鎂釓中間合金的制備及其對AZ91性能的影響.pdf

1、21世紀(jì)制造行業(yè)的發(fā)展趨勢是追求輕量化、以期達(dá)到節(jié)能減排的目的。鎂合金是最輕的可用于結(jié)構(gòu)材料使用的金屬材料，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料”，將會扮演重要角色。鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)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(chǎn)生污染等特點(diǎn)，同時也存在易氧化燃燒、耐腐蝕性差、高溫強(qiáng)度低等不足，其中AZ91是目前應(yīng)用較廣的一個系列。
　　理論和實(shí)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(diǎn)的差異，使得熔煉時直接添加稀土元素容易產(chǎn)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(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了兩種方法制備鎂釓中間合金的組織結(jié)構(gòu)差異及其對AZ91鎂合金組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響；采用硬度計和電子拉伸試驗(yàn)機(jī)測試了AZ91+Gd合金的硬度、抗拉強(qiáng)度和伸長率；采用腐蝕失重法測試了合金的腐蝕速率，并結(jié)合電化學(xué)測試了其極化曲線和交流阻抗。
　　研究結(jié)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(xué)性能產(chǎn)生了不同的影響。首先，AZ91鎂合金的硬度、抗拉強(qiáng)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(xué)工作站測得的極化曲線和交流阻抗譜以及全浸蝕實(shí)驗(yàn)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(dāng)Gd的添加量大于1.5%時，合金的耐腐蝕性隨G