《Mg-Zn-RE(Ce,Nd)系鎂合金強化相析出過程與強化機制的研究》是依託東北大學，由黃明麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Mg-Zn-RE(Ce,Nd)系鎂合金強化相析出過程與強化機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃明麗
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
Mg-Zn-Ce與Mg-Zn-Nd鎂合金系具有豐富的強化相，Ce與Nd能夠有效提高合金塑變形能力，是非常具有套用潛力的合金系。本項目擬以相平衡及其析出轉變為基礎，以合金元素固溶度特徵為依據，明確這兩種鎂合金系強化相的析出過程及強化機理。本項目將研究這兩個鎂合金系的凝固過程及凝固相，確定凝固過程出現的合金相的晶體結構特徵（晶格參數、空間群及晶胞原子占位）；利用熱力學計算與第一原理計算的方法研究平衡相、凝固相的熱力學參數與力學性質參數，確定具有較好強化效果的合金相；研究Mg-Zn-RE（Ce, Nd）系鎂合金析出轉變動力學與成分的關係；研究這兩種合金系合金的時效析出過程，明確時效析出相的形成特徵；研究第二相種類（初生相、沉澱相）、狀態（共格－半共格－非共格）、形貌（球狀、桿狀等）與分布（晶粒內部、晶界）對合金強韌性能的影響機制。從而為高性能稀土鎂合金的合金設計及熱處理等工藝的制定提供可靠依據。
結題摘要
本項目分別通過合金法和擴散偶法，研究了Mg-Zn-Ce系和Mg-Zn-Nd系富鎂側相關係及化合物特徵及合金相的結構特徵及熱力學特徵。以Mg-Zn-Ce合金為基礎研究了合金時效過程及時效強化規律；通過熱軋組織分析，研究了Mg-Zn-Ce和Mg-Zn-Nd系合金的動態再結晶規律；並研究了不同狀態下Mg-Zn-Ce（Nd）合金力學性能特徵。得到研究成果如下：利用合金法明確了在Mg-Zn-Ce系中的化合物T1（Mg61Zn37Ce2）為亞穩相，可以從液相中直接析出，但在340℃將通過Mg7Zn3+T1→MgZn+T反應生成穩定的T相（Mg，Zn）11Ce。利用擴散偶法明確了Mg-Zn-Nd系與Mg存在兩相平衡的三元化合物T2相及T3相。通過壓縮實驗研究發現，當Mg-Zn-Nd系合金中的三元化合物T3相與T2相共同出現時，合金具有較好的力學性能。Mg-Zn-Ce及Mg-Zn-Nd鎂合金400℃熱軋實驗發現，經在400℃進行經多道次熱軋後，合金能夠發生完全動態再結晶，達到晶粒細化效果；且經過熱軋後合金的析出物破碎，彌散分布在晶內。因此與鑄態及單道次熱軋合金相比，多道次熱軋後合金的硬度最好。拉伸實驗結果表明，在Mg-Zn-Ce該合金體系中，Mg-2.0Zn-0.2Ce合金具有最好的綜合力學性能，屈服強度和抗拉強度分別為283MPa與331MPa，延伸率為16.6%。這是再結晶較完全、T相和T相的彌散分布綜合作用的結果。對鑄態Mg-Zn-Ce合金在190℃進行了1~100h時效處理髮現，隨著Zn含量的增加，合金的時效效果逐漸明顯。在所製備的Mg-Zn-Ce合金中，Mg-6.0Zn-0.2Ce具有較好的時效強化效果。通過透射電鏡分析發現，合金中存在兩種形態的第二相析出：桿狀的β'1相和盤狀的β'2相，這兩相隨著時效時間的增加而增多和長大。在190℃×8h時達到峰時效，此時硬度值為93.27HV。
