PDF《1 镁合金组织和力学性能的影响》

9 1合金组织中 β相熔点较低(

4 3 7℃) , 高 温易软化, 因此该合金通常使用温度不超过

1 2 0℃[

3 -

4 ] .目前多采用稀土( R E ) 元素合金化方法开发新型的 高强度镁合金, 其中 N d 元素作为一种高效的合金强化元素被大量用于高强度镁合金的开发, 并取得了较好 的效果, 但其成本较高, 且当 A Z

9 1中的 N d含量大于

2 .

5 %( 质量分数) 时, 将生成长径比较大的针状稀土 山东科学2011年 相, 使得合金性能急剧下降[

5 -

7 ] .另外由于 B元素在 A Z

9 1合金中会优先形成密排六方结构的 A l B

2 ( 熔点为

9 8 0℃) 相, 其(

0 0

0 1 ) 面与 α M g (

0 0

0 1 ) 面的错配度为

6 .

2 4 %, 满足共格对应的错配度条件[

8 -

9 ] , 因此 A l B 2理 论上可作为 α M g 良好的异质形核衬底, 能够使 α M g 晶粒细化.因此为了降低合金的成本, 本论文研究了 B和Nd复合微合金化对 A Z

9 1镁合金组织和性能的影响, 力争用 B部分取代 N d 对AZ91镁合金进行合金化 改性, 为进一步开发新型高性能镁合金做好技术支撑.

1 实验方法 本研究的合金成分见表

1 .合金的主要原料为: 镁(

9 9 .

9 8 %) 、 铝(99.6%) 、 锌(99.9%) 、 电解锰(95.0%) , N d 以Mg10%N d 中间合金的形式加入, B 以中间合金 A l

4 %B中间合金方式加入, 所用熔炼设 备为 C O 2+S F

6 混合气体保护的井式电阻炉.使用 低碳钢坩埚熔炼合金, 将工业纯镁加入到坩埚置于电 阻炉中, 待镁锭熔化升温至

7 2 0℃, 依次加入铝锭、 锌锭、 锰片等, 将MgNd中间合金直接加入到镁液中, 表1实验合金的化学成分( %) T a b l e

1 A l l o y s c h e m i c a l c o m p o s i t i o n ( %) 合金 A l Z n M n N d B M g A Z

9 1

9 .

0 0 .

8 5

0 .

1 5

0 0 B a l A Z

9 1+

1 .

2 N d

9 .

0 0 .

8 5

0 .

1 5

1 .

2 0 B a l A Z

9 1+

0 .

8 N d +

0 .

0 1 B

9 .

0 0 .

8 5

0 .

1 5

0 .

8 0 .

0 1 B a l A Z

9 1+

0 .

8 N d +

0 .

0 2 B

9 .

0 0 .

8 5

0 .

1 5

0 .

8 0 .

0 2 B a l A Z

9 1+

0 .

8 N d +

0 .

0 3 B

9 .

0 0 .

8 5

0 .

1 5

0 .

8 0 .

0 3 B a l 待MgNd中间合金熔化镁液温度回升至

7 6 0℃加入 A l B中间合金, 待其熔化后搅拌 3~ 5m i n , 搅拌完成后 保温

1 5~

2 0m i n , 以确保 N d 、 B在合金中的充分扩散.最后在

7 2 0℃静置

2 0m i n , 浇入预热至

2 5 0℃的金属 模中.T 6处理在箱式电阻炉中进行, 炉内温差为 ± 2℃.合金在

4 0 0℃下固溶, 保温

2 4h 后在

2 5℃的水中 淬火.时效在

1 8 0℃下进行, 保温

4 8h后出炉空冷.将样品经打磨、 抛光后用作组织分析, 用4%硝酸酒精 腐蚀.拉伸试棒经机加工后在济南试金 WD W

2 0

0 E精密万能试验机上进行, 拉伸速度为 1m m/ m i n .分别 在室温

2 0 ,

1 5

0 ,

2 0 0℃下测试合金的强度和延伸率.采用蔡司 E V O M A

1 5扫描电镜对样品进行 S E M观察. 采用 H B R V U型布洛维硬度计测定合金的硬度.合金物相分析使用德国 S I E M E N SD

5 0

0 0 X射线衍射仪, 加 速电压为

3 0k V , 电流为

2 0m A , 衍射靶为 C uK α , 步长为

0 .

0 2 ° , 扫描范围为

2 0 ° ~

9 0 ° . 图1AZ91镁合金的 X射线衍射谱 F i g .

1 X r a yd i f f r a c t i o np a t t e r n s o f A Z

9 1a l l o y s