国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

含Dy鎂合金的研究現(xiàn)狀及最新進(jìn)展

2018-01-09 03:30楊明波吳若愚李忠盛
關(guān)鍵詞:鑄態(tài)延伸率鎂合金

畢 媛,楊明波,3,鄒 靜,吳若愚,李忠盛

(1.重慶理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 重慶 40054;2.西南技術(shù)工程研究所, 重慶 400039;3.精密成形集成制造重慶市產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心, 重慶 400050)

含Dy鎂合金的研究現(xiàn)狀及最新進(jìn)展

畢 媛1,楊明波1,3,鄒 靜1,吳若愚1,李忠盛2

(1.重慶理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 重慶 40054;2.西南技術(shù)工程研究所, 重慶 400039;3.精密成形集成制造重慶市產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心, 重慶 400050)

綜述了含Dy鎂合金的研究開發(fā)現(xiàn)狀,尤其是Dy對(duì)現(xiàn)有鎂合金組織性能的影響以及Mg-Dy-Zn基、Mg-Dy-Nd基和Mg-Gd-Dy基新型稀土鎂合金的最新研究進(jìn)展,指出了目前存在的問題,并對(duì)今后的發(fā)展進(jìn)行了展望。

鎂合金;稀土鎂合金;Dy;Mg-Dy基合金;Mg-Gd-Dy基合金

鎂合金作為最輕的商用金屬結(jié)構(gòu)材料,因具有比強(qiáng)度和比剛度高、減震能力優(yōu)良、機(jī)械加工性能優(yōu)異、電磁屏蔽性和熱傳導(dǎo)性良好等優(yōu)點(diǎn),正逐步應(yīng)用于電子和汽車等日常生活領(lǐng)域以及飛機(jī)和航天器部件等航空航天領(lǐng)域,被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色結(jié)構(gòu)材料[1-2]。雖然自20世紀(jì)90年代以來,鎂合金在各個(gè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢(shì),但與鋁合金相比,現(xiàn)有鎂合金的力學(xué)性能等還存在較大的差距。因此,研究開發(fā)高性能的鎂合金一直受到國內(nèi)外研究界的高度重視。眾所周知,由于稀土元素化學(xué)活性較強(qiáng),將稀土元素加入鎂合金中,不僅可以細(xì)化合金的組織、促進(jìn)鎂合金表面氧化膜由疏松變?yōu)橹旅?,還可以降低鎂合金在液態(tài)和固態(tài)下的氧化傾向,從而使鎂合金的室溫/高溫強(qiáng)度、塑性、耐蝕性和耐磨性等得到提升。也正是由于稀土元素在鎂合金中的積極作用,近10多年來國內(nèi)外圍繞高性能含稀土鎂合金的成分設(shè)計(jì)、制備/加工工藝和組織性能調(diào)控等開展了大量的研究工作,并取得了許多積極的研究成果,而其中又以Gd和Y等重稀土元素在鎂合金應(yīng)用方面的成果較為豐碩。目前,國內(nèi)外除了對(duì)含Gd和/或Y等重稀土元素的鎂合金進(jìn)行深入研究外,對(duì)其他重稀土元素在鎂合金中的應(yīng)用也逐步開始涉及。已有的研究表明[3-5]:Dy元素不僅與Gd和Y元素具有相近的原子半徑以及相似的物理化學(xué)性能,而且與Gd和Y元素類似,Dy元素也可與Zn元素形成LPSO(long period stacking order)強(qiáng)化相。同時(shí),Dy在鎂中的極限固溶度達(dá)25.8%(561 ℃),高于Gd和Y在鎂中的極限固溶度,并且當(dāng)溫度降到200 ℃時(shí)Dy在鎂中的固溶度急劇減小為10.2%,說明含Dy鎂合金在固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化等方面具有較大的潛力。此外,由于Dy具有很好的生物相容性,使Mg-Dy基鎂合金成為人體植入材料成為可能[6-8]。正是基于Dy在鎂合金中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和含Dy鎂合金的開發(fā)前景,國內(nèi)外圍繞Dy對(duì)現(xiàn)有鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響以及Mg-Dy-Zn基、Mg-Dy-Nd基和Mg-Gd-Dy基新型稀土鎂合金的開發(fā)等開展一些開拓性工作,并取得了一些積極的成果。

