425MPa抗拉强度 北航LDED制备超高稀土镁合金
北京航空航天大学李卓副研究员课题组徐哲博士等人采用激光定向能量沉积(LDED)技术,成功制备出超高钆含量的VZ232K镁合金,Gd含量约23 wt.%,抗拉强度达到425 MPa、延伸率3.4%,相关成果于2026年4月公开报道。该合金在220℃与250℃长时间保温过程中性能退化缓慢,表现出高温长时服役潜力。
沉积态合金为近等轴晶组织,平均晶粒尺寸11.9±2.1 μm,网状共晶相面积分数达35.8%,共晶相与晶界针状析出相均为面心立方结构的Mg3Gd(晶格常数a=0.74 nm)。合金在220℃时效12 h达到峰时效,硬度144 HV;T6态抗拉强度424±6 MPa、屈服强度326±4 MPa、延伸率3.4±0.2%,峰时效β′相数密度达2.4×10⁴ μm⁻²,较其他固溶加时效高稀土镁合金高出2至6倍。250℃时效曲线在6至60 h维持约139 HV的平台期,过时效阶段β′相保持高数密度并形成三向交叉互锁结构,使屈服强度稳定在300 MPa以上。
LDED的快速凝固与溶质捕获效应细化了晶粒、抑制了高Gd含量合金的成分偏析与开裂,为高钆镁合金从铸造难题走向可成形材料提供了工艺路径;对增材制造产业链而言,这类高强韧稀土镁合金粉末将进入航空航天轻量化结构件的选材范围,并带动对粉末成分均匀性与热处理制度匹配性的更高要求。
对粉末采购商的价值:① 采购高钆镁合金粉末时,把Gd含量与Zn、Zr配比作为批次验收的核心指标,避免共晶相分布波动影响时效响应;② 优先锁定球形度高、粒径分布稳定的雾化镁合金粉末,以匹配LDED的送粉与熔池稳定性要求;③ 在合同中约定批次成分一致性与220℃峰时效工艺验证,将粉末指标与最终力学性能直接挂钩。