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残余应力研究现状及在镁合金中的应用前景

廖洪彬 , 李兴刚 , 马鸣龙 , 李永军 , 石国梁 , 张奎 , 张凤岗 , 曹忠 , 王强 , 黎朝晖

综述了残余应力研究现状；分析了残余应力产生的原因；总结了残余应力的各种测试手段和消除方法,并比较了它们的优缺点；展望了镁合金中残余应力的研究和发展方向.

关于镁合金中长周期有序结构的研究综述

蒲治军 , 陈东杰 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 马鸣龙 , 石国梁 , 袁家伟 , 李蒙

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.07.012

系统地介绍了6H、10H、14H、18R、24R型LPSO结构的原子堆垛和RE、Zn的占位特点,探讨了LPSO结构的形成条件和形成机制,分析了含LPSO结构相合金的组织演变过程并概述了组织演变方面最新的研究成果,总结了含LPSO结构相镁合金的室温和高温性能的研究现状,最后对该类合金未来的研究方向进行了展望.

关键词: 镁合金 , 长周期有序结构 , 组织演变

Corrosion behavior of extrusion, under-aged, peaked-aged and over-aged WE93 alloys in NaHSO3 solutions

蒋全通 , 马鸣龙 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 石国梁 , 袁家伟

稀土学报(英文版) doi:10.1016/S1002-0721(14)60199-X

关键词:

退火工艺对WE71镁合金冷轧板组织的影响

刘靖宝 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 袁家伟 , 马鸣龙 , 李蒙

材料热处理学报

研究了不同退火工艺对WE71镁合金冷轧板的微观组织和硬度值的影响.试验表明,经挤压开坯,然后室温轧制的WE71镁合金板材在退火过程中发生了静态再结晶现象,使晶粒细化,组织均匀性改善.在480℃退火20 min,硬度值下降大约13％;通过对比480和500℃下退火过程中的平均晶粒尺寸、组织均匀性及硬度值,制定出最佳的退火工艺:退火温度为480℃,退火时间15～20 min.

关键词: 镁合金板材 , 晶粒细化 , 均匀性 , 退火 , 硬度

稀土镁合金沉淀析出行为研究进展

李婷 , 杜志伟 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 马鸣龙 , 石国梁

材料导报

概述了稀土镁合金(Mg-RE)沉淀析出行为的研究进展.根据析出序列的不同将稀土镁合金分为Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd及Mg-MM四种类型,对不同类型Mg-RE的沉淀析出序列及析出相的形貌、晶体学特征参数、转变动力学机制和沉淀强化行为做了较为详尽的综述.此外还指出了Mg-RE沉淀析出行为研究中存在的不足,并展望了其发展前景及今后的研究方向.

关键词: 稀土镁合金 , 析出序列 , 晶体结构 , 沉淀强化

Mg-6wt％Zn-1wt％Mn合金中的析出相演变

石国梁 , 张丁非 , 赵霞兵 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 马鸣龙

稀有金属材料与工程

通过透射电子显微技术(TEM)研究了Mg-6 wt％Zn-1 wt％Mn (ZM61)合金在单级和双级时效过程中过渡相β1'和β2'的演变规律以及β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的原因.ZM61合金在不同温度的硬化曲线(130、160、180、200、230℃)均表明:与单级时效相比,双级时效的硬化效果更好同时硬化速率更快.由于β1'杆状相的表面能和形核能垒均小于β2'盘状相,因此,峰时效之前主要发生β1'杆状相的快速形核和伸长;β1'杆状相体积分数的增加在带来硬度增加的同时也提升了体系的应变能,β2'盘状相取代β1'杆状相可以释放这一累积的应变能,因而过时效阶段主要发生β2'盘状相对β1'杆状相的逐步取代.ZM61合金在预时效后(90℃/24 h),组织中存在高弥散度的G.P.区(～10 nm),它们可以作为第二级时效过程中β1'杆状相的形核核心,从而大幅提升了杆状相的弥散度.由于β1杆状相在α-Mn颗粒上异质形核可以形成β1'/α-Mn共格界面,取代之前的非共格的α-Mn/α-Mg界面,从而有效降低了体系的界面能,因此时效态组织中普遍存在β1'杆状相在α-Mn颗粒上异质形核的现象.

