混合稀土、銻對(duì)az31鎂合金顯微組織及性能的影響

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1、摘要鎂合金具有密度低、阻尼性能好、電磁屏蔽能力強(qiáng)以及高的比強(qiáng)度和比剛度等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、交通工具、電予通訊等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，被譽(yù)為2l世紀(jì)最富于開發(fā)和應(yīng)用潛力的“綠色材料”。但是，鎂合會(huì)的塑性變形能力較差、室溫韌性低、屈服強(qiáng)度低和耐腐蝕性能不良，長期以來阻礙了鎂合金的應(yīng)用。Az3l合金是最常用的變形鎂合會(huì)之一，本文針對(duì)其使用和加工過程中存在的問題，旨在采用稀土微合金化，并稀土相球化技術(shù)，提高Az31變形鎂臺(tái)金綜合性能。論文采用金相觀察、x射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、顯微硬度、拉伸性能、沖擊韌性

2、、自腐蝕電位、極化曲線等分析手段，較系統(tǒng)地研究了RE(混合稀土)及RE和sb對(duì)Az31臺(tái)余顯微組織、力學(xué)性能、耐腐蝕性能的影響，并分析了針狀、球化稀土相的組成與結(jié)構(gòu)。微量RE的加入可顯著細(xì)化合盒的組織，隨著RE加入量的增加，細(xì)化效果逐漸明顯，當(dāng)RE的加入量為1％時(shí)，合會(huì)基體相平均晶粒尺寸從原來的120岬左右細(xì)化至35岬；沿晶界分布的網(wǎng)狀口相斷開，分散：RE加入量超過1％時(shí)，組織不再發(fā)生明顯變化：稀土相呈粗大針狀沿晶界分布，將對(duì)基體產(chǎn)生割裂作用，并在受力時(shí)引起應(yīng)力集中。稀土合金化Az31鎂合金中加入適量的sb，不僅使基

3、體組織更加細(xì)化，平均晶粒尺寸細(xì)化至30岬l，更重要的是可使原來粗大針狀相轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐Ы绾途?nèi)同時(shí)彌散分布的細(xì)小球狀。稀土相的有效球化可消除針狀稀土相對(duì)合金強(qiáng)度、塑韌性的不利影響。微量RE的加入使zA3l鎂臺(tái)金的力學(xué)性能得到不同程度的提高。RE的加入量為1％時(shí)，合金的顯微硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、高溫延伸率分別比AZ31提高了7％、13．7％、15％和53．5％。加入Sb對(duì)稀士相有效球化后，合金的力學(xué)性能得到近一步提高，顯微硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、高溫延伸率分別比AZ31提高了10％、31．5％、24．4％和62．8％

4、。試驗(yàn)得出的RE和sb的最佳加入量為1％RE和1％sb，此時(shí)合金的晶粒尺寸和力學(xué)性能最佳。摘要Az31中添加適量RE后，臺(tái)={；；=的流動(dòng)性提高22．5％，自腐蝕電位略有提高，赫浴腐蝕速率降低了67％。RE和sb同時(shí)使合金的流動(dòng)性提高28．2％，自腐蝕電位提高45mv。使合衾流動(dòng)性提高的主要原因是：RE及sb元素可以減小含會(huì)的結(jié)晶溫度問隔：在影響流動(dòng)性最大的溫度區(qū)間(550～650℃)臺(tái)金凝固時(shí)反應(yīng)熱更大。使合余耐腐蝕性提高的主要原因是：RE元素的加入使合金得以凈化，并且使合盒組織細(xì)化、均勻；加入的sb參與了Al和R

5、E之間的反應(yīng)，使合會(huì)組織進(jìn)～步細(xì)化，并減少了合金晶界上的缺陷：RE和sb同時(shí)加入可減緩d．Mg和陰極相B—Mgl7燦12的腐蝕，使合金的耐腐蝕性更好。對(duì)針狀稀土相的組成、針狀相的擇優(yōu)生長取向和針狀相的形態(tài)、組成進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：針狀相的組成為AlllRE3，其優(yōu)先長大的晶向?yàn)椤綩ll】；sb參與A1和RE之間的反應(yīng)，生成了A1灘％三元相，同時(shí)在晶內(nèi)形成了少量的RESb二元相。關(guān)鍵詞：Az3l鎂合金；稀土臺(tái)金化：稀土相球化；組織；性能¨ABSTRA(『rABSTRACTMa印esiumalloyspossessm粕

6、yadVantages，s11chaslowdensity，excellentd啪pingc印ac主t弘gooddec仃omagneticshieldingandhighspecmcstr吼舀h．Beingreg礬cdasthemostpromising8re翎mat嘶alofme2lstcelltu吼ithasbri曲tpromisefbrmagfIesiumallo”tobewidelyuscdinaviation，spac胡i曲t，vchicleandelcctrommunication．Butbocauseo

7、fitsp(，orpl嬲ticdefomlationabilityandcorrosionr姻islancc，low，噎ddstr囂s鋤dIhc￡l】陀tougjmess，theuseofmagncsillmall0)，sislimitedfbralongtime．AZ31alloyisoneofthemostusefIlldefbm撕0nmagIlcsium越loy，1nofdertosolVetheprobl鋤linapplication柚dinpro。髂sing，weuserareeamlalloying觚ds

8、pheroidizerareeamldchphase，toimprovem礎(chǔ)柚icalpmpenyofAz318lloyinthisdiss鰣ation．Inthisdissenation，tlleinflu鯽c鶴ofthemixedadd“ionofREandSbonthemicrostn】cture，mech柚icalpmpcny’c0“D