通过Ca-La-Ce添加Mg-3Zn-1Mn/Sn合金的机械性能和微观结构演变的比较研究
Ke Hu1,2,3, Tingting Tian1, Yunfeng She3
1School of Materials Science and Engineering, Guangdong Ocean University, Yangjiang Campus, Yangjiang 529500, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|October 16, 2024
概括
添加诸如 (Ce),兰 (La) 和 (Ca) 等稀土元素显著提高了--锡 (Mg-Zn-Sn) 合金的强度. 然而,这些元素在-- (Mg-Zn-Mn) 合金中提供了平衡的强度和性能改善.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是一种金工业.
- 合金开发 合金开发
背景情况:
- 合金对于轻量化应用至关重要.
- 了解微结构进化是提高机械性能的关键.
- 稀土元素的添加提供了合金改进的潜力.
研究的目的:
- 研究Ce,La和Ca对Mg-Zn-Mn和Mg-Zn-Sn合金的影响.
- 为了将微观结构的变化与机械性质的变化相关联.
- 为了确定最佳的稀土元素复合添加策略.
主要方法:
- 系统的合金设计和合成Mg-3Zn-1Mn/Sn合金.
- (Ce),兰 (La) 和 (Ca) 元素的复合添加.
- 使用先进的显微镜和相位分析进行微结构性表征.
- 机械性能测试包括收益强度 (YS),最终抗拉强度 (UTS) 和延伸 (EL).
主要成果:
- 由于Mn粒子效应,Mg-Zn-Mn合金比Mg-Zn-Sn合金具有更高的强度.
- 加入Ca-La-Ce显著提高了Mg-Zn-Sn合金的强度 (YS +92.5%,UTS +29.2%,EL -52.2%).
- Mg-Zn-Sn合金形成双模颗粒结构,添加稀土,促进更细的颗粒和阻碍再结晶,比Mg-Zn-Mn合金更有效.
结论:
- 稀土元素 (Ce,La,Ca) 不同地影响Mg-Zn-Mn和Mg-Zn-Sn合金的微观结构和性能.
- Sn 和 Ca 促进了脆弱的二次阶段,影响了谷物边界的完整性.
- 纳米级Mg2Sn和Ca2Mg6Zn3相在阻碍再结晶和精炼粒度结构方面发挥着关键作用,特别是在Mg-Zn-Sn合金中.
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