含鈰的Mg-Al-Zn系鎂合金組織結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、金屬鎂及其合金是目前工業(yè)應用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,被譽為“21世紀的綠色工程材料”,它在降低能耗、提高能源利用率、減少環(huán)境污染等方面正表現(xiàn)出越來越明顯的優(yōu)勢;鎂合金的高比強度、比剛度,良好的阻尼減振和電磁屏蔽性使其尤為適合用作電子裝置的殼體結(jié)構(gòu)件,用以替代塑料材料制品,滿足電子產(chǎn)品輕、薄、小型化和高集成化的要求,因此,鎂合金將成為21世紀最重要的商用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。由于鎂是密排六方結(jié)構(gòu),這使得鎂合金在塑性、耐腐蝕性、以及成形加工方面都不如

2、目前廣泛使用的鋁合金。實驗研究表明,向鎂合金中添加稀土元素具有提高合金的鑄造性能、塑性變形能力、力學性能等諸多優(yōu)點。因此本文選擇了AZ31、AZ61和AZ91系鎂合金為基礎(chǔ)合金,通過向其中添加稀土元素鈰,對其進行了較為系統(tǒng)的稀土合金化研究,主要內(nèi)容包括:
　　(1)設(shè)計合金成分,配置合金溶劑,制備合金試樣;
　　(2)對合金試樣進行了布氏硬度測試和力學性能測試;
　　(3)利用X射線衍射分析和掃描電子顯微分析的方法對含

3、鈰的鎂合金進行了物相鑒定;
　　(4)利用熱/力模擬試驗的成果,對含鈰鎂合金進行了軋制、擠壓工藝的塑性變形,對變形后的合金(AZ91系)進行了時效及固溶強化研究;
　　(5)利用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡對試驗合金在鑄態(tài)、塑性變形過程態(tài)以及熱處理前后的微觀組織進行了觀察和分析。
　　試驗結(jié)果表明:
　　(1)稀土鈰的加入可以在試驗用的各系鎂合金中產(chǎn)生新的均勻分布于鎂基體中的桿狀Al4Ce相,該新相是隨鈰含量的增加

4、而增加的;
　　(2)鋁元素含量的增加會導致Al4Ce相的粗化,使得鑄態(tài)合金成分的偏聚加重,因而合金在加工前需要進行均勻化熱處理;
　　(3)稀土鈰元素的加入可以提高試驗用各系合金中的力學性能。軋制加工態(tài)下合金的強度隨鈰含量的增加而提高,其中4＃(1.0％Ce)合金強度最高,軋制加工態(tài)下其抗拉強度為321MPa,退火后為259MPa,比不含鈰的該系合金強度高出10%左右;AZ61系合金中的8＃(1.0%Ce)合金有最高的強度