1 Dy對(duì)現(xiàn)有鎂合金組織性能的影響

眾所周知,Gd、Y、Ce和Nd等稀土元素合金化和/或微合金化可以細(xì)化鎂合金的組織和改善其力學(xué)性能。因此,Dy對(duì)鎂合金是否有類似的作用成為國內(nèi)外鎂合金研究者關(guān)注的一個(gè)問題。研究者們圍繞Dy對(duì)AZ31、WE43、ZK10(Mg-1%Zn-0.6%Zr)和ZK60等現(xiàn)有鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響開展了一些有針對(duì)性的研究,并取得了積極的研究結(jié)果[3,9-15]。

周宏等[9]研究了Dy和Ce添加對(duì)AZ31鎂合金顯微組織和軋制性能的影響,結(jié)果表明:復(fù)合添加0.6%Ce+1.5%或2.5%Dy后(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù),以下同),AZ31鎂合金的鑄態(tài)組織被明顯細(xì)化,并且生成了Al4Ce、Al2Dy和MgDy3相。同時(shí),Dy和Ce復(fù)合添加還可以顯著地改善AZ31鎂合金的軋制性能,但隨著Dy含量從1.5%增加到2.5%后,AZ31鎂合金的軋制性能有所下降,但仍優(yōu)于未加Ce和Dy的合金的軋制性能。

Liu等[10]研究了Dy對(duì)基于WE43(Mg-4%Y-3.3%RE (Nd,Gd)-0.5%Zr)鎂合金設(shè)計(jì)的Mg-4%Y-3%Nd-0.4%Zr鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)添加1%~3%Dy后,會(huì)在合金晶界處形成骨頭狀Mg5RE共晶相和塊狀的熱穩(wěn)定性較好的Mg3RE17相。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn):添加1%~3%Dy可以明顯地改善試驗(yàn)合金的室溫和高溫拉伸性能(見表1),但會(huì)使合金的延伸率稍有下降。同時(shí),伊軍英[3]也研究了Dy對(duì)基于WE43鎂合金設(shè)計(jì)的Mg-4%Y-3%Nd-0.5%Zr鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)Mg-4%Y-3%Nd-xDy-0.5%Zr(x=0、1%、2%和3%)鎂合金的鑄態(tài)組織主要由基體a-Mg、存在于晶界的骨狀共晶相Mg5RE和塊狀Mg3RE17相組成,并且隨著Dy含量增加,合金組織中骨狀相的數(shù)量增多,尺寸增大,形貌更加復(fù)雜。拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果表明:Dy能提高M(jìn)g-4%Y-3%Nd-0.5%Zr鎂合金的拉伸性能,尤其是合金的高溫抗拉性能。如表1所示,加入3%Dy的Mg-4%Y-3%Nd-3%Dy-0.5%Zr鎂合金在300 ℃下的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較未添加Dy的合金分別提高了43.2%和37.6%。此外,王志峰等[11]調(diào)查了Ce、Dy和Nd對(duì)Mg-26%Zn-1.5%Y基準(zhǔn)晶合金顯微組織的影響,發(fā)現(xiàn)在這3種稀土元素中,Dy較Ce和Nd更易形成四元準(zhǔn)晶相。

表1 Dy對(duì)Mg-4%Y-3%Nd-0.4%Zr/0.5%Zr鎂合金T6處理后拉伸性能的影響

劉楚明等[12]研究了Dy對(duì)ZK10鎂合金鑄態(tài)組織和力學(xué)性能的影響,研究結(jié)果表明:添加0.6%Dy可以細(xì)化ZK10鎂合金的晶粒,且復(fù)合添加0.6%Dy+0.2%Nd可以取得更好的晶粒細(xì)化效果,并使合金的室溫抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到了191 MPa、69 MPa和16.6%,與未加入Dy的ZK10鎂合金相比分別提高了89%、43%和232%。同時(shí),Wan等[13]也調(diào)查了Dy對(duì)ZK10擠壓鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)添加0.6%Dy可以細(xì)化ZK10擠壓鎂合金的晶粒和弱化織構(gòu)的影響,從而使合金韌性得到明顯改善,同時(shí)抗拉/屈服強(qiáng)度也得到提高,如含0.6%Dy的ZK10擠壓鎂合金的室溫抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別從未加Dy時(shí)的213 MPa、173 MPa和7%增加到了230 MPa、181 MPa和17%。

