sc、sb对mg-gd-y合金组织和性能影响

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要镁合金较低的高温力学性能严重限制了其广泛应用。本文以Mg-Gd-Y基合金为基础，利用光学显微镜(OM)、X-射线衍射仪(XRD)、带能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、差动分析仪(DSC)、拉伸实验等检测分析技术，研究Sc、Sb元素对Mg-7Gd-3Y基合金组织和力学性能的影响。对合金铸态组织研究结果表明：Mg-7Gd-3Y-xSc(x=0,0.5,1)合金的铸态显微组织由等轴α-Mg和主要沿晶界分布的半连续析出相组成；合金组成相为а-Mg、Mg24

2、(Y,Gd)5和Mg5(Gd,Y)，在合金中添加Sc后没有生成新相，但合金中的析出相含量有着明显的增多，并在晶界处聚集长大；SEM分析结果表明：Mg-7Gd-3Y-0.5%Sc合金析出相中均含有一定量的Sc，其中，Sc在Mg24(Y,Gd)5相中的含量远大于Sc在Mg5(Gd,Y)相中的含量。在Mg-7Gd-3Y合金加入Sc能提高铸态合金的室温和200℃的抗拉强度和屈服强度，Mg-7Gd-3Y-1Sc合金的室温抗拉强度和屈服强度分别达到了240和180MPa，200℃时的抗拉强度和屈服强度分别为215和149Mpa。

3、在Mg-7Gd-3Y合金中加入Sc会提高析出相熔点和合金的熔化温度；DSC分析表明：低熔点共晶相的溶解温度从411.6℃提高到431.1℃；Mg5(Gd,Y)相向а-Mg中的溶解温度从553.1℃提高到554.1℃，合金的最终熔化温度也从637.5℃提高到639.0℃。合金的固溶处理结果表明：在525℃进行固溶时发现，合金Mg-7Gd-3Y固溶处理10h后枝晶结构基本消除，但在晶内及晶界上仍有部分未溶解的富RE相，随着时间的延长，这些富RE相会逐渐变小，但很难完全溶解；随着Sc的加入，合金在固溶处理时，未溶解的富RE

4、相明显增多；在540℃进行固溶处理时，Mg-7Gd-3Y-0.5Sc和Mg-7Gd-3Y-1%Sc两种合金的晶粒大小随固溶时间的延长发生了异常变化现象，表现为固溶处理的前2-8h晶粒由大变小，随后晶粒由小变大，这一变化与合金的固溶硬度曲线分析结果一致。Mg-7Gd-3Y-xSc在525℃/10h固溶处理后进行的时效(225℃)处理表明：在时效过程中，合金基体中会有大量的析出相析出，随着时间的延长，析出相的含量也相应地增加，合金中的时效析出相会优先在未固溶相和晶界处析出；而随着Sc含量的增加，这种优先析出倾向更加明显；

5、在合金中添加Sc能够提高提高合金的时效峰值硬度及合金的室温和200℃力学性能；Mg-7Gd-3Y-1Sc合金的时效峰值时的室温抗拉强度和屈服强度分别为254MPa和185MPa，200℃时的抗拉强度和屈服强度分别为228MPa和159Mpa；TEM分析结果表明，合金在时效过程中析出相的长条状Mg24(Y,Gd)5相和颗粒状的Mg5(Gd,Y)相是合金力学性能的到提高的原因。与金属型铸造对比，挤压铸造获得的组织均匀，且晶粒更加细小。在Mg-7Gd-3Y合金中加iSc、Sb对Mg-Gd-Y合金组织和性能的影响入Sb后，合

6、金的晶粒得到了细化，析出相的明显增多并在晶界三角处聚集长大；Mg-7Gd-3Y-xSb(x=0,1)合金合金在525℃固溶处理结果表明：在固溶处理开始后，晶间网状共晶相快速地重新融入基体，取而代之的是在其原来的位置上形成的弥散的点状颗粒相；当固溶时间达到10h，晶间组织完全溶解到基体中，颗粒状析出相变少或消失且合金晶粒都发生了一定的晶粒粗化；在Mg-7Gd-3Y合金中加入Sb后，晶粒的粗化现象降低。在Mg-7Gd-3Y合金中加入Sb能提高合金的室温及200℃的抗拉强度和屈服强度；Mg-7Gd-3Y-1Sb合金时效时效

7、峰值时的室温抗拉强度和屈服强度分别为260MPa和194MPa，200℃时的抗拉强度和屈服强度也达到了244MPa和181MPa。关键词：Mg-7Gd-3Y合金；挤压铸造；Sc；Sb；显微组织；力学性能ii南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTThepoormechanicalpropertiesofmagnesiumalloysathightemperaturesseverelylimittheirapplications.Inthispaper,ScandSbelementswereintroducedin

8、totheexistingMg-Gd-Ysystemalloystofurtherimprovetheirmicrostructuresandmechanicalpropertiesbothatroomtemperaturesandelevatedtemperatures.Opticalmicroscopy(OM),X-raydiffracti