鎂釓中間合金的制備及其對AZ91性能的影響.pdf

1、21世紀制造行業(yè)的發(fā)展趨勢是追求輕量化、以期達到節(jié)能減排的目的。鎂合金是最輕的可用于結構材料使用的金屬材料，被譽為“21世紀的綠色、輕質結構材料”，將會扮演重要角色。鎂合金具有低密度、高比強度、高比剛度、高阻尼性、減震降噪、抗電磁輻射、加工和回收時不產生污染等特點，同時也存在易氧化燃燒、耐腐蝕性差、高溫強度低等不足，其中AZ91是目前應用較廣的一個系列。
　　理論和實踐證明，合金化是提高鎂合金性能的主要方法之一，而稀土元素是鎂合金

2、的主要合金化元素。稀土元素和鎂的密度和熔點的差異，使得熔煉時直接添加稀土元素容易產生偏析的情況，所以稀土元素一般先制成稀土鎂中間合金的形式，再添加到鎂合金中。中間合金的制備方法有多種，其中，熔鹽電解法和熔配法是最常用的方法。
　　本文通過熔鹽電解法和熔配法制備了鎂釓中間合金，并把兩種方法制備的中間合金加入AZ91，制備了兩個系列不同釓含量的AZ91+Gd合金。通過金相顯微鏡、X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡觀察了鎂釓中間合金和AZ91

3、+Gd合金的組織結構，發(fā)現(xiàn)了兩種方法制備鎂釓中間合金的組織結構差異及其對AZ91鎂合金組織結構產生的影響；采用硬度計和電子拉伸試驗機測試了AZ91+Gd合金的硬度、抗拉強度和伸長率；采用腐蝕失重法測試了合金的腐蝕速率，并結合電化學測試了其極化曲線和交流阻抗。
　　研究結果表明：熔鹽電解法和熔配法制備的鎂釓中間合金的組織存在差異。熔鹽電解法制備的鎂釓中間合金成分比較均勻，合金主要由Mg、Mg5Gd和顆粒狀金屬Gd組成；熔配法制備的鎂

4、釓中間合金相，只有Mg和Mg5Gd相。
　　不同方法制備的鎂釓中間合金添加到AZ91中，對合金的力學性能產生了不同的影響。首先，AZ91鎂合金的硬度、抗拉強度和伸長率都隨Gd含量的增加先升高后降低，Gd的最佳添加量為2％；通過斷口分析，知其斷裂方式屬于脆性斷裂；由電化學工作站測得的極化曲線和交流阻抗譜以及全浸蝕實驗測得的腐蝕速率說明，Gd的添加低于1.5%，AZ91合金的耐蝕性降低，當Gd的添加量大于1.5%時，合金的耐腐蝕性隨G