冷却速度对稀土镁合金组织性能的作用机理

蔡会生，博士(博士后)，内蒙古工业大学硕士研究生导师，主要研究领域为稀土在镁/铝合金等轻质结构材料中的应用。近年来在稀土镁合金方向开展了大量研究工作，在镁合金强韧化机理、晶粒细化机理、断裂机制等方面取得了一系列研究成果。主持或参与“十四五”国家重点研发项目、国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目等科研项目10余项，发表SCI论文30余篇，申请发明专利10余项。

1绪论

1.1镁合金材料概述

1.1.1镁合金的组织结构与性能

1.1.2镁合金的主要系列

1.2稀土在镁合金中的作用

1.2.1稀土元素的除氢作用

1.2.2稀土元素去除氧化夹杂的作用

1.2.3稀土元素对镁合金组织性能的影响

1.3镁合金的强化机制

1.3.1细晶强化

1.3.2第二相强化

1.3.3固溶强化

1.4镁合金的应用

1.4.1国防军工领域

1.4.2汽车工业领域

1.4.33C产品领域

1.4.4医疗卫生领域

1.4.5储能材料领域

参考文献

2冷却速度对镁合金微观组织和性能的影响研究现状

2.1获得冷却速度的方法

2.2冷却速度对镁合金凝固行为的影响

2.2.1凝固参数

2.2.2流变行为及热裂敏感性

2.3冷却速度对镁合金微观组织的影响

2.3.1固溶

2.3.2相组成

2.3.3元素偏析

2.3.4晶粒细化

2.3.5晶粒粗化

2.3.6枝晶

2.4快速凝固技术对镁合金微观组织及性能的影响

2.5热处理后冷却速度对镁合金微观组织及应力分布的影响

2.5.1微观组织

2.5.2应力分布

2.6冷却速度对镁合金性能的影响

2.6.1力学性能

2.6.2耐腐蚀性能

2.6.3抗氧化性能

本章小结

参考文献

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3 AZ91-RE (Ce、Y、Gd)合金中化合物形成机理及性质

4 冷却速度对稀土元素(Ce、Y、Gd)在AZ91 镁合金中固溶量的影响

5 冷却速度对 AZ91-RE (Ce、Y、Gd)合金微观组织的影响

6 冷却速度对 AZ91-RE (Ce、Y、Gd)镁合金力学性能的影响及合金断裂机理

1绪论

镁合金作为最轻的金属结构材料之一，具有比强度高、弹性模量大、散热快、消震性和屏蔽性能好以及易回收等特点，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。镁广泛分布于自然界，在地壳中丰度较高，海洋及盐湖中的含量也十分巨大，是地球上储量最丰富的轻金属元素之一。由于性能特色明显，资源丰富，镁合金在国防军工、交通工具、3C产品、医疗和储能等领域有巨大的市场需求和应用潜力，并且已经在很多领域实现了广泛的应用。

虽然镁合金在相关领域应用时具有独特的性能优势，但强度低、塑性和耐蚀性差等缺点也同样制约着其在更广泛领域的应用。为了改善镁合金的性能，合金化处理得到了深人的研究，且已成为一种有效的镁合金改性方法。此外，利用加工过程调整合金的组织，也已成为提高合金性能的有效途径之一。总之，人们从成分组成、合金加工工艺等方面对镁合金开展了大量的研究工作，而高强高韧镁合金、耐蚀镁合金、功能镁合金等镁合金材料的不断研制开发，必将使镁合金在未来结构材料和功能材料领域发挥越来越重要的作用。

1.1镁合金材料概述

镁合金分为结构材料和功能材料两大类。镁合金结构材料是以镁为主要元素，加入铝、锌、锆、锰、锂、钍、稀土等其他元素组成的合金。根据主要合金元素的不同，镁合金分为多个合金系列。而按照加工方式的不同，镁合金又主要分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。AZ系镁合金是目前应用较为广泛的一类铸造镁合金，ZK系镁合金是目前应用较为广泛的一类变形镁合金，Mg-RE 系镁合金是一类具有广阔应用前景的高性能镁合金，具有优异的强度和韧性。

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