关键词: ZM61镁合金 , 析出相演变 , 双级时效 , α-Mn , 异质形核

粗晶Mg-6.8Gd-4.5Y-1.1Nd-0.5Zr合金高温变形行为

夏祥生 , 李兴刚 , 马鸣龙 , 李永军 , 黄未华 , 邓霞 , 张奎

材料热处理学报

采用Gleeble-1500热模拟机研究粗晶Mg-6.8Gd-4.5Y-1.1Nd-0.5Zr镁合金在温度为623～803 K、应变速率为0.005～5 s-1条件下的高温变形行为。结果表明：流动应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,在高温变形初始阶段,流动应力随应变的增加迅速增加,当应变超过一定值后,流变应力开始下降并逐渐趋于稳定,出现稳态流动特征;基于Arrhenius方程建立Mg-6.8Gd-4.5Y-1.1Nd-0.5Zr合金高温流变应力本构模型;在723 K、应变速率0.05 s-1条件下,显微组织出现大晶粒被细小晶粒包围的＂项链＂组织特征,局部晶粒交结处出现微裂纹与孔洞;根据实验结果,合金的热加工宜在773 K左右进行。

关键词: 镁合金 , 高温变形行为 , 变形激活能 , 本构模型

GWN751K镁合金热压缩实验研究

马鸣龙 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 王海珍 , 何兰强

材料科学与工艺

在Gleeble-1500D热模拟机上进行了单向热压缩试验,研究了GWN751K镁合金在变形温度为623-773K,应变速率为0.002-2s-1条件下热变形行为,变形量为60%.结果表明,在相同变形温度条件下,流变应力随变形速率的增加而上升,在相同的应变速率条件下,流变应力随着变形温度的升高而下降,计算出其平均激活能Q为228.61kJ/mol,应力指数n为4.2.根据材料动态模型,计算并分析了GWN751K合金的热加工图,并确定了合适的挤压加工条件为723K,0.01/s.通过对合金的挤压试验研究,验证了加工条件,挤压后的合金断裂强度为320MPa,延伸率为18%,较铸态合金有显著提高.

关键词: 稀土镁合金 , 流变应力 , 热变形 , 加工图

粗晶EW75镁合金变形孔洞的产生及愈合研究

夏祥生 , 朱鸣峰 , 张跃 , 李兴刚 , 马鸣龙 , 张奎

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.02.007

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,在Gleeble-1500热模拟机上研究了粗晶EW75镁合金热变形行为,变形温度为723 K、应变速率为0.05s-1,最大变形程度为80％的条件下,根据结果分析了合金高温变形时的真应力-真应变曲线以及不同变形量的显微组织,揭示了合金在变形过程中孔洞产生及消失的机制.结果表明:铸态合金平均晶粒尺寸约为149 μm,均匀化后合金平均晶粒尺寸达到197 μm左右；真应力-真应变曲线呈现出典型的动态再结晶特征；变形量为40％,原始大晶粒被细小再结晶晶粒包围,呈现典型的“项链”状特征,在局部晶粒交结处出现孔洞,随着变形量的增加,孔洞先长大后变小,当变形量达到80％时,孔洞基本消失愈合,愈合区有细小的再结晶的晶粒,形成明显的愈合带；大尺寸晶粒间的相互协调性能较差是变形出现孔洞的主要原因,随着变形量的增加,再结晶比例的提高带来的变形协调性能增强,孔洞最终被压扁,重新接触的两表面存在较高的能量,最终发生完全动态再结晶是合金孔洞愈合机制.

关键词: 镁合金 , 热压缩 , 动态再结晶 , 显微组织 , 孔洞愈合

GWN751K镁合金均匀化热处理

马鸣龙 , 张奎 , 李兴刚 , 李永军 , 张康

中国有色金属学报

通过OM、SEM及布氏硬度分析,研究GWN751K镁合金在不同状态下的显微组织与性能,确定该合金的双级均匀化工艺参数.结果表明:合金经过440 ℃、6 h初级均匀化后,共晶组织开始发生分解,晶粒开始长大;经过535 ℃、16 h热处理后,合金晶粒明显长大,但元素分布较为均匀,晶界处仅明显残留含Y化合物;均匀化处理使合金的力学性能得到改善,合金断裂强度为245 MPa,屈服强度为192 MPa,伸长率为12%,较铸态合金的力学性能均有所提高;合金变形抗力较铸态合金的有所增加,这种特性在450 ℃仍保留下来,但差别减小.

关键词: 稀土镁合金 , 均匀化 , 显微组织

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