大于270 MPa,伸长率大于20%;变形均匀性调控效果明显,边部和芯部强度差从15.4 MPa(第1道次)减小至4.1 MPa(第3道次),塑性差从5%左右(第1道次)缩小到2%以内(第3道次);合金初始态的断口断裂形式为以解理断裂为主的脆性断裂,变形后边部和芯部断口的断裂形式分别从脆性断裂和准解理断裂(第1道次)向以韧窝形式为主的韧性断裂(第3道次)逐渐统一。 展开更多

关键词 循环镦粗挤压 ZK60镁合金 有限元 微观组织 力学性能

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热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织、性能和腐蚀行为的影响 被引量：12

5

作者 庞浩 李全安 +1 位作者 陈晓亚 关海昆 《中国稀土学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期331-339,共9页

以铸态、固溶态和时效态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM)以及电子拉伸试验机分析了热处理对Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金的微观组织、微区成分、物相组成以及力学性能的影... 以铸态、固溶态和时效态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM)以及电子拉伸试验机分析了热处理对Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金的微观组织、微区成分、物相组成以及力学性能的影响,并通过静态失重实验和电化学测试研究了不同热处理状态合金的耐蚀性能。结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体、Mg_(5)Gd和少量的Mg_(24)Y_(5)相组成,固溶处理后组织均匀,部分未熔相(富Y相)以颗粒状形式存在,时效态合金析出相尺寸较小且弥散均匀分布。固溶和时效态合金的抗拉强度有不同幅度提升,分别为191.33和265.73 MPa,均表现为准解理断裂特征,在本研究范围内,Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金耐蚀性主要与热处理工艺、析出相的形貌和尺寸有关,不同状态下的合金在腐蚀过程中化学反应类型相似。 展开更多

关键词 稀土镁合金 微观组织 力学性能 腐蚀

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等温往复镦粗-挤压对Mg-Re-Zn合金微观组织和室温力学性能的影响 被引量：5

6

作者 张思杨 于建民 +4 位作者 张治民 徐文龙 贾蕾琛 吴国琴 王洪海 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期126-130,共5页

对Mg-9Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在420℃恒定温度下进行了4道次等温往复镦挤变形实验,研究了等温往复镦挤过程中合金微观组织和室温力学性能的变化规律。研究表明:随着等温往复镦挤变形道次的逐渐增加,动态再结晶发生,晶粒细化效果明显,这是... 对Mg-9Gd-3Y-2Zn-0.5Zr合金在420℃恒定温度下进行了4道次等温往复镦挤变形实验,研究了等温往复镦挤过程中合金微观组织和室温力学性能的变化规律。研究表明:随着等温往复镦挤变形道次的逐渐增加,动态再结晶发生,晶粒细化效果明显,这是主要是因为LPSO相附近产生的应力集中阻碍了位错运动,产生位错堆积,从而促进了动态再结晶。4道次加工后,初始态合金中在晶界处不连续分布的大块状相转变为在基体中均匀分布、沿挤压方向排列的小尺寸块状相。在整个变形过程中,合金内部的析出相较初始态合金并未明显变化,这表明在整个变形过程中没有新相生成。此外,经过4道次等温往复镦挤加工,合金的力学性能较初始态合金得到了显著提高,其极限抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为327.70 MPa、247.95 MPa和9.60%,这是位错增殖、细晶强化、第二相LPSO相强化综合作用的结果。 展开更多

关键词 Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金 等温往复镦挤 晶粒细化 微观组织 力学性能

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含钐镁合金的研究现状与应用 被引量：9

7

作者 庞浩 李全安 陈晓亚 《中国稀土学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期561-576,共16页

稀土元素Sm有助于改善镁合金的显微组织,提高室温和高温力学性能。Sm价格低廉且强化效果明显,含Sm镁合金成为近些年研究热点之一。本文详细介绍了含Sm镁合金的微观组织和力学性能,分析了第二相种类、分布及其强韧化机制。进一步总结了S... 稀土元素Sm有助于改善镁合金的显微组织,提高室温和高温力学性能。Sm价格低廉且强化效果明显,含Sm镁合金成为近些年研究热点之一。本文详细介绍了含Sm镁合金的微观组织和力学性能,分析了第二相种类、分布及其强韧化机制。进一步总结了Sm对镁合金耐蚀性的影响,以及Sm在耐热镁合金和生物医用镁合金中的应用与研究现状。最后针对含Sm镁合金研究中存在的不足,提出下一步工作研究方向,期望能为镁合金的研发提供新思路。 展开更多

