外文翻译-稀土元素对镁合金的影响

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1、毕业设计（论文）外文资料翻译院（系）材料与化工学院专业金属材料工程班级姓名王宸学号外文出处Effectsofrare-earthelementsGdandYonthesolidsolutionstrengtheningofMgalloys附件1.原文；2译文2012年5月6日《合金及其化合物杂志》标题：稀土元素Gd、Y对镁合金的固溶处理的影响摘要：本研究探讨了My-Gd-Y三元合金和Mg-Gd、Mg-Y二元合金的固溶强化作用。研究发现固溶体中的屈服强度取决于Gd、Y元素的浓度，简化分析后得出在Mg-Gd-Y三元相图中

2、可以准确预测出三元的固溶强度。相比于Al与Zn元素，在固溶处理中Gd、Y元素可以对提高强度有更大的作用。此外，原子原始尺寸、模型缺陷系数以及空位效应都可以提高强度。简介由于镁合金是结构合金中最轻的，它应用有巨大的潜力。然而相对于铝合金，镁合金的延伸率的限制，它的强度还是相对较低。为了改善其机械性能，镁稀土合金得到了极大的关注，因为镁稀土合金无论室温还是更高的温度都有较高的强度及其杰出的抗蠕变能力。在所有镁稀土合金中，Mg-Gd-Y合金是最有希望的新型镁基时效强化合金的候选。通常在镁合金中加入稀土元素提高强度主要依据于

3、两种强化机制，分别是析出硬化和固溶强化。在Mg-Gd-Y合金中结构、沉淀阶段的心态，沉淀顺序都相对容易得到，然而其固溶强化机理到现在还没有解释清楚。前人的工作指明Y元素的加入明显提高了固溶强度相比于Zn、Al元素。本研究意在探索Mg–Gd,、Mg–Y二元固溶合金及Mg–Gd–Y三元固溶合金的强度，并且分别研究Gd、Y元素的固溶强度作用，继而预测三元合金的强度，同时也对条件变化对强度的影响进行探索。实验介绍：本研究对于Mg–Gd、Mg–Y二元合金及Mg–Gd–Y三元合金进行探索，前期准备了高纯度的Mg(99.97%)、

4、Mg–25Gd(wt.%),、Mg–25Y(wt.%)，主要元素通过加入到780°C的电阻炉中在抗氧化气体的保护下熔炼。熔体被浇筑到事先加热到200–300°C的直径100mm的钢磨具中，其中的化学成分通过电感耦合等离子体发射光谱仪进行分析。对合金进行温度在535–540°C时间为1.5–9h的固溶处理，随后放入温度为70°C的温水中淬火。实验根据Mg–Gd、Mg–Y二元相图及Mg–Gd–Y三元相图计算出第二相最大限度的溶解在镁合金中，从而选出最好的固溶处理条件。拉伸测试于室温下、晶粒度1.0×10−3s−1的情况下

5、拉伸。平面拉伸，使用长度为25mm、横截面为3×6mm2的试样，三个试样都进行以上测试，确保所得数据的再现性。硬度测试使用布氏硬度载重500g，持续时间15s，每个试样测试不少于10次。硬度测试与拉伸测试在淬火后数小时内进行。试样在进行机械抛光前，先用5%的硝酸腐蚀，随后进行电镜观察。通过直线截距法，（方程式d=1.74l）测量平均晶粒大小，l通过电镜观察得出。对于每一种合金含有不同的Gd含量电镜观察时镜头内都需包含至少300个晶界。研究结果：对于Mg–Y二元合金的研究已经发表在之前的论文中，总结如下。对于Mg–Y单

6、相屈服强度依赖于浓度，c代表了溶质原子的浓度，n=12或23。然而，实验发现Y元素可以极大的提高固溶强度相比于Zn和Al元素，实验基于同样的原子大小和相同的磨具。为了更好的理解这个现象，本实验设计研究Gd元素在镁合金中对固溶强度的影响。Mg–Gd二元合金的化学成分的分子比和质量比展现于图表1中。这些特殊的合金都被表示为稀释的合金，也就是，在200°C时低于Gd在Mg中的最大固溶度大约为0.61at.%。进行过饱和的固溶处理，浓度接近相图所表示的最大值4.53at.%。Mg–2.49at.%Gd合金铸态及固溶处理后

7、的数据表示在表格1中。选用最佳的固溶温度及时间可以使得间隙化合物在铸态合金中充分溶解于矩阵中。这些与Mg–Gd二元合金相图相吻合，即Gd在温度为535°C时的固溶度为4.2at.%。Mg–Gd二元合金的平均晶粒度大小表示在表格1中。从表格中可以看出不同含量的合金有在晶粒度大小上有着小小的不同。Gd浓度在Mg–Gd固溶体中的变化而引起的硬度的变化展示在图表2中。从中可以看出硬度的增大与Gd浓度的增大成正比。这里得出一个硬度和Gd浓度组成的公式：Hv0.5(kgmm−2)≈37+14Gd(at.%)。（1）表格2和等式（

8、1）表示出一个近似线性的硬度和固溶度的关系(dHv/dc≈14kgmm−2/at.%Gd)，这个与之前已经得出Mg–Y合金的公式相似(dHv/dc≈13kgmm−2/at.%Y)。表格3a表示每一个合金在室温下的应力应变曲线。尽管弹性极限和极限抗拉强度随着Gd元素的含量的增长而增长，但是延伸率却随之降低。加工硬化出现在所以被研究过的合金中。每个