稀土鈰對(duì)AZ61鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響.doc

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1、稀土鈰對(duì)AZ61鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響鎂在20℃(室溫)時(shí)的密度只有1.738g/cm3，是常用結(jié)構(gòu)材料中最輕的金屬，鎂的這一特征與優(yōu)良的力學(xué)性能相結(jié)合將成為大多數(shù)鎂基結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的基礎(chǔ)。但是鎂的六方結(jié)構(gòu)使得鎂合金在塑性和耐腐蝕性，以及成形加工方面都不如目前廣泛使用的鋁合金。因此改善鎂合金的強(qiáng)度和韌性以及成型性能已成為現(xiàn)今鎂合金開(kāi)發(fā)研究中的一個(gè)重要方向。在鎂合金中添加稀土元素將有助于形成細(xì)小的等軸晶，從而有效改善鎂合金的鑄造組織、微觀結(jié)構(gòu)，從而改善其加工成型性能。稀土元素在有色金屬材料中具有凈化、晶粒細(xì)化和強(qiáng)化作用，同時(shí)經(jīng)過(guò)軋制加工將提

2、高鎂合金的力學(xué)性能，本文主要研究稀土鈰及軋制工藝對(duì)AZ61鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。本實(shí)驗(yàn)選用AZ61為基礎(chǔ)合金，各組元分別以工業(yè)純鎂、純鋅、純鋁及Mg-30Ce(wt%)和Al-10Mn(wt%)中間合金的形式添加。AZ61合金的化學(xué)成分為(質(zhì)量百分比，%)：6Al，1Zn，0.2Mn，余量為Mg。在AZ61合金中分別加入Ce的含量為：0（1#），0.5%（2#），1.0%（3#），1.5%（4#）。合金在電阻爐中用鋼制坩堝進(jìn)行熔煉，期間使用自制熔劑對(duì)熔體進(jìn)行覆蓋，澆鑄過(guò)程中使用硫磺對(duì)熔液表面進(jìn)行保護(hù)。對(duì)部分板材進(jìn)行300℃×1h退火處

3、理，與軋制態(tài)力學(xué)性能做對(duì)比。AZ61合金中添加稀土Ce元素后形成了桿狀的Al4Ce相，加工過(guò)程中破碎，破碎的細(xì)小Al4Ce相能夠與加工過(guò)程中形成的各種缺陷及合金元素作用，強(qiáng)化合金。退火后，強(qiáng)化作用降低。鈰元素對(duì)AZ61合金起到較大的強(qiáng)化作用，合金的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都隨著鈰含量的增加而提高，其中3#合金具有最好的綜合力學(xué)性能，擠壓+軋制加工態(tài)的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率在軋制態(tài)下分別是350MPa、274MPa和6.2%；300℃×1h退火后，分別為306MPa、201MPa和18.7%。1#、3#合金經(jīng)擠壓+軋制加工后，沒(méi)有發(fā)生再結(jié)晶，晶粒發(fā)生了變

4、形及部分破碎，同時(shí)存在較多的沿變形方向分布的第二相粒子。1#合金在擠壓+軋制加工態(tài)下，二相粒子稀少，300℃×1h退火后，1#合金中的二相粒子增加很多，而且沿著變形方向分布，這是由于退火后，有Al12Mg17相析出；而加入了鈰的3#合金，擠壓+軋制加工態(tài)下就已經(jīng)存在較多的二相粒子，退火后第二相粒子變得粗大，說(shuō)明Al12Mg17相容易在Al4Ce相周?chē)龀觥?/p>