AZ91系列镁合金的高周疲劳行为

【摘要】： 镁合金由于密度低、比强度高等特点逐渐成为轻合金开发与应用的主要研究对象。本文研究了不同量Ce、Nd、Si、Ca的添加对压铸AZ91合金以及固溶和时效处理对铸造AZ91合金显微组织和室温力学性能的影响,并系统研究了不同铸造成型工艺的AZ91镁合金在应力比R=0.1,循环基数N=107下的高周疲劳行为及断裂微观机制,为拓展镁合金的应用范围提供一定的理论依据。 研究结果表明:适量稀土元素Ce、Nd的单独添加和Si、Ca、Ce的混合添加均能细化压铸AZ91镁合金的组织,提高合金的室温拉伸性能和高周疲劳性能,Nd对合金组织和性能的改善作用比Ce更显著一些,而压铸AZ91-1.0%Ce-0.4%Ca合金具有最高的疲劳强度值;同压铸AZ91合金相比,金属型铸造AZ91合金具有粗大的组织和较低的力学性能,对铸造AZ91合金进行固溶和固溶后时效处理可以提高合金的拉伸和疲劳性能;压铸和铸造AZ91系列镁合金的疲劳裂纹都萌生于合金表面或内部的气孔、夹杂或缩松处,除了含Nd压铸合金外,其它合金疲劳裂纹扩展区没有疲劳辉纹存在,试验合金的疲劳瞬断区都具有静拉伸断口的微观特征,分别表现为解理、准解理或准解理加韧窝断裂的混合形式。