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摘要
为了探究Al元素在不同冷却速度下对Mg-9Gd合金组织细化效果及其对后续固溶处理的影响，利用铁模和铜模重力铸造制备了铸态Mg-9Gd-0.8Al合金，之后进行10～50 h的固溶处理。采用OM、SEM、TEM、EDS及XRD等方法研究了冷却速度对Mg-9Gd-0.8Al合金凝固和固溶行为及组织力学性能的影响。结果表明，铁模和铜模制备的铸态Mg-9Gd-0.8Al合金组织均由α-Mg基体、花瓣状(Mg, Al)3Gd相、细条状Mg5Gd相和方块状Al2Gd相组成。铜模相比于铁模冷却速度加快，制备的合金基体晶粒和第二相显著细化，第二相体积分数总量增长幅度达56.1%。2种模具制备的合金固溶10 h后，Mg5Gd相溶解、(Mg, Al)3Gd相部分溶解、高熔点Al2Gd相无变化，晶粒内析出层片状(Mg, Al)2Gd新相，第二相总量趋于相等。固溶50 h后，(Mg, Al)2Gd层片相回溶，残余(Mg, Al)3Gd相发生熔断呈颗粒状，铜模制备的合金第二相颗粒比铁模的更细小。细晶强化和第二相强化使铜模制备的铸态合金性能较铁模制备的合金性能大幅提高，固溶10 h后合金屈服强度提升，伸长率基本不变。固溶处理50 h后，固溶强化、细晶强化和细小颗粒的第二相强化使铜模制备的固溶50 h态合金获得最优性能，屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为141 MPa、234 MPa和22.4%。
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