Metall. Mater. Trans. A: Mg-3Ga-2Ca基合金在高温下的应力松弛行为

【引言】

镁（Mg）由于其质量轻、储存丰富而广受欢迎，近年来，人们为了开发高强度，高温蠕变抗性铸造Mg合金，做了大量探索。基于Abaspour等人提出的溶质对Mg合金蠕变抗性的改善依赖于溶质相对发展为短程次序（SRO）的倾向，以及Nie等人报道的添加2wt％Zn的Mg-6Gd-0.6Zr合金和较低的Gd含量，具有显着增强的时效硬化反应和蠕变强度。本文采取用Ca代替稀土元素的策略，在793K固溶处理后，与Mg-6Gd-2Zn-0.6Zr（wt pct）合金相比，含Ca合金在453K（180℃）下表现出强度增加和应力松弛降低。

【成果简介】

近日，昆士兰大学Zhang Ming-Xing （通讯作者）在Metall. Mater. Trans. A上发布了一篇关于镁合金在高温下的应力松弛行为的文章，题为“Stress-Relaxation Behavior of Magnesium-3Gadolinium-2Calcium-Based Alloys at Elevated Temperatures”。本文作者通过用Ca部分替代Gd，研究了Mg-3Gd-2Ca基合金的应力松弛行为，同时加入其他溶质，包括Al、Zn、Zr、Si和Sn，以探讨附加沉淀、固溶强化的可能性。结果可能为开发新的低成本低密度抗蠕变镁合金提供实验指导。

【致歉：很抱歉，未能找到通讯作者ZhangMing-Xing 的确切中文名字，小编表示诚挚的歉意！】

【图片导读】

图1 固溶处理合金的光学显微照片

(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。

图2 合金固溶处理后的压缩真应力-真应变曲线

(a) 298K；

(b) 453K。

图3 固溶处理Mg合金的压缩屈服强度和极限强度

在453K（180℃）下测试时，大多数Mg-Gd-Ca基合金（除了Mg-3Ga-2Ca-3Al除外）的屈服强度更高。

图4 不同应力下的应力松弛曲线

(a) 135 MPa；

(b) 175 MPa。

图5 固溶处理后的合金的SEM照片

(a) Mg-3Gd-2Ca-1Zr；

(b)Mg-3Gd-2Ca-3Al。

【小结】

Ca在固溶处理Mg合金中开发SRO时具有与Gd溶质相似的效果，提高了合金的高温强度和抗蠕变性。Ca是一种有效的合金元素，可以代替更昂贵的RE，以开发新的、低成本的、更轻的耐蠕变Mg合金。

文献链接：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）

本文由材料人编辑部新人组蔡冠宇编译，陈炳旭审核，点我加入材料人编辑部。

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