固溶处理对Mg-Gd-Y-Zn合金微观组织及硬度的影响*
2020-07-13王娜娜周吉学赵东清马百常杨院生
王娜娜,周吉学,赵东清,马百常,杨院生
(1.齐鲁工业大学(山东省科学院),山东省科学院新材料研究所,山东省轻质高强金属材料省级重点实验室,济南 250014;2.中国科学院金属研究所,沈阳 110016)
近年来,轻量化成了汽车等相关产业重要的发展趋势,镁合金因低密度和高比强度[1-2]在汽车、火车、飞机及3C领域显示着巨大的应用前景,引起众多相关学者的重视,但是镁合金室温滑移系较少,高温强度低,耐热性差,应用受到一定限制[3]。目前,改善合金性能的有效途径是合金化与热处理[4-5]。将Gd,Y和Zr等稀土元素加入到镁合金中能有效地提高镁合金的室温及高温强度与热稳定性,从而改善合金的高温蠕变性能和耐腐蚀性能[6-10]。文献[11]通过铸锭(Ingot Making,IM)冶金研制出高性能的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金,其抗拉强度和延伸率分别为473 MPa和8.0%。国外将稀土镁合金应用在导弹舱体、卫星空间结构件及发动机引擎盖[12],因此,Mg-RE合金在航空航天、汽车及军工产品中具有广阔的应用前景。尤其是含有长周期堆垛有序(LPSO)相的Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金,因其具有优异的力学性能和独特的微观组织结构被广泛研究[13-16]。文献[17]研究发现,LPSO相在Mg-RE-Zn合金系中存在5种结构类型,LPSO相是一种高温强化结构,在高温变形条件下LPSO相阻碍位错运动的强度优于常温变形,LPSO相的存在使合金表现出超高强度和优异的热稳定性,但目前对于LPSO相关于镁合金蠕变控制机制的研究尚未清楚[18]。文献[19]发现LPSO相结构和形貌与合金的固溶处理密切相关,在LPSO结构中,比较常见的是18R和14H两种类型,热处理温度较高时,18R型LPSO相含量会降低,晶粒内部析出较多的14H型层片状LPSO相。……
