Ce、Er及超聲處理對AS31合金組織及性能的影響.pdf

1、AS系鎂合金在常溫下具有高強度、高硬度、高彈性模量，因而被廣泛的應用在航空和汽車工業(yè)領域。在傳統(tǒng)鑄造工藝下，Si在合金中形成的Mg2Si相往往呈粗大漢字狀常分布于晶界處，容易對基體產生割裂作用，嚴重損害其性能。研究表明，在 AS系鎂合金引入稀土元素或施加外場處理，可優(yōu)化合金的組織與性能。本文以AS31合金為研究對象，通過分別引入稀土Ce、Er和超聲處理，探討了稀土變質和不同超聲工藝處理對AS31合金組織及性能的影響，研究結果表明：

2、>　　1)在AS31合金中引入稀土 Ce，合金中的共晶 Mg2Si相的形貌、尺寸和分布得到了有效改善。隨著稀土Ce的增加，共晶Mg2Si相的尺寸呈先減小后增大的趨勢。當Ce加入量為0.9wt.％時，細化效果最佳，此時共晶Mg2Si相形態(tài)為蠕蟲狀和顆粒狀共存。合金的力學性能隨著 Ce含量的增加呈先升高后下降趨勢。經0.9wt.%Ce處理，此時合金的抗拉強度和伸長率分別為224MPa和5.6%，相比未變質合金，提高了28.5%和62.3%。

3、
　　2)在AS31合金中引入稀土Er，隨著稀土Er的增加，共晶Mg2Si相的尺寸逐漸減小。當Er加入量為1.2Wt%時，共晶Mg2Si相形態(tài)呈細小漢字狀和短棒狀共存。合金的抗拉強度和伸長率隨著Er的含量的增加呈升高趨勢，經1.2wt.%Er處理，此時合金抗拉強度和伸長率值分別為210MPa和4.9%，相比未處理合金，提高了27.3%和59.7%。
　　3)在AS31合金凝固過程中施加超聲處理，細化晶粒的同時，對Mg2Si相

4、尺寸、形貌和分布也有重要影響。隨著超聲處理功率的增加，合金中共晶Mg2Si相尺寸逐漸減小。當超聲功率為750W時，細化效果最佳，Mg2Si相平均尺寸僅為50μm，其形態(tài)為蠕蟲狀和短棒狀共存。合金的抗拉強度和伸長率隨著超聲處理功率的增加而逐漸增加，當超聲功率為750w時，合金的抗拉強度和伸長率分別為203MPa和3.2%，相比未處理合金，提高了21.1%和57.3%。隨著超聲時間延長，共晶Mg2Si相尺寸呈先減小后增大趨勢。當超聲處理時間

5、為60s時，細化效果最佳。合金的抗拉強度和伸長率隨著超聲處理功率的增加也呈現先增大后減小的趨勢，當施加超聲處理時間為60s時，其抗拉強度和伸長率最大。
　　4)在 AS31合金中添加0.9wt%Ce，優(yōu)化了合金組織結構，降低磨損表層的剝層傾向，提高了合金的耐磨性。合金的摩擦系數隨著載荷和轉速的增加均呈逐漸減小趨勢，當載荷為50N時，0.9wt%Ce+AS31合金摩擦系數為0.28，當轉速為500r/min時，其摩擦系數為0.31，