Mg-3Sn-2Sr-Ca-RE-Ti鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、鎂合金作為輕質(zhì)的工程結(jié)構(gòu)材料，其在汽車、航空航天和其它領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。然而，現(xiàn)有鎂合金的高溫力學(xué)性能等還難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。因此，有必要開發(fā)高性能的新型耐熱鎂合金。Mg-Sn-Sr鎂基合金作為一種潛在的高溫鎂合金，其研究正引起國內(nèi)外的關(guān)注和重視。然而，目前國內(nèi)外對于Mg-Sn-Sr鎂基合金的研究主要集中在少量合金的組織性能方面，對進(jìn)一步通過合金化和/或微合金化改善合金組織和性能方面的研究還非常少。因此，針對Mg-Sn-Sr鎂基合

2、金進(jìn)一步合金化和/或微合金化的組織和性能控制展開研究，對于高性能Mg-Sn-Sr鎂基合金的開發(fā)及擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用具有非常重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文基于Mg-3Sn-2Sr（wt.％）三元新型鎂合金，利用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、差熱分析（DSC）以及抗拉和蠕變性能測試等手段，研究了Ca、RE(Ce、Y和Gd)和Ti添加對Mg-3Sn-2Sr鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

3、，尤其是對鑄態(tài)組織及抗拉性能和蠕變性能的影響，并得到了以下主要研究結(jié)果：
　　1）Mg-3Sn-2Sr鎂合金的鑄態(tài)組織主要由α-Mg、SrMgSn和少量的Mg2Sn相組成，在Mg-3Sn-2Sr合金中添加0.3-1.0wt%Ca后，合金中出現(xiàn)了CaMgSn新相，并且在添加1.0wt%Ca的合金中還發(fā)現(xiàn)存在Mg2Ca相。
　　2）在Mg-3Sn-2Sr鎂合金中添加0.3-1.0wt%Ca可以改善合金的抗拉性能和蠕變性能，并且隨

4、著Ca添加量從0.3wt%增加到1.0wt%，含Ca合金的抗拉性能和蠕變性能逐漸增加。在添加了0.3wt%、0.6wt%和1.0wt%Ca的三個(gè)試驗(yàn)合金中，以添加1.0wt%Ca合金的抗拉性能和蠕變性能相對較佳。對于Ca添加對Mg-3Sn-2Sr合金蠕變性能的影響，其可能與Ca添加形成了額外的CaMgSn熱穩(wěn)定相以及Ca含量增加導(dǎo)致CaMgSn相數(shù)量增加有關(guān)。
　　3）在Mg-3Sn-2Sr鎂合金中分別添加1.0wt%Ce、1.0

5、wt%Y和1.0wt%Gd后，合金的組織仍主要由α-Mg、SrMgSn和少量的Mg2Sn相組成，但合金組織中原有的富Sn區(qū)域消失，并且分別有Mg12Ce、Mg24Y5和Mg5Gd相形成。同時(shí)，Ce和Y添加還有利于Mg-3Sn-2Sr合金中Mg2Sn相的生成而Gd添加則沒有發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果。此外，Gd添加對Mg-3Sn-2Sr合金的組織有一定的細(xì)化效果。
　　4）在Mg-3Sn-2Sr鎂合金中添加1.0wt%Ce、1.0wt%Y和1.

6、0wt%Gd可以改善合金的抗拉性能和/或蠕變性能。對于抗拉性能的改善，以添加1.0wt%Gd的效果最佳。而對于蠕變性能的改善，則以添加1.0wt%Ce最為明顯。
　　5）在Mg-3Sn-2Sr鎂合金添加0.1-0.3wt%Ti雖然對合金組織中相的類型沒有明顯影響，但使合金中呈花瓣?duì)畹腟rMgSn相的數(shù)量增加且分布更分散。此外，在Mg-3Sn-2Sr鎂合金添加0.1-0.3wt%Ti可以明顯改善合金的抗拉性能和蠕變性能。在添加了0.