纳米压痕法表征镁合金固溶强化行为

发布时间：2021-03-18 15:07

　　利用纳米压痕实验及反演算方法研究Zn元素、Gd元素对固溶镁合金力学性能的影响。结果显示:添加Zn、Gd元素均能提升镁合金弹性模量及弹性极限,Gd元素对合金力学行为的强化效果更为明显,Zn、Gd混合添加能更有效地提升合金中的固溶强化效果。同时,所用的反演算法能较好地利用纳米压痕测试结果获得以滑移为主的镁合金弹塑性力学本构,所获本构方程反映的力学性能与镁合金单向压缩结果吻合,反演算结果印证了镁合金固溶强化机理。因此,纳米压痕反演算法是一种可行的镁合金力学本构计算方法。 

【文章来源】：重庆理工大学学报(自然科学). 2020,34(09)北大核心

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【部分图文】：

韧性材料典型的载荷-位移加卸载曲线

图2显示了4种不同合金长时间固溶处理后材料X射线衍射图谱，通过比对可以发现:4种合金均为单相镁合金，合金内并未观察到第二相的衍射峰，4种合金均为固溶体合金。可以发现4种材料(0002)面衍射峰强度有着明显的差异，Mg、Mg-Zn合金具有极为明显的(0002)面衍射峰，其主要原因是这2类材料内存在典型的基面织构，促使材料内晶体的(0002)面平行于纳米压痕测试表面。通过衍射峰强度对比可以发现，纯镁的基面织构最强，同时加入Gd元素后基面织构得到极为明显的弱化。即使Gd含量添加只有0.5 a.t.%,MgZn-Gd合金织构也能得到充分的弱化。图3显示了4种固溶态合金纳米压痕测试压痕深度-载荷曲线。每条曲线均是通过比对同一样品4次测试结果中选出最接近平均值的测试曲线。

图3显示了4种固溶态合金纳米压痕测试压痕深度-载荷曲线。每条曲线均是通过比对同一样品4次测试结果中选出最接近平均值的测试曲线。从图3可以看出:4种材料的压痕深度有明显差异，压痕深度反映材料的硬度大小，压痕较深时材料硬度相对较小。由图3还可知，硬度从小到大依次是Mg<Mg-Zn<Mg-Zn-Gd<Mg-Gd合金，显示出Zn、Gd元素对合金强化的效果，其中Gd元素固溶强化效果最为显著。图4分别显示了纯镁及Mg-Gd合金纳米压痕测试显微组织图。


本文编号：3088528