Mg-Al-Sr-RE合金及其組織性能研究.pdf

1、鎂合金是目前實際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比重小，比強度和比剛度高，切削加工性好以及良好的電磁屏蔽性和可回收利用等優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用于航空航天、3C電子產(chǎn)品及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。但一些常用鎂合金性能還不能完全滿足汽車傳動等部件的要求，主要是這些鎂合金強韌性不夠理想，特別是高溫情況下鎂合金的強度比較低、抗蠕變性能差等。
　　目前，用途較廣、綜合性能較好的工業(yè)鎂合金中主要的合金元素都含有A1。Mg17Al12是Mg-Al系列合金最重要

2、的強化相，但Mg17Al12相的熔點低、熱穩(wěn)定性差，并且常以網(wǎng)狀存在。實踐表明，合金化可以有效的提高合金的綜合力學性能，而鎂合金的綜合力學性能與其晶粒大小有著極其密切的關(guān)系。通過細化鎂合金晶粒，可以提高鎂合金的綜合力學性能。眾多的文獻研究表明，稀土、堿土元素Sr對鎂合金晶粒組織具有較好的細化作用。因此，本文通過采用Mg、Al、Sr、RE合金配比研究來確定Sr、RE在Mg-Al基鎂合金中的存在方式以及強化機制。
　　本研究采用“對摻

3、法”制備了Mg-Sr中間合金、AJ62鎂合金以及不同 Y、Nd含量的AJ62合金；通過XRD分析、EDS能譜分析研究了不同Y、Nd含量對AJ62合金微觀組織影響，并對其分別進行力學性能測試；通過SEM對拉伸斷口形貌進行分析，確定其斷裂機制。
　　研究結(jié)果表明：
　?、費g-4Sr中間合金相由a-Mg相、Mg17Sr2相組成，Mg17Sr2相主要沿晶界分布；Mg-6Al-2Sr合金中相由a-Mg相、Mg17Al12相以及Al4

4、Sr相組成，其中Al4Sr相主要沿晶界分布；
　?、谙⊥猎?Y具有細化鎂合金組織的作用。在 Y的添加量為1.5wt％時，AJ62+Y的晶粒最細小。通過XRD和EDS能譜分析表明，Y的添加在合金中形成了Al2Y、Al3Y高溫硬質(zhì)新相，并且在晶界、晶內(nèi)均有分布。力學性能測試結(jié)果表明含1.5wt%Y時AJ62合金的力學性能均達到最優(yōu)值，抗拉強度比未添加Y時提高了20.6%，屈服強度提高了24.6%，延伸率提高了52.9%。拉伸斷口形貌

5、分析確定其斷裂機制主要為準解理斷裂；
　?、跱d同樣具有細化鎂合金組織的作用。在 Nd含量為0.5wt%時，合金的組織細化效果較好；通過XRD以及EDS能譜分析表明，稀土元素Nd的添加在合金中形成了Al2Nd、Al3Nd高溫硬質(zhì)新相，并在晶界以及晶內(nèi)分布，力學性能測試結(jié)果表明Nd含量在0.5wt%時，鎂合金的力學性能最佳，抗拉強度比未添加稀土 Nd提高了13.5%，屈服強度提高了15.9%，延伸率提高了49.1%。拉伸斷口SEM分