Nd、Ca复合添加对铸态Mg-Gd-Zr合金组织及力学性能的影响
宋蕾;刘彪彪;李越;王建;张全福;任乃栋;武维康;王红霞
【期刊名称】《有色金属工程》
【年(卷),期】2024(14)4
【摘 要】采用金属型铸造法制备了Mg-6Gd-0.5Zr合金(GK60)、Mg-4Gd-2Nd-0.5Zr(GNK420)合金和Mg-4Gd-1Nd-1Ca-0.5Zr(GNXK4110)合金,研究了Mg-6Gd-0.5Zr合金中Nd替代Gd元素,Nd、Ca复合添加替代Gd元素对合金组织和力学性能的影响。结果表明:元素总量一定时,随着合金元素种类的增多,合金晶粒尺寸显著减小,平均晶粒尺寸从GK60合金的114.59μm减小到GNK420合金的102.69μm和GNXK4110合金的79.51μm;第二相由Mg5Gd相和Mg3Gd相演变到Mg5(Gd,Nd)相,再到Mg7(Gd,Nd,Ca)相,第二相数量显著增多。由于晶粒细化及第二相的强化作用使得三种合金的屈服强度和抗拉强度逐渐提高,而伸长率先降后升,GNXK4110合金力学性能最好,屈服强度和抗拉强度分别达到98.36 MPa和162.5 MPa,伸长率达到7.97%。
【总页数】9页(P1-9)
【作 者】宋蕾;刘彪彪;李越;王建;张全福;任乃栋;武维康;王红霞
【作者单位】孝义市东义镁业有限公司;太原理工大学材料科学与工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TG146.2 【相关文献】
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DOI:10.3969/j.issn.1003-0972.2024.02.003 文章编号:1003-0972(2024)02-0154-05钠盐缓蚀剂对镁合金电极电化学性能的影响探究
金紫荷a,b*,徐丽娟b,堵志颖b,胡雪波b,许飞亚a(信阳师范大学a.分析测试中心;b.化学化工学院,河南信阳464000)摘 要:采用交流阻抗和电化学恒流放电的方法,探究了不同浓度的钠盐缓蚀剂对AZ31B镁合金在硝酸钾与硝酸钠复合电解液中的耐蚀性和放电行为的影响。实验结果表明,综合考虑阻抗和放电行为,NaHCO3的最佳浓度为5mmol/L,(NaPO3)6最佳浓度为2mmol/L。Na2SiO3·9H2O最佳添加浓度为1mmol/L,此时的滞后时间最短(0.2s),激活电位为-2.4V,极化电阻达到了72kΩ,耐蚀性也较好。因此,Na2SiO3·9H2O为更优异的缓蚀剂。关键词:AZ31B镁合金;钠盐缓蚀剂;复合电解液;电化学性能中图分类号:O242.1;O357.1 文献标识码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):
InfluenceofDifferentSodiumSaltCorrosionInhibitoronElectrochemicalPerformanceofMgAlloyElectrodeJINZihea,b*,XULijuanb,DUZhiyingb,HUXuebob,XUFeiyaa(a.AnalysisandTestingCenter;b.CollegeofChemistryandChemicalEngineeringXinyangNormalUniversity,Xinyang464000,China)Abstract:Theelectrochemicalbehaviorofmagnesiumalloyelectrodesincompositeelectrolytescontainingdifferentconcentrationsofsodiumsaltcorrosioninhibitorwasinvestigated.Basedonimpedanceanddischargeanalysis,theoptimalconcentrationofNaHCO3wasdeterminedtobe5mmol/L,whiletheoptimalconcentration(NaPO3)6wasfoundtobe2mmol/L.Additionof1mmolofNa2SiO3·9H2Oresultedinanegativeactivationpotential(-2.4V),minimumtimelag(0.2s),andpolarizationresistancevalue(R1)of72kΩ,indicatingexcellentdischargeperformanceandcorrosionresistance.Therefore,Na2SiO3·9H2Owasprovedtobeasuperiorcandidateasacorrosioninhibitor.Keywords:AZ31BMgalloy;sodiumsaltcorrosioninhibitor;compositeelectrolyte;electrochemicalperformance
6061铝合金微观组织特点
6061铝合金是一种常见的铝合金材料，具有广泛的应用领域。其微观组织特点决定了其优异的力学性能和加工性能。
首先，6061铝合金的微观组织主要由α-Al晶粒和弥散的细小粒状富有弹性的Mg2Si相组成。α-Al晶粒是铝合金的主要相，具有良好的塑性和可加工性。它的晶粒尺寸通常在10-100微米之间，这种细小的晶粒结构使得6061铝合金具有较高的强度和硬度。此外，这种微观组织的分布均匀性也有助于提高材料的力学性能。
其次，6061铝合金中的Mg2Si相具有优异的强度和硬度。这种相位的存在能够有效地提高合金的抗拉强度和硬度。Mg2Si相通常以弥散的方式分布在α-Al晶粒的晶界和晶内，形成细小的颗粒状结构。这种细小的粒状结构能够阻碍晶粒的滑移和晶界的扩散，从而提高合金的强度和硬度。
此外，6061铝合金还可能包含少量的其他相，如硅、铜、镁等元素形成的富集相。这些富集相的存在会对合金的性能产生一定的影响。例如，硅相能够增强合金的耐热性和耐腐蚀性，铜相能够提高合金的强度和耐磨性，镁相能够增强合金的可加工性。这些相的含量和分布状况会根据合金的具体配方和加工工艺而有所变化。
