PDF《C03.先进镁合金》

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先进镁合金 分会主席:曾小勤、蒋斌、杨院生、秦高梧 C03-01 镁合金表面机械研磨处理及强化机制 曾小勤 上海交通大学材料科学与工程学院 采用表面机械研磨处理(SMAT)处理镁稀土合金获得了梯度晶粒结构.从表面到中心依次为:表面~30 μm 厚的纳 米晶层(晶粒尺寸~50C100 nm) 、尺寸逐渐增大的亚晶层、高密度孪晶层以及中心低密度孪晶层.合金拉伸屈服强度显著 提高,但延伸率明显下降.强度的提高主要源于 SMAT 冷变形残余位错在室温拉伸过程中的加工硬化效果,拉伸过程中 的应变硬化空间太小也是导致其塑性很差的原因.Mg-3Gd 合金 SMAT 变形机制以孪生为主导,亚晶旋转动态再结晶机制 在表面纳米化过程中起到重要作用. C03-02 低合金化高强度变形镁合金的研究进展 潘虎成,谢红波,任玉平,秦高梧 东北大学 镁合金具有显著的减重优势,目前迫切需要开发出不含稀土元素的低成本高性能镁合金.本研究基于 Mg-Ca 基合金 的成分优化及常规挤压变形, 制备出了系列性能优异的合金材料. 低合金化的 Mg-1.0 wt. % Ca 合金的抗拉强度可达约

390 MPa,Mg-0.1 wt. % Ca 合金的抗拉强度也可高达约

300 MPa.组织分析表明,多尺度的亚结构,包括超细的亚晶粒和动态 再结晶晶粒组织、具有溶质偏析的亚晶界以及 Mg2Ca 纳米相等均有助于提高强度.在此基础上,我们制备了一种新型的 Mg-2Sn-2Ca (wt. % )变形镁合金, 该合金表现出了超高的屈服强度(360-440 MPa). 有趣的是, 即使以较高的速率进行挤压, 该合金的力学性能也几乎没有衰减.超细晶粒(~ 0.32 μm),弥散分布的 Mg2Ca 纳米粒子以及大部分亚晶界处 Ca 原子的富 集保证了合金的超高强度.通过对该合金挤压过程中的组织演变研究表明,热成型过程中 Ca 原子的动态配分、高密度位 错以及大量 Mg2Ca 纳米相的析出,均直接导致了挤压态合金中超细晶粒的形成.然而,该合金在保持最高强度时,其延 伸率较差,仅为~1.2%.通过多元合金化 Mn 元素的添加,Mg-Sn-Ca-Mn 合金表现出了较好的强度和塑性的结合:屈服强 度~

450 MPa,抗拉强度~

462 MPa,同时延伸率~

5 %.分析表明,含Mn 镁合金内可诱导产生高密度位错,同时晶粒内 和晶界处有大量的纳米 Mn 颗粒动态析出,可有效促进再结晶晶粒形核,并抑制了动态再结晶晶粒的长大;

更重要的是, 再结晶晶粒的织构发生了显著偏转和弱化,从而实现了超细晶镁合金具备超高强度、延伸率兼备的力学性能. C03-03 稀土镁合金的塑性变形机制和位错结构的亚埃电子显微学研究 杨志卿,叶恒强 中国科学院金属研究所 我们利用先进电子显微学技术在原子尺度研究了稀土镁合金中的位错、 晶界和孪晶界等晶体缺陷, 以及变形过程中位 错与合金元素的交互作用,为深入理解材料的强韧化机理提供了详实的显微结构信息.取得如下主要结果: (1)长周期强 化相通过基面滑移发生扭折变形;

变形过程中, 合金元素与位错间的弹性交互作用诱发柯垂尔气团的形成, 钉扎位错. (2) 镁基体内的位错分解形成基面层错,化学交互作用的驱动下合金元素偏聚到层错上,形成铃木偏聚,钉扎位错运动. (3) 基面层错及铃木偏聚能够有效抑制形变孪生,从而减少裂纹形核源. (4)稀土元素添加,在一定程度上抑制位错分 解成基面位错锁,使其能够在锥面上长程滑移,从而保障材料具有良好的塑性变形能力. (5)位错与倾侧晶界交互 作用,驱动晶界滑移和迁移,可以有效消除晶界局部应力集中,延缓晶界开裂.前两者在强化合金方面发挥重要作用,后 三者对改善材料塑性至关重要. C03-04 基于基面相/LPSO 结构的高强度镁稀土合金研究 吴玉娟 1,2 ,容伟