鑄造方式對(duì)Mg-Gd-Y-Ag-Zr鑄造合金組織和性能的影響.pdf

1、作為所有結(jié)構(gòu)金屬中最輕的一種，鎂合金以其低密度、高比強(qiáng)度、良好的減振和抗沖擊性能、優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和突出的電磁屏蔽效果等諸多優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天和電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景。此外，鎂合金還具有良好的可回收性，可以通過(guò)重新熔煉的方式再利用，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”。然而純鎂的力學(xué)性能差，塑性韌性低，難以滿足工程結(jié)構(gòu)材料的需求，需要通過(guò)合金化等方式來(lái)改善鎂的力學(xué)性能。除力學(xué)性能以外，鎂合金的耐蝕性也是阻礙鎂合金廣泛使用的一個(gè)重要因

2、素。鎂合金化學(xué)性質(zhì)活潑，標(biāo)準(zhǔn)電極電位僅為-2.36 V，在潮濕的空氣和溶液中很容易腐蝕，生成的氧化膜疏松多孔，無(wú)法有效地保護(hù)基體，導(dǎo)致耐蝕性較低。改善鎂合金的耐蝕性和力學(xué)性能已經(jīng)成為擴(kuò)大鎂合金應(yīng)用的重要研究?jī)?nèi)容。鎂合金中加入稀土元素可以有效地改善合金的組織，提高強(qiáng)度和耐蝕性，是鎂合金中最有效的合金化元素。開(kāi)發(fā)稀土鎂合金可以同時(shí)彌補(bǔ)鎂合金的力學(xué)性能和耐蝕性方面的缺陷。目前，具有代表性的稀土鎂合金有Mg-Nd，Mg-Y，Mg-Gd三種體系，

3、其中Mg-Gd-Y系合金以其良好的室溫強(qiáng)度和高溫抗蠕變性受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文選取 Mg-Gd-Y-Ag-Zr合金為研究對(duì)象，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于鑄造方式對(duì)合金材料組織和性能影響研究較少的問(wèn)題，重點(diǎn)研究了低壓鑄造和重力鑄造兩種不同鑄造方式對(duì)其力學(xué)性能，顯微組織和耐蝕性的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①低壓鑄造Mg-Gd-Y-Ag-Zr合金鑄態(tài)組織中缺陷較少，彌補(bǔ)了由于晶粒尺寸較大造成的合金屈服強(qiáng)度的下降問(wèn)題。相同狀態(tài)下低

4、壓鑄造 Mg-Gd-Y-Ag-Zr合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均優(yōu)于重力鑄造合金，延伸率基本無(wú)差別。尤其是在T6時(shí)，低壓鑄造抗拉強(qiáng)度達(dá)346Mpa，較重力鑄造高21％。②在Mg-Gd-Y-Ag-Zr合金的凝固過(guò)程中，低壓鑄造合金凝固速度慢，凝固過(guò)程中固相和液相成分變化與平衡凝固相似，合金中的 Gd、Y元素趨于形成Mg5(Gd,Y)和 Mg24(Gd,Y)5相。在重力鑄造合金的凝固中，由于成分波動(dòng)，液相中的富 Gd區(qū)域會(huì)優(yōu)先形成凝固點(diǎn)更高的

5、Mg3(Gd,Y)相，重力鑄造合金凝固速度快，固相中的溶質(zhì)原子來(lái)不及擴(kuò)散，許多高熔點(diǎn)的Mg3(Gd,Y)相保留至室溫，大量的Gd、Y元素被消耗掉，導(dǎo)致合金組織中的Mg5(Gd,Y)和Mg24(Gd,Y)5相含量較少。重力鑄造 Mg-Gd-Y-Ag-Zr合金鑄態(tài)組織中殘留的大量高熔點(diǎn) Mg3(Gd,Y)相，使得合金的固溶效果不理想，基體中的稀土元素含量比低壓鑄造合金基體少，從而影響其時(shí)效過(guò)程產(chǎn)生的析出相數(shù)量，導(dǎo)致重力鑄造合金T6態(tài)的性能遠(yuǎn)