Huang等[14]研究了添加0.31%~4.32%Dy對(duì)ZK60鎂合金組織和性能的影響,發(fā)現(xiàn)在ZK60鎂合金中添加0.31%-4.32%Dy后,合金組織中形成了Mg-Zn-Dy新相,并且隨著Dy含量的增加,三元相的數(shù)量也逐漸增加,但組織中原有的MgZn2數(shù)量逐漸減少直至消失。同時(shí),隨著Dy含量的增加,合金的晶粒細(xì)化效果增強(qiáng)。至于對(duì)性能的影響,Dy含量增加后合金的室溫鑄態(tài)性能幾乎沒有什么變化,但擠壓后的室溫和高溫性能顯著增加。圖1顯示了Dy含量對(duì)ZK60鎂合金鑄態(tài)室溫和擠壓態(tài)室溫/高溫拉伸性能的影響。此外,劉楚明等[15-16]也調(diào)查了Dy對(duì)ZK60鎂合金鑄態(tài)組織和力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:在ZK60鎂合金中單獨(dú)添加1%Dy能細(xì)化晶粒,而復(fù)合添加Dy和Y可以取得更好的細(xì)化效果,相應(yīng)地合金的塑性也得到改善。同時(shí),研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn):雖然單獨(dú)添加Dy使合金的抗拉強(qiáng)度有所下降,但Dy與Y復(fù)合添加后,由于Dy和Y原子間的相互交換作用,使合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率分別提高至210 MPa、116 MPa和8.6%,較未加稀土元素的ZK60鎂合金分別提高5.3%、17.1%和177.4%。

圖1 Dy含量對(duì)ZK60鎂合金鑄態(tài)室溫和擠壓態(tài)室溫/高溫拉伸性能的影響[14]

2 Mg-Dy基新型稀土鎂合金的開發(fā)

目前,Mg-Dy基新型稀土鎂合金的開發(fā)主要集中在Mg-Dy二元合金、Mg-Dy-Zn基、Mg-Dy-Gd基、Mg-Dy-Nd基、Mg-Dy-Sm基、Mg-Dy-Al基和Mg-Dy-Cu基等鎂合金上[17-37],其中對(duì)Mg-Dy-Gd基、Mg-Dy-Sm基、Mg-Dy-Al基和Mg-Dy-Cu基等鎂合金的研究主要集中在組織和/或相圖等方面[19-25],對(duì)性能的研究較少,而真正將組織、熱處理工藝和力學(xué)性能等結(jié)合起來研究的合金主要集中在Mg-Dy-Zn基和Mg-Dy-Nd基2種合金上。

2.1 Mg-Dy二元合金的開發(fā)

總體而言,目前對(duì)于Mg-Dy二元合金的研究還比較少,并且已開展的研究也主要是從醫(yī)用鎂合金材料的角度來進(jìn)行的?;贛g-Dy二元合金相圖(圖2),Yang等[6-8]設(shè)計(jì)制備了4個(gè)成分的Mg-xDy(x=5%、10%、15%和20%)二元合金,并對(duì)其顯微組織、力學(xué)性能和腐蝕性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:Dy在合金鑄態(tài)組織中的分布非常不均勻,在4個(gè)成分的鑄態(tài)合金中,以Mg-10%Dy合金具有中等抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度,但延伸率和耐腐蝕性能最高。而經(jīng)T4處理后,Dy在合金組織中的分布變得均勻,雖然抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度降低且延伸率變化不大,但耐腐蝕性能大幅度提高。此外,Bi等[18]分析了Zn、Cu和 Ni添加對(duì)Mg-2%Dy(原子分?jǐn)?shù))二元合金鑄態(tài)組織和力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)二元合金的組織主要由α-Mg 和Mg24Dy5相組成,而添加0.5%Zn、0.5%Cu或 0.5%Ni(原子分?jǐn)?shù))后,在合金鑄態(tài)組織中α-Mg相枝晶界均形成了LPSO相,而其中由于Ni添加可以有效細(xì)化合金的枝晶臂因而使含Ni合金展示了最高的抗拉強(qiáng)度和延伸率。

