Gd和Sm復(fù)合添加對AZ81鎂合金組織和性能的影響.pdf

1、作為金屬結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的鎂及鎂合金其具有較低的密度、良好的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)異的電磁屏蔽特性以及卓越的阻尼減震特性，故已在汽車、航空航天以及通訊等領(lǐng)域得到廣泛使用，針對Mg-Al鎂合金具有耐熱性能和腐蝕性能較差的特點(diǎn)，本文選取稀土元素Gd和Sm作為加入元素，探討合金化對AZ81鎂合金組織和性能的影響規(guī)律，利用SF6+CO2混合氣體保護(hù)下感應(yīng)爐熔煉，采用金屬型模具制備了AZ81-Gd-Sm鎂合金，研究了Gd和Sm添加對AZ81顯微組織、室溫

2、和高溫力學(xué)性能以及耐腐蝕性能的影響。
　　通過對比分析不同Sm和Gd加入量的AZ81-Gd-Sm的顯微組織和拉伸性能，發(fā)現(xiàn)Sm和Gd的加入使得AZ81合金組織得到明顯細(xì)化，加入總量為2％時具有最好的細(xì)化效果，組織中形成了Al2Sm和Al2Gd析出相。當(dāng)Sm和Gd加入總量超過3%后，其晶粒尺寸存在緩慢增大的趨勢，析出物變多且存在粗化、偏聚的趨勢。隨 Sm和Gd加入量的增大，AZ81合金的抗拉強(qiáng)度存在先升高后降低的趨勢，室溫拉伸時 A

3、Z81-1.6Gd-0.4Sm合金的抗拉強(qiáng)度取得最大值286MPa，AZ81-2.4Gd-0.6Sm合金的抗拉強(qiáng)度在150℃和175℃時分別達(dá)到最大值215MPa和191MPa，相比于AZ81鎂合金，Sm和Gd加入使得抗拉強(qiáng)度提高了30-40MPa，AZ81-1.6Gd-0.4Sm合金在室溫、150℃和175℃時的伸長率均取得最大值，但若稀土加入量過度，則合金顯微組織惡化，力學(xué)性能明顯降低。
　　Gd和Sm的加入明顯提高了AZ81

4、合金在本測試條件下的抗蠕變性能，AZ81及AZ81-1.6Gd-0.4Sm合金在150℃/(50-70MPa)時具有較為優(yōu)異的抗蠕變能力，當(dāng)溫度升高到175℃，AZ81的抗蠕變能力開始快速惡化，當(dāng)溫度繼續(xù)升高至200℃，AZ81-1.6Gd-0.4Sm合金的抗蠕變性能也急劇變壞。 AZ81及AZ81-1.6Gd-0.4Sm合金在低溫條件下的蠕變主要受擴(kuò)散和晶界滑動控制，而在高溫條件下，合金的位錯滑移、攀移運(yùn)動以及原子擴(kuò)散成為蠕變控制因素

5、。
　　Gd和Sm的加入明顯提高了 AZ81合金的耐腐蝕性能，其中AZ81-1.6Gd-0.4Sm合金在濃度為0.5%和3.5%的NaCl腐蝕液中均具有最優(yōu)的耐腐蝕能力。稀土元素的加入能夠明顯提高 AZ81合金的自腐蝕電位，降低合金的腐蝕電流密度。AZ81和AZ81-1.6Gd-0.4Sm合金在NaCl溶液中腐蝕后的腐蝕產(chǎn)物差異不大，它們的腐蝕產(chǎn)物主要為 Mg(OH)2。微量的Gd和Sm能夠細(xì)化顯微組織，降低析出相的尺寸，減小合金