简介概要

Mg-Gd-Zn-Zr合金中的LPSO结构和时效相

来源期刊:金属学报2010年第9期

论文作者:曾小勤 吴玉娟 彭立明 林栋樑 丁文江 彭赢红

文章页码:1041 - 1046

关键词:Mg-Gd-Zn-Zr合金; 长周期堆垛有序(LPSO)结构; 层片状; 时效处理

Key words:Mg-Gd-Zn-Zr alloy; long period stacking ordered(LPSO) structure; lamellar; aging treatment

摘    要:为了研究Mg-Gd-Zn-Zr合金中的长周期堆垛有序(LPSO)结构的形成及其演化,对铸态、固溶态和时效态Mg96.32Gd2.50Zn1.00Zr0.18合金的显微组织进行了观察.OM,SEM和TEM观察表明,合金铸态组织由α-Mg固溶体、晶内层片状14H-LPSO结构和晶界处树枝状α-Mg+β-(Mg,Zn)3Gd共晶相组成;500℃/35 h固溶处理后,晶界处发生β→X的固态相变,层片状X相也具有14H-LPSO结构;再经200℃/128 h峰时效处理后,晶内析出椭球状β′相和片状β1相与14H-LPSO结构共存.室温拉伸实验和Vickers硬度测试表明,500℃/35 h+200℃/128 h处理改善了合金的力学性能,抗拉强度为290.7 MPa,屈服强度为162.5 MPa,Vickers硬度为108.0 HV,延伸率为10.4%.力学性能的改善与晶界、晶内的14H-LPSO结构及时效相等复合强韧化作用有关.

Abstract: At present,long period stacking ordered (LPSO) structures in Mg-RE-Zn (RE=Y, Dy,Ho,Er,Gd,Tb,Tm) alloys have been focused on.According to some reports,Mg-Gd-Zn alloys are classified as typeⅡ,i.e.,there are no LPSO structures in as-cast alloys,but LPSO structures appear after heat treatment.To further study the formation of LPSO structure in Mg-Gd-Zn (Zr) alloys,a Mg96.32Gd2.50Zn1.00Zr0.18 alloy was prepared by ingot metallurgy (I/M) in this work.Based on OM,SEM and TEM observations,the as-cast microstructure of Mg-Gd-Zn-Zr alloy consists ofα-Mg solid solution,lamellar 14H-type LPSO structure withinα-Mg grains and dendritic eutectic structure at grain boundaries,in which the eutectic phase is theβ-phase((Mg,Zn)3Gd)),thus,Mg-Gd-Zn(Zr) alloys should be attributed to typeⅠ,i.e.,there are LPSO structures in as-cast alloys.During solid solution treatment at 500℃ for 35 h,a solid transformation,dendritic β-phase with fcc structure→lamellar X-phase with 14H structure,was observed at grain boundaries.During subsequent peak-aging treatment at 200℃ for 128 h,ellipsoidal β’ and rhombus β1 phases precipitated within α-Mg grains. Tensile tests at room temperature and Vickers hardness tests show that the alloy solution-treated and aging-treated has higher mechanical properties,i.e.,σb=290.7 MPa,σs=162.5 MPa,δ=10.35% and 108.0 HV.The improvement of mechanical properties are attributed to the composite strengthening-and-toughening effect of the 14H-type LPSO structures,and the β’ and β1 aging phases.

详情信息展示

Mg-Gd-Zn-Zr合金中的LPSO结构和时效相

曾小勤1,2,吴玉娟3,彭立明4,林栋樑3,丁文江3,彭赢红5

(1.上海市上海交通大学材料科学与工程学院上海市镁材料及应用工程技术研究中心
2.上海市上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室
3.上海交通大学 材料科学与工程学院 轻合金精密成型国家工程研究中心
4.上海交通大学 材料科学与工程学院,轻合金精密成型国家工程研究中心,上海 200030
5.上海交通大学 机械与动力工程学院)

摘 要:为了研究Mg-Gd-Zn-Zr合金中的长周期堆垛有序(LPSO)结构的形成及其演化,对铸态、固溶态和时效态Mg96.32Gd2.50Zn1.00Zr0.18合金的显微组织进行了观察.OM,SEM和TEM观察表明,合金铸态组织由α-Mg固溶体、晶内层片状14H-LPSO结构和晶界处树枝状α-Mg+β-(Mg,Zn)3Gd共晶相组成;500℃/35 h固溶处理后,晶界处发生β→X的固态相变,层片状X相也具有14H-LPSO结构;再经200℃/128 h峰时效处理后,晶内析出椭球状β′相和片状β1相与14H-LPSO结构共存.室温拉伸实验和Vickers硬度测试表明,500℃/35 h+200℃/128 h处理改善了合金的力学性能,抗拉强度为290.7 MPa,屈服强度为162.5 MPa,Vickers硬度为108.0 HV,延伸率为10.4%.力学性能的改善与晶界、晶内的14H-LPSO结构及时效相等复合强韧化作用有关.

关键词:Mg-Gd-Zn-Zr合金; 长周期堆垛有序(LPSO)结构; 层片状; 时效处理

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