2.2 Mg-Dy-Zn基鎂合金的開發(fā)

Bi等[26-27]分析了Mg-2%Dy-xZn(x=0、0.1%、0.5%和1.0 %(原子分?jǐn)?shù)))合金的鑄態(tài)組織和力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)添加Zn可以細(xì)化Mg-Dy二元合金的晶粒,同時(shí)合金的鑄態(tài)組織主要由a-Mg相和Mg24Dy5共晶相組成,但當(dāng)Zn含量為0.5%(原子分?jǐn)?shù))時(shí),出現(xiàn)了Mg12ZnDy相(18R型LPSO)和Mg2Dy相;當(dāng)Zn含量進(jìn)一步增加到1%(原子分?jǐn)?shù))時(shí),合金組織中沒有發(fā)現(xiàn)Mg12ZnDy和Mg2Dy相形成,僅有Mg3Zn3Dy2相存在。根據(jù)表2所示的性能測(cè)試結(jié)果,含0.5%Zn(原子分?jǐn)?shù))的合金具有最高的抗拉強(qiáng)度和較高的延伸率。進(jìn)一步,Bi等[28-29]還發(fā)現(xiàn)Mg-2%Dy-xZn(x=0、0.1%、0.5%和1%(原子分?jǐn)?shù)))合金固溶處理后,合金組中的LPSO相由18R型轉(zhuǎn)變成沿晶內(nèi)分布的細(xì)條狀14H型,且有(Mg,Zn)xDy新相形成,同時(shí)Mg3Zn3Dy2相的數(shù)量減小。此外,Bi等[30-32]還調(diào)查了Mg-2%Dy-0.5%Zn (原子分?jǐn)?shù))擠壓合金的組織和性能,發(fā)現(xiàn)擠壓合金的組織主要由細(xì)小a-Mg相和14H型LPSO相以及少量的(Mg,Zn)xDy相組成,而擠壓合金T6熱處理后的室溫抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為321 MPa、287 MPa和11.6%,同時(shí)300 ℃下的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率也分別達(dá)到了260 MPa、245 MPa和36%,展現(xiàn)出了高的室溫/高溫力學(xué)性能。進(jìn)一步,張帆等[33]研究了固溶處理對(duì)Mg-2%Dy-0.5%Zn(原子分?jǐn)?shù)) 合金腐蝕性能的影響,發(fā)現(xiàn)固溶溫度在500~540 ℃和固溶時(shí)間在0~12 h范圍內(nèi),以在530 ℃下固溶8 h的合金的耐蝕性能最佳,其耐蝕機(jī)理可能與合金元素的均勻分布、低的析出相體積分?jǐn)?shù)和細(xì)小的晶粒尺寸有關(guān)。

圖2 Mg-Dy二元合金相圖[17]

Zhang等[34]研究了Mg-4.5%Dy-1.5%Zn-0.17%Zr (原子分?jǐn)?shù))鎂合金不同狀態(tài)下的顯微組織和力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)合金的鑄態(tài)組織主要由a-Mg相、塊狀LPSO相和Mg8ZnDy共晶相組成,其中LPSO相和Mg8ZnDy共晶相在晶界附近呈網(wǎng)狀連續(xù)分布。然而,當(dāng)固溶處理后,合金組織中的Mg8ZnDy相轉(zhuǎn)變成LPSO相,同時(shí)開始出現(xiàn)片層狀LPSO相并向晶粒內(nèi)部生長。進(jìn)一步時(shí)效處理后,合金組織中塊狀LPSO相的數(shù)量減少,片層狀LPSO相的數(shù)量增加。表2所示的力學(xué)性能結(jié)果表明:T4處理后的合金獲得了最高的延伸率,而T6處理后的合金獲得了最高的抗拉強(qiáng)度。

表2 Mg-Dy-Zn基稀土鎂合金的拉伸性能

2.3 Mg-Dy-Nd基鎂合金的開發(fā)

李德輝等[4,35-37]設(shè)計(jì)制備了Mg-xDy-Nd-0.2%Zr(x=7%、10%和12%)鎂合金,同時(shí)還用部分Gd代替Dy設(shè)計(jì)了Mg-4%Dy-5%Gd-3%Nd-0.2%Zr鎂合金。顯微組織和力學(xué)性能分析結(jié)果表明:所有合金的鑄態(tài)組織均由初生基體相、骨骼狀Mg5RE相以及塊狀RE17Mg3組成。而固溶處理后,合金晶粒尺寸增加,晶界骨骼狀 Mg5RE相基本消失且沿晶界分布的塊狀 RE17Mg3相有長大趨勢(shì)。進(jìn)一步,不同成分合金的時(shí)效析出序列也存在一定的差異,其中含7%Dy合金的時(shí)效析出序列為β″、β1和β相,含10 %和 12%Dy合金的時(shí)效析出序列為β″、β′、β1和β相,而Gd代替部分Dy的合金的時(shí)效析出序列為β″、β1和β相。性能測(cè)試結(jié)果表明:不同成分合金時(shí)效處理后的強(qiáng)度均較鑄態(tài)和T4態(tài)有明顯提高,但延伸率明顯降低。在不同成分的合金中,以Mg-12%Dy-3%Nd-0.2%Zr合金T6處理后的強(qiáng)度最高,其室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為340 MPa和220 MPa,但延伸率非常低,僅有1.0%。此外,崔媛等[5]研究了Dy含量對(duì)Mg-Dy-Nd鎂合金顯微組織與力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著Dy含量的增加,合金屈服強(qiáng)度增加不明顯、延伸率降低明顯,但抗拉強(qiáng)度明顯增加。