关键词 SM 镁合金 力学性能 合金化

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变温往复镦挤对Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金组织和硬度的影响 被引量：3

8

作者 郭睿 李国俊 +2 位作者 张治民 赵熹 刘凯 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期125-131,共7页

对挤压态Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金进行4道次变温往复镦粗-挤压变形,累积应变量为5.40。温度选取稀土镁合金常用变形温度,即从420℃降低到380℃再升高到420℃再降低至380℃。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、维... 对挤压态Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金进行4道次变温往复镦粗-挤压变形,累积应变量为5.40。温度选取稀土镁合金常用变形温度,即从420℃降低到380℃再升高到420℃再降低至380℃。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、维氏硬度等手段,研究了不同温度和变形道次对合金组织和硬度的影响规律。结果表明:变温往复镦粗-挤压工艺能够显著减小Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的晶粒尺寸,改善组织均匀性;其组织演变体现在晶界处块状LPSO相的破碎重新分布、晶粒内部层片状LPSO相的溶解、变形导致的颗粒第二相的析出及动态再结晶。温度对变形组织的影响至关重要,虽然3道次相比2道次多进行了一次大变形,但是第3道次组织比第2道次组织晶粒大、硬度低,这是由于变形温度升高导致的。初始态稀土镁合金DSC曲线在380~420℃无峰值变化,没有明显的相变,但合金在变形过程中会在晶界处析出黑色颗粒相,温度变化对变形过程中的析出相会产生影响,在升温变形中有一部分变形析出相重新破碎溶解回基体,而变形析出的颗粒相对LPSO相起到钉扎破碎的效果,同时阻碍动态再结晶晶粒的长大,第3道次升温后,由于变形析出相的减少,部分再结晶晶粒长大,导致第3道次组织比第2道次组织晶粒大、硬度低。第4道次降温变形后,由于变形温度低且累积应变量最大,得到的晶粒组织最为细小且均匀分布,硬度也最大。细小的动态再结晶晶粒与析出的Mg5(Gd,Y,Zn)相是导致合金硬度提高的主要原因。 展开更多

关键词 Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金 往复镦挤 变温变形 硬度

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Mg-5Sm-xGd合金及其抗拉强度反常温度效应 被引量：1

9

作者 王海宁 赵洁 +2 位作者 张清 李萍 王莹 《中国稀土学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期120-127,I0004,共9页

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子拉伸试验等研究了时效态Mg-5Sm-xGd(x=1,2,3,4)合金的显微组织和力学性能。结果表明:时效态合金主要由α-Mg基体以及位于晶内弥散分布的稀土相Mg_(5)Gd和Mg_(41)Sm_(5)组成,随Gd含量的增加,... 采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子拉伸试验等研究了时效态Mg-5Sm-xGd(x=1,2,3,4)合金的显微组织和力学性能。结果表明:时效态合金主要由α-Mg基体以及位于晶内弥散分布的稀土相Mg_(5)Gd和Mg_(41)Sm_(5)组成,随Gd含量的增加,稀土相的种类没有发生明显变化;Gd含量可改变晶粒大小,随Gd含量的增多晶粒大小先减小后增大,在Gd含量为3%时合金晶粒最小;合金抗拉强度总体变化趋势为随温度升高先升高后降低,出现了抗拉强度反常温度效应;在同一温度下,3%Gd含量的合金抗拉强度最高,并随温度升高而升高,在300℃达到峰值229.9 MPa;合金的屈服强度随温度升高而升高,随Gd含量的增加先升高后降低然后再升高,在Gd含量为3%,拉伸温度为300℃时屈服强度最大;合金拉伸断裂方式主要为脆性断裂,随温度升高逐渐向韧性断裂转变;合金的抗拉强度反常温度效应可能与晶格常数,晶粒大小及第二相的变化有关。 展开更多

