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中国有色金属加工工业协会
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稀土铈对AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响

镁在20(室温)时的密度只有1.738g/cm3,是常用结构材料中最轻的金属,镁的这一特征与优良的力学性能相结合将成为大多数镁基结构材料应用的基础。但是镁的六方结构使得镁合金在塑性和耐腐蚀性,以及成形加工方面都不如目前广泛使用的铝合金。因此改善镁合金的强度和韧性以及成型性能已成为现今镁合金开发研究中的一个重要方向。在镁合金中添加稀土元素将有助于形成细小的等轴晶,从而有效改善镁合金的铸造组织、微观结构,从而改善其加工成型性能。稀土元素在有色金属材料中具有净化、晶粒细化和强化作用,同时经过轧制加工将提高镁合金的力学性能,本文主要研究稀土铈及轧制工艺对AZ61镁合金显微组织和力学性能的影响。

本实验选用AZ61为基础合金,各组元分别以工业纯镁、纯锌、纯铝及Mg-30Ce(wt%)Al-10Mn(wt%)中间合金的形式添加。AZ61合金的化学成分为(质量百分比,%):6Al,1Zn,0.2Mn,余量为Mg。在AZ61合金中分别加入Ce的含量为:0(1#),0.5%(2#),1.0%(3#),1.5%(4#)。合金在电阻炉中用钢制坩埚进行熔炼,期间使用自制熔剂对熔体进行覆盖,浇铸过程中使用硫磺对熔液表面进行保护。对部分板材进行300℃×1h退火处理,与轧制态力学性能做对比。
AZ61合金中添加稀土Ce元素后形成了杆状的Al4Ce相,加工过程中破碎,破碎的细小Al4Ce相能够与加工过程中形成的各种缺陷及合金元素作用,强化合金。退火后,强化作用降低。铈元素对AZ61合金起到较大的强化作用,合金的强度和伸长率都随着铈含量的增加而提高,其中3#合金具有最好的综合力学性能,挤压+轧制加工态的抗拉强度、屈服强度和伸长率在轧制态下分别是350MPa274MPa6.2%300℃×1h退火后,分别为306MPa201MPa18.7%1#3#合金经挤压+轧制加工后,没有发生再结晶,晶粒发生了变形及部分破碎,同时存在较多的沿变形方向分布的第二相粒子。1#合金在挤压+轧制加工态下,二相粒子稀少,300℃×1h退火后,1#合金中的二相粒子增加很多,而且沿着变形方向分布,这是由于退火后,有Al12Mg17相析出;而加入了铈的3#合金,挤压+轧制加工态下就已经存在较多的二相粒子,退火后第二相粒子变得粗大,说明Al12Mg17相容易在Al4Ce相周围析出。

本文引用地址:http://www.metalnews.cn/ys/show-819797-1.html

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