研究了時(shí)效處理對(duì)含Gd的AZ31鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,通過(guò)SEM,EDS對(duì)合金的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,AZ31鎂合金中添加Gd后,優(yōu)先形成了高熔點(diǎn)的Al₂Gd相,抑制了Mg₁₇Al₁₂相的生成;且隨Gd含量的增加鑄態(tài)合金的顯微硬度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。對(duì)AZ31-xGd合金進(jìn)行時(shí)效硬度分析,由時(shí)效硬化曲線確定了最佳T6處理工藝（500℃,16 h）+（200℃,32 h）。在時(shí)效過(guò)程中,Al₂Gd相從顆粒狀變?yōu)獒槧?再轉(zhuǎn)變?yōu)槎虠U狀最后團(tuán)聚變成塊狀。鑄態(tài)和時(shí)效態(tài)合金的力學(xué)性能隨Gd含量的增加呈先增加后減小的趨勢(shì),這是由于時(shí)效析出的Al₂Gd相具有彌散強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的作用。 

【文章來(lái)源】：熱加工工藝. 2021,50(10)北大核心

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【部分圖文】：

鑄態(tài)AZ31-x Gd合金的維氏硬度曲線

AZ31-x Gd合金在固溶處理（500℃，16 h）后，經(jīng)200℃等溫時(shí)效后的時(shí)效硬度曲線如圖3所示�？梢钥闯�，時(shí)效處理可以顯著提高合金的硬度，且隨著時(shí)效時(shí)間的增加，顯微硬度先增大，達(dá)到時(shí)效峰值（32 h）后，緩慢下降。這是由于過(guò)時(shí)效造成的，即當(dāng)時(shí)效時(shí)間超過(guò)達(dá)到峰值硬度時(shí)的時(shí)間后，鎂合金內(nèi)的析出相開(kāi)始長(zhǎng)大，間距變寬。隨著時(shí)間的推移，曲線的斜率減小，表明硬化趨勢(shì)降低。合金硬度在時(shí)效32 h后達(dá)到峰值，其中AZ31-3.52Gd試樣的顯微硬度值達(dá)到最大，為94.9HV。2.3 時(shí)效處理期間Al2Gd相的形態(tài)演化

圖5顯示的是室溫下合金鑄態(tài)和最佳時(shí)效態(tài)的拉伸性能結(jié)果�？梢园l(fā)現(xiàn)，添加Gd元素可以改善AZ31鎂合金在室溫下的拉伸性能。很明顯，時(shí)效后AZ31鎂合金的力學(xué)性能比鑄態(tài)合金的力學(xué)性能高很多。隨Gd含量的增加，屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均呈先增加后減小的趨勢(shì)。當(dāng)Gd的添加量為3.52wt%時(shí)，時(shí)效后屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都達(dá)到它們的峰值，分別是205 MPa、101 MPa、18.5%。與硬度具有良好的一致性。圖6為不同Gd添加量的最佳時(shí)效態(tài)AZ31合金的拉伸斷裂面。拉伸試樣的斷面顯示，Gd添加對(duì)時(shí)效合金的斷裂行為有很大的影響。結(jié)果表明，不添加Gd元素的AZ31合金的斷裂面主要由解理面構(gòu)成。斷裂面呈河流花樣狀，斷裂模式為脆性斷裂，這與上文提到的低伸長(zhǎng)率相對(duì)應(yīng)。當(dāng)Gd的添加量為3.25wt%時(shí)，拉伸斷裂面主要由解理面、撕裂棱和少部分的韌窩構(gòu)成（圖6 (b））。當(dāng)Gd的添加量為3.52wt%時(shí)，拉伸斷裂面主要由彌散分布的細(xì)小韌窩組成（圖6(c））。隨著Gd添加量的增加，拉伸斷裂面上有彌散小韌窩和解理面的同時(shí)，出現(xiàn)了微小的裂紋（圖6(d）、（e））。分析圖6(c）中A區(qū)域（圖6(f））可明顯看到有立方體顆粒的存在，對(duì)其進(jìn)行EDS分析，結(jié)果表明此顆粒為Al2Gd（圖6(g））。

【參考文獻(xiàn)】：
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