Metall. Mater. Trans. A: Mg-3Ga-2Ca基合金在高溫下的應力松弛行為

【引言】

鎂（Mg）由于其質量輕、儲存豐富而廣受歡迎，近年來，人們為了開發高強度，高溫蠕變抗性鑄造Mg合金，做了大量探索。基于Abaspour等人提出的溶質對Mg合金蠕變抗性的改善依賴于溶質相對發展為短程次序（SRO）的傾向，以及Nie等人報道的添加2wt％Zn的Mg-6Gd-0.6Zr合金和較低的Gd含量，具有顯著增強的時效硬化反應和蠕變強度。本文采取用Ca代替稀土元素的策略，在793K固溶處理后，與Mg-6Gd-2Zn-0.6Zr（wt pct）合金相比，含Ca合金在453K（180℃）下表現出強度增加和應力松弛降低。

【成果簡介】

近日，昆士蘭大學Zhang Ming-Xing （通訊作者）在Metall. Mater. Trans. A上發布了一篇關于鎂合金在高溫下的應力松弛行為的文章，題為“Stress-Relaxation Behavior of Magnesium-3Gadolinium-2Calcium-Based Alloys at Elevated Temperatures”。本文作者通過用Ca部分替代Gd，研究了Mg-3Gd-2Ca基合金的應力松弛行為，同時加入其他溶質，包括Al、Zn、Zr、Si和Sn，以探討附加沉淀、固溶強化的可能性。結果可能為開發新的低成本低密度抗蠕變鎂合金提供實驗指導。

【致歉：很抱歉，未能找到通訊作者Zhang?Ming-Xing 的確切中文名字，小編表示誠摯的歉意！】

【圖片導讀】

圖1 固溶處理合金的光學顯微照片

(a) Mg-3Gd-2Ca；

(b)?Mg-3Gd-2Ca-1Zn；

(c)?Mg-3Gd-2Ca-1Sn；

(d)?Mg-3Gd-2Ca-1Zr；

(e)?Mg-3Gd-2Ca-1Si；

(f)?Mg-3Gd-2Ca-3Al；

(g)?Mg-6Gd-2Zn-0.6Zr。

圖2 合金固溶處理后的壓縮真應力-真應變曲線

(a) 298K；

(b) 453K。

圖3 固溶處理Mg合金的壓縮屈服強度和極限強度

在453K（180℃）下測試時，大多數Mg-Gd-Ca基合金（除了Mg-3Ga-2Ca-3Al除外）的屈服強度更高。

圖4 不同應力下的應力松弛曲線

(a) 135 MPa；

(b) 175 MPa。

圖5 固溶處理后的合金的SEM照片

(a)?Mg-3Gd-2Ca-1Zr；

(b)?Mg-3Gd-2Ca-3Al。

【小結】

Ca在固溶處理Mg合金中開發SRO時具有與Gd溶質相似的效果，提高了合金的高溫強度和抗蠕變性。Ca是一種有效的合金元素，可以代替更昂貴的RE，以開發新的、低成本的、更輕的耐蠕變Mg合金。

文獻鏈接：Stress-Relaxation Behavior of Magnesium-3Gadolinium-2Calcium-Based Alloys at Elevated Temperatures（Metall. Mater. Trans. A, September 14, 2017, DOI: 10.1007/s11661-017-4324-2）

本文由材料人編輯部新人組蔡冠宇編譯，陳炳旭審核，點我加入材料人編輯部。

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