混合稀土、銻對AZ31鎂合金顯微組織及性能的影響.pdf

1、鎂合金具有密度低、阻尼性能好、電磁屏蔽能力強以及高的比強度和比剛度等優(yōu)點，在航空航天、交通工具、電子通訊等領域具有廣泛的應用前景，被譽為21世紀最富于開發(fā)和應用潛力的“綠色材料”。但是，鎂合金的塑性變形能力較差、室溫韌性低、屈服強度低和耐腐蝕性能不良，長期以來阻礙了鎂合金的應用。AZ31合金是最常用的變形鎂合金之一，本文針對其使用和加工過程中存在的問題，旨在采用稀土微合金化，并稀土相球化技術，提高AZ31變形鎂合金綜合性能。 論

2、文采用金相觀察、X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、顯微硬度、拉伸性能、沖擊韌性、自腐蝕電位、極化曲線等分析手段，較系統(tǒng)地研究了RE(混合稀土)及RE和Sb對AZ31合金顯微組織、力學性能、耐腐蝕性能的影響，并分析了針狀、球化稀土相的組成與結構。 微量RE的加入可顯著細化合金的組織，隨著RE加入量的增加，細化效果逐漸明顯，當RE的加入量為1％時，合金基體相平均晶粒尺寸從原來的120μm左右細化至35μm；沿晶界分布的網狀

3、β相斷開，分散；RE加入量超過1％時，組織不再發(fā)生明顯變化；稀土相呈粗大針狀沿晶界分布，將對基體產生割裂作用，并在受力時引起應力集中。 稀土合金化AZ31鎂合金中加入適量的Sb，不僅使基體組織更加細化，平均晶粒尺寸細化至30μm，更重要的是可使原來粗大針狀相轉變?yōu)檠鼐Ы绾途韧瑫r彌散分布的細小球狀。稀土相的有效球化可消除針狀稀土相對合金強度、塑韌性的不利影響。 微量RE的加入使ZA31鎂合金的力學性能得到不同程度的提高。

4、RE的加入量為1％時，合金的顯微硬度、屈服強度、抗拉強度、高溫延伸率分別比AZ31提高了7％、13.7％、15％和53.5％。加入Sb對稀土相有效球化后，合金的力學性能得到近一步提高，顯微硬度、屈服強度、抗拉強度、高溫延伸率分別比AZ31提高了10％、31.5％、24.4％和62.8％。試驗得出的RE和Sb的最佳加入量為1％RE和1％Sb，此時合金的晶粒尺寸和力學性能最佳。 AZ31中添加適量RE后，合金的流動性提高22.5％，

5、自腐蝕電位略有提高，鹽浴腐蝕速率降低了67％。RE和Sb同時使合金的流動性提高28.2％，自腐蝕電位提高45mV。使合金流動性提高的主要原因是：RE及Sb元素可以減小合金的結晶溫度間隔；在影響流動性最大的溫度區(qū)間(550～650℃)合金凝固時反應熱更大。使合金耐腐蝕性提高的主要原因是：RE元素的加入使合金得以凈化，并且使合金組織細化、均勻；加入的Sb參與了Al和RE之間的反應，使合金組織進一步細化，并減少了合金晶界上的缺陷；RE和Sb同