关键词 Mg-5Sm-xGd合金 显微组织 抗拉强度 反常温度效应

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铝对时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm合金显微组织和力学性能的影响 被引量：1

10

作者 陈籽佚 李全安 +3 位作者 陈晓亚 朱宏喜 鲍键 张迁 《中国稀土学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期128-134,I0004,共8页

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪对时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-xAl合金(x=0,0.4,0.6,1.2)的显微组织和拉伸断口形貌进行观察,运用电子拉伸实验机对合金力学性能进行测试。结果表明:时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm合金组织由α-Mg,Mg_(5... 采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪对时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-xAl合金(x=0,0.4,0.6,1.2)的显微组织和拉伸断口形貌进行观察,运用电子拉伸实验机对合金力学性能进行测试。结果表明:时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm合金组织由α-Mg,Mg_(5)Gd,Mg_(24)Y_(5),Mg_(41)Sm_(5)组成,添加Al元素后,在合金中形成Al_(2)RE相。合金晶粒大小随着Al含量的增加呈现先减小后增大的趋势。在同一拉伸温度下,合金的抗拉强度随着Al含量的增加呈现先上升后下降的趋势,当Al含量为0.6%时,合金力学性能最好;对于同一合金,抗拉强度随着拉伸温度的上升呈现出增高的趋势,合金表现出了反常温度效应。时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.6Al合金的拉伸断口形貌主要由撕裂棱和解理面组成,断裂方式主要为脆性断裂。 展开更多

关键词 Mg-12Gd-3Y-1Sm合金 显微组织 力学性能

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含Ho镁合金的研究现状

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作者 冷航 李全安 +4 位作者 陈晓亚 朱宏喜 鲍键 李向宇 陈培军 《稀土》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期47-62,共16页

镁合金作为轻质金属结构材料目前已获得广泛的研究应用,新型稀土镁合金的开发是进一步提高镁合金应用价值的重要体现。Ho在Mg中具有较高的固溶度,能显著细化晶粒,提高合金的室温和高温力学性能,增强合金的耐腐蚀性。本文主要从Mg-Ho二... 镁合金作为轻质金属结构材料目前已获得广泛的研究应用,新型稀土镁合金的开发是进一步提高镁合金应用价值的重要体现。Ho在Mg中具有较高的固溶度,能显著细化晶粒,提高合金的室温和高温力学性能,增强合金的耐腐蚀性。本文主要从Mg-Ho二元合金、Mg-Ho-X(RE,Zn)、Mg-X-Ho(X=Al,Zn,RE)系合金进行了综述。对目前含Ho镁合金的研究现状进行了归纳总结,指出了目前含Ho镁合金的优势及不足之处,希望能对含Ho镁合金的研究提供新的思路。 展开更多

关键词 Mg-Ho系合金 微观组织 力学性能 强化机制

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基于非均匀微观组织的纯铁板抗拉性能

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作者 曹祎 荣传新 +2 位作者 朱志恩 于敏 缑瑞宾 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第1期110-119,共10页

为研究纯铁板制作过程中由微观组织的非均匀性对其力学性能产生的影响,以DT4C、DT4E板材为研究对象,探究纯铁板在不同厚度、拉伸速率及取样方向下应力应变曲线的变化规律,探索其对纯铁板拉伸性能的影响,得出纯铁板宏观物理特性的非均匀... 为研究纯铁板制作过程中由微观组织的非均匀性对其力学性能产生的影响,以DT4C、DT4E板材为研究对象,探究纯铁板在不同厚度、拉伸速率及取样方向下应力应变曲线的变化规律,探索其对纯铁板拉伸性能的影响,得出纯铁板宏观物理特性的非均匀性变化规律。结果表明:取样方向对拉伸性能影响较小;板材厚度为0.5~2 mm时,屈服强度与厚度呈正比关系,纯铁板拉伸性能在厚度方向上具有尺寸效应;相同拉伸速率下,延伸率随厚度的增大先增大后减小,呈抛物状分布,存在一个最优厚度2 mm使得纯铁板的力学性能充分发挥;铁板内部构造的非均匀性决定了同种材料不同取样位置的试件力学性能的差异性。 展开更多

关键词 力学性能 非均匀性 应力应变关系 取样方向 拉伸速率 纯铁板

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