总的来说，6061铝合金的微观组织特点决定了其优异的力学性能和加工性能。细小的α-Al晶粒和弥散的Mg2Si相使得合金具有较高的强度、硬度和耐磨性，同时保持了良好的塑性和可加工性。合金中可能存在的其他相也会对合金的性能产生一定的影响。因此，合理控制合金的微观组织特点对于获得优良的性能至关重要。
第１６卷第１期 ２０１７年３月 材料与 冶金学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｖ０１．１６ Ｎｏ．１ Ｍａｒｃｈ ２０１７
稀土Ｎｄ对ＡＺ ３１镁合金铸态组织和 力学性能的影响
柏媛媛 ，魏汝飞 ，董 方 ，乐启炽 ，张志强 ，宝 磊 （１．东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，沈阳１１０８１９； ２．安徽工业大学冶金工程学院，安徽马鞍山，２４３００２； ３．内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古自治区包头０１４０１０） 摘要：利用气氛电阻炉制备了Ａｚ ３１一ｘＮｄ合金（ ＝０．０５％，０．１％，０．２％，０．４％，０．６％），采用光学显微镜 （ＯＭ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和电子能谱分析仪（ＥＤＳ）对不同Ｎｄ含量的实验合金进行了显微组织观察和分 析，结果发现，Ｎｄ在ＡＺ ３１一ｘＮｄ合金中形成了Ａｌ，Ｎｄ和Ｍｇ ２Ｎｄ相，这些含Ｎｄ相导致ＡＺ ３１镁合金在凝固过 程中的晶粒细化，从而提高了ＡＺ３１镁合金的铸态室温力学性能，随着Ｎｄ含量的增加，合金的铸态室温抗拉强 度极限和延伸率均先升高后降低． 关键词：ＡＺ ３１镁合金；稀土；第二相；组织；力学性能 中图分类号：ＴＦ ７０４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－６６２０（２０１７）０１－００５３－０５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ ｏｎ ｔｈｅ ａｓ—－ｃａｓｔ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＡＺ ３１ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ Ｂａｉ Ｙｕａｎｙｕａｎ ，Ｗｅｉ Ｒｕｆｅｉ ，Ｄｏｎｇ Ｆａｎｇ ，Ｌｅ Ｑｉｃｈｉ ，Ｚｈａｎｇ Ｚｈｉｑｉａｎｇ ，Ｂａｏ Ｌｅｉ （１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １０００４，Ｃｈｉｎａ ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ｛ｍｓｈａｎ ２４３００２，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｈａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎＡＺ ３１一ｘＮｄ ａｌ／ｏｙｗａｓｍａｄｅｉｎ ａｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｕｍａｃｅ（ ＝０．ｏ５％，Ｏ．１％，Ｏ．２％，Ｏ．４％， ０．６％）．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ出ｅ ａｌｌｏｙ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｂｙ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ｏＭ），ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ｓＥＭ）ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎａｌｙｚｅｒ（ＥＤＳ）．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ ｆｏｒｍｅｓ Ａ１３ Ｎｄ ａｎｄ Ｍｇｌ２ Ｎｄ ｐｈａｓｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ＡＺ ３ １一ｘＮｄ ａｌｌｏｙ，ｃａｕｓｉｎｇ ｇｒａｉｎ ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ ｏｆＡＺ３１ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ．ｔｈｕｓ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ａｓ—ｃａｓｔ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｆｉｒｓｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＺ ３ １ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ；ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ；ｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 镁及镁合金是目前使用的金属结构材料中最 轻的材料，其密度为１．７８ ｇ／ｃｍ ，是铁的１／４，铝 的２／３¨ ，具有比强度高、比刚度高、电磁屏蔽性 能好、机械加工性能好、易回收等众多优点．目前， 镁合金的主要成型方式之一是铸造 Ｊ，这是因为 密排六方结构的镁合金，对称性极低，可开动的滑 移系较面心立方结构和体心立方结构的金属要 少，导致塑性变形困难，影响了镁合金的开发和应 用．加工成型性差和耐蚀性差是影响镁合金研究 和开发较慢的主要原因，另外高温抗氧化性能差 也是限制镁合金进一步应用的重要因素，因此对 其进一步的研究显得尤为必要．ＡＺ ３１镁合金价 格低廉，而且强度高，塑性好，是目前工程上使用 最多的变形镁合金．镁合金通常添加稀土元素来 改善组织，提高性能．稀土金属在镁中的溶解度在 各元素之问有很大差别，Ｙ和ｓｃ在镁中的极限