3 Mg-RE-Dy基新型鎂合金的開發(fā)

目前,Mg-RE-Dy基新型鎂合金開發(fā)涉及的合金種類有Mg-Gd-Dy基和Mg-Y-Dy基等幾類合金,其中研究相對(duì)較為深入的合金主要集中在Mg-Gd-Dy基合金上[38-40]。

Zhang等[38]設(shè)計(jì)制備了Mg-6.5%Gd-2.5%Dy-1.8%Zn高強(qiáng)重力鑄造鎂合金,發(fā)現(xiàn)合金的鑄態(tài)組織主要由a-Mg相和14H型LPSO相組成,同時(shí)合金的鑄態(tài)室溫抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為276 MPa和10.8%。而當(dāng)T6處理后,合金的室溫抗拉強(qiáng)度和延伸率則分別達(dá)到了392 MPa和6.1%,其強(qiáng)韌化機(jī)理可能與時(shí)效過程中大量針狀基面層錯(cuò)SF相的彌散析出有關(guān),其中SF相的來源主要從過飽和α-Mg基體中析出以及由Mg(Gd,Dy,Zn)共晶相轉(zhuǎn)化,同時(shí)研究還認(rèn)為SF相可能是LPSO相的先導(dǎo)相,其對(duì)合金強(qiáng)度的貢獻(xiàn)約高于LPSO相。

表3 Mg-Dy-Nd基稀土鎂合金的室溫拉伸性能

Peng等[39]設(shè)計(jì)制備了Mg-8%Gd-1%Dy-0.4%Zr高強(qiáng)重力鑄造鎂合金,并研究了其顯微組織和力學(xué)性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn):合金鑄態(tài)組織主要由a-Mg和Mg-RE(RE=Gd/Dy)相組成,并且合金存在明顯的時(shí)效硬化行為,從而導(dǎo)致合金T6處理后的室溫抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到了355 MPa、261 MPa和3.8%(見表4),其熱處理強(qiáng)化機(jī)制可能與時(shí)效過程中細(xì)小β′-Mg15RE3和β-Mg5RE相的彌散析出有關(guān)(見圖3)。此外,Peng等[40]還進(jìn)一步研究了Mg-8%Gd-1%Dy-0.3%Zn壓鑄鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)合金展示了很高的室溫和高溫抗拉性能,強(qiáng)化機(jī)理可能與細(xì)小晶界和強(qiáng)化相的彌散析出等有關(guān)。性能測(cè)試表明:壓鑄合金的室溫壓縮強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和壓縮率分別達(dá)327 MPa、169 MPa和9.6%,同時(shí)300 ℃下的壓縮強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和壓縮率分別達(dá)到了200 MPa、135 MPa和17.5%。

圖3 Mg-8.31%Gd-1.12%Dy-0.38%Zr合金T6態(tài)TEM圖及β′-Mg15RE3和β-Mg5RE相衍射斑

筆者也設(shè)計(jì)制備了Mg-6%Gd-2%Dy-2%Zn/0.4%Zr兩種Mg-Gd-Dy基稀土鎂合金。圖4顯示了合金鑄態(tài)組織的SEM圖,從圖中可以看到:含Zn鎂合金中存在明顯的Mg(Gd,Dy,Zn)共晶相,而含Zr鎂合金中第二相的數(shù)量則非常少。從表4所示的性能結(jié)果可以看到:含Zn鎂合金的室溫抗拉強(qiáng)度和延伸率高于含Zr鎂合金,但前者的屈服強(qiáng)度較后者低。

圖4 鎂合金鑄態(tài)組織的SEM圖

Mg-Gd-Dy基鎂合金狀態(tài)抗拉強(qiáng)度/MPa室溫200℃屈服強(qiáng)度/MPa室溫200℃延伸率/%室溫200℃Mg-6.5%Gd-2.5%Dy-1.8%Zn鑄態(tài)27624014513010.833.8T6態(tài)3922472951526.112.0Mg-8%Gd-1%Dy-0.4%Zr鑄態(tài)2101871311165.77.9T6態(tài)3552302611743.87.4Mg-6%Gd-2%Dy-2.0%Zn鑄態(tài)195-89-5.6-Mg-6%Gd-2%Dy-0.4%Zr鑄態(tài)183-97-3.0-

