稀土元素對AZ31變形鎂合金組織和性能的影響.pdf

1、鎂合金是現(xiàn)在運用最廣且最輕的工程結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、比強度、比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽、機械加工性能好、優(yōu)異的加工性能和良好的鑄造性能等優(yōu)點，近些年來逐漸成為汽車、電子、航空航天行業(yè)的重要輕質(zhì)材料。其中，AZ31變形鎂合金是工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的變形鎂合金之一，其具有較好的室溫力學(xué)性能，好的延展性、好的抗拉強度以及優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能。目前，工業(yè)用各種鎂合金主要的生產(chǎn)方式為鑄造方法。但是綜合考慮，鎂合金的綜合力學(xué)性能，特別是強度和塑

2、韌性有待進一步提高，AZ31變形鎂合金的強度變形能力也有待進一步提高，因此我們研究合金元素對AZ31變形鎂合金組織和性能的影響有特殊的意義。在鎂合金中添加稀土元素可有效改善鎂合金綜合性能，并且在耐熱鎂合金中，稀土鎂合金占有特殊的地位，目前世界各國稀土鎂合金比例已占鎂合金總數(shù)的50％以上。本論文以AZ31變形鎂合金為基，利用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、能譜儀、拉伸實驗及硬度測試等多種分析方法，系統(tǒng)

3、地研究了Nd、Ce和La對AZ31變形鎂合金的組織和力學(xué)性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明，混合加入適量的稀土元素Nd、Ce和La能夠顯著細化AZ31變形鎂合金的顯微組織，改變合會的組織形態(tài)和析出相形貌，同時提高合金的布氏硬度、室溫抗拉強度、以及合金的伸長率。在AZ31變形鎂合金中混合加入稀土元素Nd、Ce和La后，隨著混合稀土加入量的增加，合金的力學(xué)性能呈先升高后降低的趨勢。當(dāng)稀土元素Nd、Ce和La的加入量分別為0.4％、0.

4、8％、0.4％時，合金的鑄態(tài)和固溶時效態(tài)硬度均達到最大值，分別為78HB和95HB、78HB和95HB、77HB和93HB，比未加混合稀土元素時AZ31變形鎂合金的性能分別提高了10％和34％、10％和34％、9.8％和31％；當(dāng)稀土元素Nd、Ce和La的加入量分別為0.4％、0.6％、0.4％時合金的室溫抗拉強度均達到最大值168MPa、167MPa、166MPa，比未加稀土元素時AZ31變形鎂合金的性能分別提高了46.1％、45.2

5、％、44.3％；當(dāng)稀上元素Nd、Ce和La的加入量分別為0.2％、0.3％、0.6％時，合金的室溫伸長率均達到最大值11.8％、11.7％、11.73％，比未加稀土元素時AZ31變形鎂合會的性能分別提高了10.3％、9.4％、9.6％。
　　 在AZ31變形鎂合金中混合加入稀土元素Nd、Ce和La后，合金中網(wǎng)狀的Mg17Al12相大部分開始斷裂，呈骨骼狀或粒狀彌散分布于合金的晶界和晶粒內(nèi)部，且在組織中出現(xiàn)了大量針狀或盤狀稀土相化