13、变形Mg–Gd–Y–Zn–Zr (VW94)合金的微观结构与性能

变形Mg–Gd–Y–Zn–Zr (VW94)合金的微观结构与性能

1. 镁合金概述

镁合金作为最轻的结构材料之一，具有巨大的减重和减少二氧化碳排放的潜力。它还具备高比强度和刚度、卓越的阻尼性能、良好的生物相容性、大储氢容量以及高电池理论比容量等优点，因此在航空航天、汽车和3C（计算机、通信和消费电子）领域得到了广泛应用。同时，镁合金在生物医学和能源领域的应用也日益受到关注。

然而，镁合金作为一类结构工程材料，目前的应用和工业渗透程度仍较为有限，主要存在以下问题：
- 性能方面 ：镁合金挤压件强度低于铝合金，成形性差，且存在拉伸 - 压缩屈服不对称性。
- 商业可行性方面 ：部分镁合金因合金元素昂贵，且只有少数镁合金能以足够高的速度挤压（相对于铝合金），从而具备商业可行性。
- 耐腐蚀性方面 ：与变形铝合金相比，镁合金挤压件的耐腐蚀性普遍较差。

2. 实验过程

2.1 合金制备

• 将Mg–Gd–Y–Zn–Zr合金在保护性SF₆/CO₂/干燥空气覆盖气体下进行永久模铸造，制成直径230mm、长度760mm的挤压坯料。
• 坯料在510°C下固溶处理12小时，然后强制风冷。
• 对坯料进行车削和修整，使其尺寸变为直径222mm、长度749mm，接着在400°C下以13的挤压比和0.42mm/s的冲头速度进行挤压，得到直径64mm的挤压件，挤压出口温度为416°C。通过ICP - OES测试，挤压件的化学成分是Mg - 8.20Gd - 3.40Y