4 結(jié)束語

Dy作為一種在鎂合金中有應(yīng)用前途的稀土元素,有望在高性能鎂合金的研究開發(fā)中發(fā)揮積極的作用。目前,雖然國內(nèi)外圍繞Dy對(duì)現(xiàn)有鎂合金組織性能的影響以及Mg-Dy基和Mg-RE-Dy基新型稀土鎂合金的開發(fā)等已開展一些開拓性工作,并取得了一些積極的成果,但總體而言,這些已進(jìn)行的研究還非常不系統(tǒng)和不完善。例如,對(duì)于Dy對(duì)現(xiàn)有鎂合金組織性能影響研究涉及的合金種類還非常少,并且對(duì)其他性能如腐蝕性能、鑄造性能和/或塑性成形性能等方面的研究還涉及得非常少。同時(shí),在含Dy新型鎂合金的開發(fā)方面,雖然已設(shè)計(jì)制備了Mg-Dy-Zn基、Mg-Dy-Nd基和Mg-Gd-Dy基等合金,并對(duì)其顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行了一些初步的研究,但尚未從成分-組織-制備工藝和性能這一角度進(jìn)行系統(tǒng)的研究,并且也還沒有看到相關(guān)合金成功開發(fā)應(yīng)用的報(bào)道。此外,無論是Dy對(duì)現(xiàn)有鎂合金組織性能影響研究還是含Dy新型稀土鎂合金的開發(fā),對(duì)于Dy與其他元素間的相互影響及可能形成的合金相種類等的研究工作均還沒有開展,而這些問題的存在對(duì)于Dy在鎂合金中的應(yīng)用以及含Dy鎂合金的研究開發(fā)勢(shì)必存在較大的影響。因此,需要在今后的工作中借鑒其他稀土元素在鎂合金中應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn),圍繞上述問題有針對(duì)性地開展工作??梢灶A(yù)計(jì),隨著這些問題的逐步解決,含Dy鎂合金的研究開發(fā)步伐必將大大加快,從而推動(dòng)其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

[1] 呂文泉,王錦程,楊躍雙.高強(qiáng)鎂合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].材料導(dǎo)報(bào),2012,26(5):105-108.

[2] 萬迪慶,袁艷平,周新建.高強(qiáng)鎂合金組織細(xì)化方法研究現(xiàn)狀[J].材料導(dǎo)報(bào),2015,29(9):76-80.

[3] 伊軍英.Dy對(duì)Mg-Y-Nd系合金組織和性能影響規(guī)律研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2015.

[4] 李德輝.Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金組織與性能研究[D].上海:上海交通大學(xué),2007.

[5] 崔媛,賈慶明.Dy含量對(duì)Mg-Dy-Nd合金組織與力學(xué)性能的影響[J].云南冶金,2010,39(6):45-48.

[6] YANG L,HUANG Y D,PENG Q M,et al.Mechanical and corrosion properties of binary Mg-Dy alloys for medical applications [J].Materials Science and Engineering B,2011,176:1827-1834.

[7] YANG L,HORT N,LAIPPLE D,et al.Element distribution in the corrosion layer and cytotoxicity of alloy Mg-10Dy during in vitro biodegradation [J].Acta Biomaterialia,2013,9:8475-8487.

[8] YANG L,MA L G,HUANG Y D,et al.Influence of Dy in solid solution on the degradation behavior of binary Mg-Dy alloys in cell culture medium [J].Materials Science and Engineering C,2017,75:1351-1358.

[9] 周宏,李文平,馬勇,等.添加Ce、Dy 對(duì)AZ31 鎂合金顯微組織和軋制性能的影響[J].特種鑄造及有色合金,2008,28(S1):218-222.

[10] LIU H H,NING Z L,YI J Y,et al.Effect of Dy addition on microstructure and mechanical properties of Mg-4Y-3Nd-0.4Zr alloy [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2017,27:797-803.

[11] 王志峰,趙維民,崔妍,等.稀土元素Ce、Dy、Nd對(duì)Mg-Zn-Y基準(zhǔn)晶合金顯微組織的影響 [J].中國鑄造裝備與技術(shù),2011(3):1-3.

[12] 劉楚明,李冰峰,劉洪挺,等.稀土元素Nd和Dy對(duì)鑄態(tài)ZK10鎂合金組織及性能的影響 [J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,41(1):125-130.

