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(qiáng)度、高硬度、高彈性模量，因而被廣泛的應(yīng)用在航空和汽車工業(yè)領(lǐng)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(chǎn)生割裂作用，嚴(yán)重?fù)p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(zhì)和不同超聲工藝處理對AS31合金組織及性能的影響，研究結(jié)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(dāng)Ce加入量為0.9wt.％時(shí)，細(xì)化效果最佳，此時(shí)共晶Mg2Si相形態(tài)為蠕蟲狀和顆粒狀共存。合金的力學(xué)性能隨著 Ce含量的增加呈先升高后下降趨勢。經(jīng)0.9wt.%Ce處理，此時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為224MPa和5.6%，相比未變質(zhì)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(dāng)Er加入量為1.2Wt%時(shí)，共晶Mg2Si相形態(tài)呈細(xì)小漢字狀和短棒狀共存。合金的抗拉強(qiáng)度和伸長率隨著Er的含量的增加呈升高趨勢，經(jīng)1.2wt.%Er處理，此時(shí)合金抗拉強(qiáng)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(xì)化晶粒的同時(shí)，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(dāng)超聲功率為750W時(shí)，細(xì)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(qiáng)度和伸長率隨著超聲處理功率的增加而逐漸增加，當(dāng)超聲功率為750w時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)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(shí)間延長，共晶Mg2Si相尺寸呈先減小后增大趨勢。當(dāng)超聲處理時(shí)間

5、為60s時(shí)，細(xì)化效果最佳。合金的抗拉強(qiáng)度和伸長率隨著超聲處理功率的增加也呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)施加超聲處理時(shí)間為60s時(shí)，其抗拉強(qiáng)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(jié)構(gòu)，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(shù)隨著載荷和轉(zhuǎn)速的增加均呈逐漸減小趨勢，當(dāng)載荷為50N時(shí)，0.9wt%Ce+AS31合金摩擦系數(shù)為0.28，當(dāng)轉(zhuǎn)速為500r/min時(shí)，其摩擦系數(shù)為0.31，