鎂合金憑借其低密度、高比強度、高比模量、良好的導熱導電性、的電磁屏蔽性和減震性、易于回收等優勢,在航空航天、武器裝備、3C民用、汽車等領域有的應用前景。
然而鎂合金存在強度低、耐腐蝕性差、成型性能差、成本高昂等特點,嚴重阻礙了鎂合金的推廣和應用。
眾所周知,凝固過程中形成的第二相,不僅對鑄態合金的組織和力學性能有顯著影響,而且對其進一步的加工性能(擠壓)和終性能(熱處理)也有顯著影響。因此,改變鎂合金中第二相的形態、分布和尺寸是至關重要的。目前關于第二相粒子調控的研究較多,包括TiC、AlN、Mg2Si、TiB2等。如Xiao等報道了Sb改性Mg2Si/AZ91復合材料中Mg2Si的改性機理。Li等人研究了加入Eu后Al-Si合金晶Si的改性。超聲處理、快速凝固、機械加工、熱處理等多項研究和技術取得了顯著進展。上述方法,均能有效調控第二相顆粒,但復雜、成本高、產業化難度。Xue等人指出了La摻雜AZ80-Ce鎂合金中Al-RE管狀相的形成機理。通過摻雜相鄰的稀土元素La,發現了一種調節Al-Ce相形貌的新方法,La原子可以取代Al-Ce相中的Ce原子,增加其生長表面,改變其生長速率。本研究為第二相的調控提供了新的思路,為鎂合金的強化增韌提供了理論依據和參考。
研究者通過摻雜相鄰RE元素調節RE第二相的新思路,通過添加不同含量的Dy元素對MgSnGd相進行了修飾。結果表明,Dy能有效改善MgSnGd晶粒的形貌和分布,減小α-Mg基體的尺寸,從而開發出綜合力學性能優良的新型Mg-8Zn-1Mn-3Sn-Gd-Dy (ZMT813-Gd-Dy)合金。據目前所知,還沒有關于Dy改性MgSnGd顆粒的報道。研究者通過掃描電鏡(SEM)、電子背散射衍射(EBSD)、場發射電子探針(EPMA)、透射電鏡(TEM)和力學試驗,系統研究了MgSnGd第二相調控機制及其對擠壓態合金動態再結晶(DRX)行為的影響。此外,研究者還詳細討論了MgSnGd相的Dy改性機理及其對鑄態和擠壓態ZMT813-1.2Gd合金組織和力學性能的影響。
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