[13] WAN Y C,JIANG S N,LIU C M,et al.Effect of Nd and Dy on the microstructure and mechanical property of the as extruded Mg-1Zn-0.6Zr alloy [J].Materials Science and Engineering A,2015,625:158-163.

[14] HUANG Z H,QI W J,ZHENG K H,et al.Microstructures and mechanical properties of Mg-Zn-Zr-Dy wrought magnesium alloys [J].Bulletin Materials Science,2013,36:437-445.

[15] 劉楚明,彭小仙,李慧中,等.Dy和Y對(duì)ZK60鎂合金鑄態(tài)組織和力學(xué)性能的影響 [J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,41(4):1303-1308

[16] 彭小仙.稀土元素Dy、Y及變形工藝對(duì)ZK60鎂合金組織及力學(xué)性能的影響 [D].長沙:中南大學(xué),2009.

[17] ZHU Z J,PELTON A D.Thermodynamic modeling of the Y-Mg-Zn,Gd-Mg-Zn,Tb-Mg-Zn,Dy-Mg-Zn,Ho-Mg-Zn,Er-Mg-Zn,Tm-Mg-Zn and Lu-Mg-Zn systems [J].Journal of Alloys and Compounds,2015,652:426-443.

[18] BI G L,LUO X M,JIANG J,et al.Effect of Zn,Cu and Ni addition on microstructure and mechanical properties of as cast Mg-Dy alloys [J].China Foundry,2016,13(1):54-58.

[19] RADIM K,LENKA K,PETR K,et al.Texture,deformation twinning and hardening in a newly developed Mg-Dy-Al-Zn-Zr alloy processed with high pressure torsion[J].Materials and Design,2016,90:1092-1099.

[20] LUKYANOVA E A,ROKHLIN L L,DOBATKINA T V,et al.Investigation of the Mg-Rich Part of the Mg-Dy-Sm Phase Diagram [J].Journal of Phase Equilibria and Diffusion,2016,37:664-671

[21] ZOU G D,CAI X C,FANG D Q,et al.Age strengthening behavior and mechanical properties of Mg-Dy based alloys containing LPSO phases [J].Materials Science and Engineering A,2015,620:10-15.

[22] 任峻,馬穎,陶欽貴.高性能鎂合金Mg-Dy-Gd-Zr微觀組織及力學(xué)性能研究 [J].熱加工工藝,2015,44(20):195-197.

[23] YANG L,HUANG Y D,FEYERABEND F,et al.Microstructure,mechanical and corrosion properties of Mg-Dy-Gd-Zr alloys for medical applications [J].Acta Biomaterialia,2013,9:8499-8508.

[24] LI D H,DONG J,ZENG X Q,et al.Characterization of β″ precipitate phase in a Mg-Dy-Gd-Nd alloy [J].Materials Characterization,2007,58:1025-1028.

[25] LI D H,DONG J,ZENG X Q,et al.Age hardening characteristics and mechanical properties of Mg-3.5Dy-4.5Gd-3.1Nd-0.4Zr alloy [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2006,16:s564-s567.

[26] BI G L,LI Y D,ZANG S J,et al.Microstructure,mechanical and corrosion properties of Mg-2Dy-xZn (x= 0,0.1,0.5 and 1 at.%) alloys [J].Journal of Magnesium and Alloys,2014,2:64-71.

[27] 畢廣利,李元東,黃曉峰,等.Zn含量對(duì)鑄態(tài)Mg-Dy合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J].中國有色金屬學(xué)報(bào),2015,25(4):875-882.

[28] BI G L,JIANG J,ZHANG F,et al.Microstructure evolution and corrosion properties of Mg-Dy-Zn alloy during cooling after solution treatment [J].Journal of Rare Earths,2016,34:931-936.

[29] BI G L,FANG D Q,ZHAO L,et al.Double-peak ageing behavior of Mg-2Dy-0.5Zn alloy[J].Journal of Alloys and Compounds,2011,509:8268-8275.

[30] BI G L,FANG D Q,ZHAO L,et al.An elevated temperature Mg-Dy-Zn alloy with long period stacking ordered phase by extrusion [J].Materials Science and Engineering A,2011,528:3609-3614.

[31] BI G L,LI Y D,HUANG X F,et al.Deformation behavior of an extruded Mg-Dy-Zn alloy with long period stacking ordered phase [J].Materials Science and Engineering A,2015,622:52-60.

[32] BI G L,FANG D Q,ZHANG W C,et al.Microstructure and Mechanical Properties of an Extruded Mg-2Dy-0.5Zn Alloy [J].Journal of Materials Science Technology,2012,28; 543-551.

[33] 張帆,畢廣利,李元東,等.固溶處理對(duì)Mg-Dy-Zn合金顯微組織和腐蝕性能的影響 [J].材料熱處理學(xué)報(bào),2015,36(4):85-90.

[34] ZHANG J S,XIN C,NIE K,et al.Microstructure and mechanical properties of Mg-Zn-Dy-Zr alloy with long-period stacking ordered phases by heat treatments and ECAP process [J].Materials Science and Engineering A,2014,611:108-113.

[35] LI D H,DONG J,ZENG X Q,et al.Characterization of precipitate phases in a Mg-Dy-Gd-Nd alloy [J].Journal of Alloys and Compounds,2007,439:254-257.

[36] ZENG X Q,LI D H,DONG J,et al.Effect of solution treatment and extrusion on evolution of microstructure in a Mg-12Dy-3Nd-0.4Zr alloy [J].Journal of Alloys and Compounds,2008,456:419-424.

[37] LI D H,DONG J,ZENG X Q,et al.Transmission electron microscopic investigation of the β1→β phase transformation in a Mg-Dy-Nd alloy [J].Materials Characterization,2010,61:818-823.

[38] ZHANG J H,LENG Z,LIU S J,et al.Microstructure and mechanical properties of Mg-Gd-Dy-Zn alloy with long period stacking ordered structure or stacking faults [J].Journal of Alloys and Compounds,2011,509:7717-7722.

[39] PENG Q M,DONG H W,WANG L D,et al.Microstructure and mechanical property of Mg-8.31Gd-1.12Dy-0.38Zr alloy [J].Materials Science and Engineering A,2008,477:193-197.

[40] PENG Q M,WANG L D,WU Y M,et al.Structure stability and strengthening mechanism of die-cast Mg-Gd-Dy based alloy [J].Journal of Alloys and Compounds,2009,469:587-592.

CurrentResearchStatusandDevelopmentofDy-ContainingMagnesiumAlloys

BI Yuan1, YANG Mingbo1,3, ZOU Jing1, WU Ruoyu1, LI Zhongsheng2

(1.College of Materials Science and Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China; 2.Southwest Technique and Engineering Institute, Chongqing 400039, China; 3.Chongqing Industrial Technology Synergy Innovation Center for Precision Forming Integrated Manufacturing,Chongqing 400050, China)

The latest research and development status of Dy-containing magnesium alloys, especially the effects of Dy addition on the micro-structures and mechanical properties of the existed magnesium alloys and the development about Mg-Dy-Zn, Mg-Dy-Nd and Mg-Gd-Dy based new type rare earth magnesium alloys, were reviewed, and the existing problems and the development trendy were also analyzed and pointed out respectively.

magnesium alloys; rare earth Mg alloys; Dy; Mg-Dy based alloys; Mg-Gd-Dy based alloys

2017-06-26

重慶市百千萬工程領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計(jì)劃第三批人選支持項(xiàng)目

畢媛,女,碩士研究生,主要從事輕金屬及其合金研究;通訊作者 楊明波(1971—),男,教授,博士,主要從事輕金屬及其合金研究,E-mail:yangmingbo@cqut.edu.cn。

畢媛,楊明波,鄒 靜,等.含Dy鎂合金的研究現(xiàn)狀及最新進(jìn)展[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2017(12):63-71.

formatBI Yuan, YANG Mingbo, ZOU Jing,et al.Current Research Status and Development of Dy-Containing Magnesium Alloys[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science),2017(12):63-71.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2017.12.011

TG146.22

A

1674-8425(2017)12-0063-09

(責(zé)任編輯林 芳)

猜你喜歡
鑄態(tài)延伸率鎂合金
平整機(jī)前后張力輥輥徑與軋制力之間的關(guān)系研究
冷軋平整恒軋制力對(duì)SS400力學(xué)性能影響研究
冷軋鍍鋅光整機(jī)延伸率控制模式的解析與優(yōu)化
鑄態(tài)QTRSi4Mo1材料的研制
連退線平整機(jī)延伸率控制技術(shù)應(yīng)用
先進(jìn)鎂合金技術(shù)與應(yīng)用高峰論壇在滬召開
AZ91D鎂合金磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的制備與表征
鎂合金的化學(xué)表面處理探討
鑄態(tài)30Cr2Ni4MoV鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
我國鎂及鎂合金相關(guān)項(xiàng)目獲國際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)